RFID開發技術及實踐 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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青島東閤信息技術有限公司 著，青島東閤信息技術有限公司 譯

圖書標籤:

• RFID
• 射頻識彆
• 開發技術
• 實踐
• 嵌入式係統
• 物聯網
• 無綫通信
• 電子標簽
• 應用開發
• 技術指南

齣版社： 西安電子科技大學齣版社

ISBN：9787560633084

版次：1

商品編碼：11422928

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2014-01-01

用紙：膠版紙

頁數：208

內容簡介

本書以射頻識彆(RFID)為基礎，AVR單片機ATmega16A為控製器，“RFID開發套件”為硬件開發平颱，IAR-EW為軟件開發環境，講解瞭RFID技術原理、RFID協議體係、AVR開發基礎、各頻段RFID的特點和閱讀器設計方法，旨在讓讀者更清楚地瞭解RFID係統架構原理及RFID閱讀器的設計和應用方法。
　　本書分為兩篇：理論篇和實踐篇。理論篇共6章，分彆講解瞭射頻識彆技術、RFID協議體係、RFID閱讀器開發基礎、低頻RFID閱讀器設計、高頻RFID閱讀器設計和超高頻RFID閱讀器應用。其中，第1章、第2章講解RFID技術原理和協議體係；第3章講解閱讀器組成和AVR單片機開發基礎；第4章～第6章講解低頻、高頻和超高頻RFID的不同特點以及閱讀器的設計與應用方法。實踐篇共5章，分彆對應相應的理論篇，可與配套的實驗設備相結閤完成實踐教學，利用“RFID開發套件”基於IAR-EW開發平颱的搭建以及各頻段RFID的應用編程，結閤“超高頻RFID閱讀器”完成超高頻RFID閱讀器二次開發的相關實驗。
　　本書偏重RFID的應用，采用理論與實踐相結閤的方法，將RFID技術運用於實踐中，更深層地剖析瞭RFID技術與各種相關技術的關係，為物聯網的學習奠定瞭基礎。本書適用麵廣，可作為本科物聯網工程、通信工程、電子信息工程、自動化、計算機科學與技術和計算機網絡等專業的教材。

目錄

理 論 篇
第1章 射頻識彆技術 2
　1.1 射頻識彆技術簡介 2
　　1.1.1 射頻識彆技術的發展曆史 3
　　1.1.2 射頻識彆技術的特徵 3
　1.2 RFID技術原理 4
　　1.2.1 RFID係統組成 4
　　1.2.2 射頻識彆基本原理 7
　　1.2.3 RFID編碼與調製 10
　　1.2.4 數據校驗與防碰撞 13
　1.3 RFID標準 15
　　1.3.1 RFID標準概述 15
　　1.3.2 ISO/IEC 10536標準 16
　　1.3.3 ISO/IEC 14443標準 16
　　1.3.4 ISO/IEC 15693標準 16
　　1.3.5 ISO/IEC 18000標準 16
　1.4 RFID與物聯網 17
　　1.4.1 EPC係統 17
　　1.4.2 EPC與物聯網 18
　習題 19
第2章 RFID協議體係 20
　2.1 ISO/IEC 14443標準 21
　　2.1.1 ISO/IEC 14443-1 21
　　2.1.2 ISO/IEC 14443-2 21
　　2.1.3 ISO/IEC 14443-3 22
　　2.1.4 ISO/IEC 14443-4 26
　2.2 ISO/IEC 18000-6標準 29
　　2.2.1 EPC C1 G2標準 30
　　2.2.2 存儲器結構 31
　　2.2.3 命令集 33
　習題 33
第3章 RFID閱讀器開發基礎 35
　3.1 閱讀器電路組成 36
　　3.1.1 MCU及外圍電路 36
　　3.1.2 收發通道 36
　　3.1.3 天綫 37
　3.2 AVR單片機概述 37
　　3.2.1 AVR主要功能特性 37
　　3.2.2 ATmega16A 38
　3.3 AVR時鍾與熔絲位 40
　　3.3.1 AVR係統時鍾 40
　　3.3.2 AVR熔絲位 41
　3.4 AVR通用I/O口 42
　　3.4.1 通用I/O口結構 43
　　3.4.2 通用I/O寄存器 43
　　3.4.3 通用I/O程序設計 44
　　3.4.4 I/O端口第二功能 46
　3.5 AVR中斷 47
　　3.5.1 中斷嚮量 47
　　3.5.2 中斷控製 48
　　3.5.3 外部中斷 49
　　3.5.4 中斷程序設計 51
　3.6 AVR定時器 53
　　3.6.1 定時器概述 53
　　3.6.2 定時器工作模式 55
　　3.6.3 定時器寄存器 56
　　3.6.4 定時器程序設計 59
　3.7 AVR USART 61
　　3.7.1 USART結構 61
　　3.7.2 USART寄存器 62
　　3.7.3 USART程序設計 66
　3.8 AVR SPI 69
　　3.8.1 SPI結構 70
　　3.8.2 SPI工作模式 71
　　3.8.3 SPI寄存器 71
　　3.8.4 SPI配置 73
　習題 74
第4章 低頻RFID閱讀器設計 75
　4.1 低頻ID卡 75
　　4.1.1 常見低頻ID卡 76
　　4.1.2 EM4100 76
　　4.1.3 EM4100解碼 76
　4.2 EM4095 77
　　4.2.1 功能概述 77
　　4.2.2 原理圖 78
　　4.2.3 與MCU接口 80
　4.3 低頻RFID閱讀器程序設計 81
　　4.3.1 初始化程序 82
　　4.3.2 驅動程序 83
　　4.3.3 主程序 85
　習題 87
第5章 高頻RFID閱讀器設計 88
　5.1 Mifare卡 89
　　5.1.1 Mifare卡的特點 89
　　5.1.2 Mifare1 S50卡 89
　　5.1.3 Mifare1卡存儲器組織 91
　　5.1.4 Mifare卡讀寫 94
　5.2 MF RC522 96
　　5.2.1 概述 96
　　5.2.2 原理圖 97
　　5.2.3 與MCU接口 98
　5.3 RC522基本操作 101
　　5.3.1 RC522寄存器 101
　　5.3.2 FIFO緩衝區操作 103
　　5.3.3 RC522命令 104
　　5.3.4 RC522基本指令 106
　5.4 高頻RFID閱讀器程序設計 107
　　5.4.1 初始化程序 107
　　5.4.2 驅動程序 110
　　5.4.3 主程序 124
　　5.4.4 中斷服務函數 126
　習題 127
第6章 超高頻RFID閱讀器應用 128
　6.1 超高頻RFID 129
　　6.1.1 超高頻RFID特點 129
　　6.1.2 超高頻RFID頻率 129
　6.2 超高頻RFID協議標準 130
　　6.2.1 概述 130
　　6.2.2 ISO/IEC 18000-6標準 131
　　6.2.3 EPC C1 G2協議 132
　　6.2.4 EPC C1 G2技術特點 133
　6.3 超高頻RFID現狀 134
　6.4 超高頻RFID閱讀器 135
　　6.4.1 閱讀器參數 135
　　6.4.2 上位機配置 136
　6.5 RFID閱讀器二次開發 139
　　6.5.1 二次開發意義 139
　　6.5.2 二次開發構架 139
　　6.5.3 二次開發過程 140
　　6.5.4 閱讀器通信測試 141
　習題 144
實 踐 篇
實踐1 RFID協議體係 146
　實踐指導 146
　　實踐1.G.1 146
　　實踐1.G.2 147
　　實踐1.G.3 149
實踐2 RFID閱讀器開發基礎 150
　實踐指導 150
　　實踐2.G.1 150
　　實踐2.G.2 153
　　實踐2.G.3 154
　　實踐2.G.4 157
實踐3 低頻RFID閱讀器設計 160
　實踐指導 160
　　實踐3.G.1 160
　　實踐3.G.2 163
實踐4 高頻RFID閱讀器設計 169
　實踐指導 169
　　實踐4.G.1 169
實踐5 超高頻RFID閱讀器應用 187
　實踐指導 187
　　實踐5.G.1 187
　　實踐5.G.2 188
　　實踐5.G.3 190
　　實踐5.G.4 197

前言/序言

隨著物聯網産業的迅猛發展，企業對物聯網工程應用型人纔的需求越來越大。“全麵貼近企業需求，無縫打造專業實用人纔”是目前高校物聯網專業教育的革新方嚮。
　　本係列教材是麵嚮高等院校物聯網專業方嚮的標準化教材，教材內容注重理論且突齣實踐，強調理論講解和實踐應用的結閤，覆蓋瞭物聯網的感知識彆、網絡通信及應用支撐等物聯網架構所包含的關鍵技術。教材研發充分結閤物聯網企業的用人需求，經過瞭廣泛的調研和論證，並參照多所高校一綫專傢的意見，具有係統性、實用性等特點，旨在使讀者在係統掌握物聯網開發知識的同時，具備綜閤應用能力和解決問題的能力。
　　該係列教材具有如下幾個特色。
　　1. 以培養應用型人纔為目標
　　本係列教材以應用型物聯網人纔為培養目標，在原有體製教育的基礎上對課程進行深層次改革，強化“應用型技術”動手能力，使讀者在經過係統、完整的學習後能夠達到如下要求：
　　* 掌握物聯網相關開發所需的理論和技術體係以及開發過程規範體係；
　　* 能夠熟練地進行設計和開發工作，並具備良好的自學能力；
　　* 具備一定的項目經驗，包括嵌入式係統設計、程序編寫、文檔編寫、軟硬件測試等內容；
　　* 達到物聯網企業的用人標準，實現學校學習與企業工作的無縫對接。
　　2. 以新穎的教材架構來引導學習
　　本係列教材分為四個層次：知識普及、基礎理論、應用開發、綜閤拓展，這四個層麵的知識講解和能力訓練分布於係列教材之間，同時又體現在單本教材之中。具體內容在組織上劃分為理論篇和實踐篇：理論篇涵蓋知識普及、基礎理論和應用開發；實踐篇包括企業應用案例和綜閤知識拓展等。
　　* 理論篇：最小學習集。學習內容的選取遵循“二八原則”，即重點內容占企業中常用技術的20%，以“任務驅動”方式引導80%的知識點的學習，以章節為單位進行組織，章節的結構如下：
　　* 本章目標：明確本章的學習重點和難點；
　　* 學習導航：以流程圖的形式指明本章在整本教材中的位置和學習順序；
　　* 任務描述：以“案例教學”驅動本章教學的任務，所選任務典型、實用；
　　* 章節內容：通過小節迭代組成本章的學習內容，以任務描述貫穿始終。
　　* 實踐篇：以任務驅動，多點連成一綫。以接近工程實踐的應用案例貫穿始終，力求使學生在動手實踐的過程中，加深對課程內容的理解，培養學生獨立分析和解決問題的能力，並配備相關知識的拓展講解和拓展練習，拓寬學生的知識麵。
　　本係列教材藉鑒瞭軟件開發中“低耦閤、高內聚”的設計理念，組織架構上遵循軟件開發中的MVC理念，即在保證最小教學集的前提下可根據自身的實際情況對整個課程體係進行橫嚮或縱嚮裁剪。
　　3. 以完備的教輔體係和教學服務來保證教學
　　為充分體現“實境耦閤”的教學模式，方便教學實施，保障教學質量和學習效果，本係列教材均配備可配套使用的實驗設備和全套教輔産品，可供各院校選購：
　　* 實驗設備：與培養模式、教材體係緊密結閤。實驗設備提供全套的電路原理圖、實驗例程源程序等。
　　* 立體配套：為適應教學模式和教學方法的改革，本係列教材提供完備的教輔産品，包括教學指導、實驗指導、視頻資料、電子課件、習題集、題庫資源、項目案例等內容，並配以相應的網絡教學資源。
　　* 教學服務：教學實施方麵，提供全方位的解決方案(在綫課堂解決方案、專業建設解決方案、實訓體係解決方案、教師培訓解決方案和就業指導解決方案等)，以適應物聯網專業教學的特殊性。
　　本係列教材由青島東閤信息技術有限公司編寫，參與本書編寫工作的有韓敬海、孫锡亮、李瑞改、李紅霞、張玉星、劉曉紅、盧玉強、袁文明等。參與本書編寫工作的還有青島農業大學、濰坊學院、麯阜師範大學、濟寜學院、濟寜醫學院等高校的教師。本係列教材在編寫期間還得到瞭各閤作院校專傢及一綫教師的大力支持和協作。在本係列教材齣版之際要特彆感謝給予我們開發團隊大力支持和幫助的領導及同事，感謝閤作院校的師生給予我們的支持和鼓勵，更要感謝開發團隊每一位成員所付齣的艱辛勞動。
　　由於水平有限，書中難免有不當之處，讀者在閱讀過程中如有發現，請通過公司網站(http://www.dong-he.cn)或我公司教材服務郵箱(dh_iTeacher@126.com)聯係我們。
　　
　　　　　　　　　　 高校物聯網專業項目組
　　　　　　　　　　2013年11月

《嵌入式係統硬件設計與開發實戰》 內容簡介： 本書深入淺齣地剖析瞭嵌入式係統硬件設計與開發的各個關鍵環節，旨在為讀者構建紮實的理論基礎和豐富的實踐經驗。從基礎的微控製器選型、電路原理圖設計，到復雜的PCB布局布綫、電源管理，再到嵌入式係統的測試與調試，本書提供瞭詳盡的指導和大量的案例分析，讓讀者能夠清晰地理解嵌入式係統硬件設計的邏輯和流程。 第一篇 嵌入式係統硬件基礎 本篇為讀者打下堅實的嵌入式係統硬件設計基礎，涵蓋瞭核心概念、元器件選擇以及電路設計的基礎知識。 第一章 嵌入式係統概述與硬件設計流程 1.1 什麼是嵌入式係統？ 詳細闡述嵌入式係統的定義、特點（如專用性、實時性、低功耗、集成度高等）及其在現代科技中的廣泛應用場景（如消費電子、汽車電子、工業控製、醫療設備、物聯網等），通過生動的實例介紹嵌入式係統如何融入我們的生活。 1.2 嵌入式係統硬件設計的主要組成部分 深入剖析嵌入式係統的硬件架構，包括微控製器（MCU）或微處理器（MPU）作為核心，存儲器（RAM、ROM、Flash）、外圍接口（GPIO、UART、SPI、I2C、ADC、DAC等）、電源管理單元、時鍾電路、復位電路以及各類傳感器和執行器的連接。 1.3 嵌入式係統硬件設計的通用流程 係統地梳理從需求分析、方案設計、原理圖繪製、PCB設計、器件選型、外包生産、焊接組裝、軟硬件聯調到最終測試與量産的完整硬件設計生命周期。強調各階段之間的邏輯關係和關鍵決策點。 1.4 硬件設計中的常見挑戰與應對策略 探討在實際硬件設計過程中可能遇到的問題，如成本控製、功耗優化、信號完整性、電磁兼容性（EMC）、可靠性、可維護性等，並提供相應的解決方案和設計原則。 第二章 微控製器（MCU）選型與核心電路設計 2.1 MCU選型指南 詳細講解如何根據項目需求選擇閤適的MCU，考慮因素包括：處理器架構（ARM Cortex-M/A, RISC-V等）、主頻、存儲器容量（Flash、RAM）、外設接口豐富度、功耗特性、工作電壓、封裝形式、生産成本、供應商支持及生態係統。 深入對比不同主流MCU廠商（如STMicroelectronics, NXP, Microchip, Renesas, Espressif等）的産品綫和特點，並通過實際案例說明選型的權衡。 2.2 MCU核心最小係統 介紹MCU正常工作所需的最低限度電路，包括： 電源電路： 穩壓器（LDO, DC-DC）、濾波電容、去耦電容的設計原則，確保MCU供電的穩定性和純淨度。 時鍾電路： 外部晶振/諧振器選型與匹配電容的計算，內部RC振蕩器的使用場景，以及時鍾源的配置。 復位電路： 上電復位（POR）、外部中斷復位、看門狗復位等的設計，保證係統在異常情況下能夠安全重啓。 調試接口： JTAG/SWD接口的連接方式與調試器選擇，為後續的固件開發和調試奠定基礎。 2.3 常用外設接口硬件設計 GPIO： 通用輸入輸齣端口的配置（輸入/輸齣、上拉/下拉、開漏/推挽）、電氣特性及驅動能力考量。 UART/USART： 串行通信接口的硬件連接，包括TX/RX綫、電平轉換（TTL, RS232, RS485）及信號隔離。 SPI/I2C： 同步/異步串行通信接口的硬件布綫要求、總綫仲裁、多主/多從機的連接模式。 ADC/DAC： 模數/數模轉換器的硬件配置，包括采樣率、分辨率、參考電壓、輸入/輸齣電路設計，以及抗乾擾措施。 PWM： 脈衝寬度調製輸齣的硬件實現，用於電機控製、LED亮度調節等。 第三章 電源管理與低功耗設計 3.1 嵌入式係統電源需求分析 分析不同模塊（MCU、傳感器、通信模塊、執行器等）的工作電壓、電流消耗特性，以及靜態功耗和動態功耗的差異，為電源方案的設計提供依據。 3.2 綫性穩壓器（LDO）與開關電源（DC-DC） 深入講解LDO和DC-DC轉換器的原理、優缺點、效率、紋波、壓差等關鍵參數。 重點介紹如何根據負載需求、輸入電壓範圍、效率要求和成本預算選擇閤適的穩壓器。 詳細闡述LDO的旁路電容、輸齣濾波電容的選擇與放置，以及DC-DC的電感、電容、肖特基二極管（或MOSFET）的選型與布局技巧。 3.3 低功耗模式與功耗優化策略 介紹MCU提供的各種低功耗模式（如Sleep, Deep Sleep, Standby等）及其喚醒機製。 探討硬件層麵的低功耗設計方法，包括： 時鍾門控： 隻驅動必要的外設時鍾。 電源門控： 在不需要時關閉某些模塊的電源。 選用低功耗元器件： 如低漏電流的MOSFET、低靜態電流的LDO。 優化外設使用： 閤理安排傳感器采樣頻率、通信周期等。 動態電壓與頻率調整（DVFS）： 根據係統負載動態調整供電電壓和工作頻率。 3.4 電池供電係統設計 針對使用電池供電的嵌入式設備，詳細講解電池選型（鋰離子、鎳氫、堿性等）、充電管理電路設計（如TP4056等充電IC）、電量監測（如BQ27441等電量計IC）以及功耗優化對電池續航能力的影響。 第二篇 嵌入式係統PCB設計與製造 本篇將引導讀者掌握PCB（Printed Circuit Board）設計的高級技巧，確保硬件信號的穩定性和係統的可靠性。 第四章 PCB設計基礎與規範 4.1 PCB基本概念與層疊結構 介紹PCB的構成（銅箔、絕緣基闆、阻焊層、絲印層等），以及單層闆、雙層闆、多層闆的結構特點和應用場景。 深入講解多層闆的信號層、電源層、地綫層的劃分原則，以及內層和外層的區彆。 4.2 PCB設計軟件介紹與使用 詳細介紹主流的PCB設計軟件，如Altium Designer, Eagle, KiCad等，涵蓋軟件的安裝、基本界麵、原理圖編輯、PCB布局、布綫、DRC（Design Rule Check）等核心功能。 通過實例演示如何進行元器件庫的建立與管理、原理圖符號的創建、PCB封裝的定義。 4.3 PCB設計規則（DRC）與設計約束 係統闡述PCB設計中必須遵守的規則，包括： 最小綫寬/綫距： 根據電流、信號速度和製造工藝設定。 過孔（Via）設計： 過孔的大小、形狀、類型（盲孔、埋孔、通孔）及其在信號完整性和EMI中的作用。 焊盤（Pad）設計： 焊盤的大小、形狀、鑽孔大小，以及對焊接性和可靠性的影響。 元件間距： 保證焊接、維修和散熱的空間。 強調DRC檢查的重要性，以及如何有效地利用軟件進行規則檢查並修復錯誤。 第五章 PCB布局與布綫技巧 5.1 關鍵元器件的布局原則 MCU/MPU布局： 考慮晶振、復位、調試接口的就近原則，以及信號綫的長度和迴流路徑。 電源模塊布局： 將電源輸入、穩壓器、濾波電容、DC-DC模塊集中放置，並考慮散熱。 高頻/高速信號布局： 將高速接口（如USB, Ethernet, DDR）靠近MCU，並為其提供良好的信號完整性環境。 傳感器/ADC/DAC布局： 遠離乾擾源，並考慮模擬地和數字地的隔離。 連接器布局： 方便外部連接，並考慮用戶操作和應力釋放。 5.2 信號完整性（SI）設計 阻抗匹配： 詳細講解傳輸綫理論，如何計算和匹配差分信號、單端信號的阻抗，以減少反射。 迴流路徑（Return Path）： 強調信號完整性中迴流路徑的重要性，以及如何提供連續、完整的電流迴流路徑，避免信號耦閤和串擾。 串擾（Crosstalk）： 分析相鄰信號綫之間的耦閤機製，以及通過增加間距、改變布綫方嚮、使用地綫屏蔽等方法來減小串擾。 信號衰減： 討論PCB材質、綫寬、綫長對信號衰減的影響，以及如何選擇閤適的PCB闆材（如FR-4, Rogers等）。 5.3 電源完整性（PI）設計 去耦電容（Decoupling Capacitors）： 講解不同容值、不同安裝位置的去耦電容的作用，以及如何有效抑製電源噪聲。 電源分配網絡（PDN）： 分析電源層、地綫層、以及電源綫和地綫的作用，如何設計低阻抗的PDN，確保各器件都能獲得穩定、純淨的電源。 紋波抑製： 通過濾波電路和閤理的布局來減少電源紋波。 5.4 電磁兼容性（EMC）設計 輻射源識彆與抑製： 講解哪些電路和元器件容易産生電磁輻射（如開關電源、高速信號綫、時鍾信號），以及如何通過接地、濾波、屏蔽等技術進行抑製。 敏感源防護： 講解如何保護電路免受外部電磁乾擾（EMI），包括使用濾波器、瞬態電壓抑製器（TVS）、屏蔽罩等。 PCB闆級EMC設計： 強調良好的接地設計（單點接地、星型接地、混閤接地）、差分布綫、以及電源/地綫層的完整性對EMC的重要性。 共模扼流圈（Common-Mode Choke）與濾波電容的應用。 第六章 PCB製造與工藝 6.1 PCB製造流程概述 介紹PCB從設計文件到成品闆的完整製造過程，包括：底材準備、綫路製作（曝光、顯影、蝕刻）、鑽孔、電鍍（沉銅、電銅）、阻焊層印刷、字符印刷、錶麵處理（OSP, ENIG, HASL等）、成型（鑼闆、V-cut）。 6.2 PCB後焊工藝與質量控製 焊接方式： 迴流焊、波峰焊、手工焊、選擇性波峰焊。 焊膏印刷： 锡膏印刷機的原理、模闆（Stencil）設計與選擇。 元器件貼裝： SMT（Surface Mount Technology）貼片機的工作原理。 返修與重工： 常見焊接缺陷（虛焊、漏焊、橋接、氧化等）的分析與處理。 6.3 PCB可製造性設計（DFM） 講解如何根據PCB製造廠的能力和工藝要求進行設計，以降低製造成本和提高良品率。例如：綫寬/綫距的最優化、過孔尺寸的閤理選擇、避免過於密集的焊盤、考慮生産設備的限製等。 6.4 PCB可測試性設計（DFT） 在PCB設計中預留測試點（Test Point），方便後續的功能測試、ICT（In-Circuit Test）和AOI（Automated Optical Inspection）等。 第三篇 嵌入式係統硬件測試與調試 本篇聚焦於嵌入式係統硬件的實際測試與調試方法，確保硬件設計的正確性和穩定性。 第七章 嵌入式係統硬件測試方法 7.1 硬件測試前的準備工作 測試計劃製定： 明確測試目標、測試項目、測試方法、測試工具、測試標準和測試報告。 測試環境搭建： 準備好電源、示波器、萬用錶、邏輯分析儀、信號發生器、編程器、燒錄器、仿真器等測試設備。 測試用例設計： 針對每個功能模塊設計詳細的測試用例，覆蓋正常、異常和邊界情況。 7.2 基本電氣參數測試 供電電壓與電流測試： 使用萬用錶和示波器測量關鍵點的電壓，記錄係統在不同工作模式下的電流消耗。 時鍾信號測試： 使用示波器檢查時鍾頻率、占空比、上升/下降時間，確保時鍾源的穩定性。 復位信號測試： 觀察復位信號的波形，驗證上電復位和外部復位的時序。 7.3 接口與通信測試 GPIO測試： 輸入/輸齣測試，驗證上拉/下拉、開漏/推挽模式的正確性。 UART/SPI/I2C通信測試： 使用邏輯分析儀或示波器捕獲和分析通信協議，驗證數據傳輸的正確性、波特率、時序等。 ADC/DAC測試： 輸入已知模擬信號，讀取ADC轉換值，驗證綫性度和精度；輸齣已知數字值，測量DAC輸齣電壓，驗證準確性。 PWM輸齣測試： 測量PWM信號的占空比、周期，驗證其控製精度。 7.4 信號完整性與時序分析 眼圖（Eye Diagram）測試： 評估高速數字信號的質量，分析信號的噪聲、抖動、失真。 抖動（Jitter）分析： 測量信號的周期抖動（TJ）和隨機抖動（RJ），評估信號的穩定性。 時序裕量（Timing Margin）分析： 結閤固件，分析Setup Time和Hold Time是否滿足要求。 7.5 電源完整性測試 電源噪聲測量： 使用高帶寬示波器測量關鍵電源軌上的噪聲和紋波。 瞬態響應測試： 模擬負載突然變化，觀察電源電壓的跌落和恢復情況。 7.6 EMC/EMI初步測試 輻射騷擾測試： 使用近場探頭或頻譜分析儀初步檢測PCB的電磁輻射情況。 傳導騷擾測試： 檢查電源綫和信號綫上的傳導噪聲。 抗擾度測試： 如靜電放電（ESD）測試、電快速瞬變脈衝（EFT）測試。 第八章 硬件調試技術與工具 8.1 硬件調試基本原則 由簡到繁： 先測試核心功能，再測試外圍模塊。 隔離故障： 逐步排除可能的原因，縮小故障範圍。 量化測量： 使用測量工具獲取客觀數據，避免主觀判斷。 記錄與分析： 詳細記錄測試和調試過程中的現象、數據和結論。 8.2 調試工具的使用 萬用錶（Multimeter）： 電壓、電流、電阻、二極管測試。 示波器（Oscilloscope）： 波形觀察、電壓測量、時序分析、觸發功能。 邏輯分析儀（Logic Analyzer）： 多通道數字信號捕獲、協議解碼、時序分析。 信號發生器（Signal Generator）： 提供標準測試信號。 編程器/燒錄器（Programmer/Burner）： 為MCU燒寫固件。 仿真器（Emulator/Debugger）： （如J-Link, ST-Link, ICD等）與IDE配閤，進行代碼調試、斷點設置、變量查看、內存讀寫。 8.3 常見硬件故障分析與排查 元器件損壞： 虛焊、短路、過壓、過流、靜電損傷等。 電路連接錯誤： 綫路上錯誤、接插件接觸不良、器件方嚮錯誤。 信號完整性問題： 阻抗不匹配、迴流路徑不良、串擾過大導緻通信錯誤或數據不穩定。 電源問題： 電壓不穩定、紋波過大、供電不足導緻係統工作異常甚至宕機。 EMC問題： 外部乾擾導緻係統誤動作或不穩定。 時鍾問題： 時鍾頻率不準、不穩定導緻MCU工作異常。 復位問題： 係統無法正常上電復位或復位不徹底。 8.4 軟硬件協同調試 通過固件驗證硬件： 編寫簡單的測試程序來驅動和驗證硬件模塊的功能。 利用調試器分析問題： 在固件執行過程中，通過調試器觀察硬件寄存器的狀態、內存數據，以及CPU執行流程。 硬件故障定位： 當硬件齣現問題時，如何結閤代碼邏輯，通過逐步注釋代碼、設置斷點來定位是軟件原因還是硬件原因。 第四篇 嵌入式係統硬件進階應用 本篇將探討一些更復雜的硬件設計主題，為讀者在實際項目中提供更深入的指導。 第九章 嵌入式係統中的接口擴展與通信協議 9.1 USB接口設計與應用 USB協議概述（USB 2.0, USB 3.0），不同類型接口（Device, Host, OTG）的硬件設計要點。 USB連接器的選型與布綫要求，差分信號的阻抗匹配與保護。 USB通信的硬件實現，如DP/DM信號的處理，上拉/下拉電阻的設置。 9.2 以太網接口硬件設計 以太網物理層（PHY）芯片選型與接口連接，包括MII/RMII/GMII等接口。 Ethernet連接器的硬件要求，如共模扼流圈、濾波電容的應用。 信號完整性在高速以太網接口設計中的重要性。 9.3 CAN總綫接口設計 CAN協議簡介及其在汽車電子、工業自動化中的應用。 CAN收發器（Transceiver）的選型與連接，差分信號的驅動與接收。 CAN總綫的終端匹配電阻設計，以及總綫拓撲結構。 9.4 SPI/I2C接口的擴展與設計 在MCU資源不足時，如何通過擴展芯片（如I/O擴展器，SPI/I2C擴展芯片）來增加接口數量。 多設備、多主控器的SPI/I2C總綫設計，以及總綫仲裁和地址衝突的處理。 9.5 其他常用通信接口 SD/MMC卡接口、NOR/NAND Flash接口、LCD/Camera接口等硬件設計要點。 第十章 嵌入式係統中的傳感器集成與驅動 10.1 常見傳感器類型與接口 溫度傳感器： NTC/PTC熱敏電阻、數字溫度傳感器（如DS18B20, TMP102）。 濕度傳感器： 電容式、電阻式濕度傳感器。 加速度計/陀螺儀/IMU： MEMS傳感器，通過I2C/SPI接口通信。 光敏傳感器： 光敏電阻、光電二極管。 壓力傳感器： 壓力變送器，輸齣模擬信號或數字信號。 位置傳感器： 霍爾傳感器、磁阻傳感器。 10.2 傳感器信號調理電路設計 放大電路： Op-amp（運算放大器）在傳感器信號放大中的應用。 濾波電路： RC濾波器、有源濾波器用於抑製傳感器信號的噪聲。 電平轉換： 確保傳感器輸齣信號與MCU的輸入電壓匹配。 隔離電路： 在高壓或強乾擾環境下，使用光耦或隔離器對傳感器信號進行隔離。 10.3 傳感器數據采集與處理 ADC采樣： 配置MCU的ADC模塊，實現對模擬傳感器的周期性采樣。 數字接口通信： 通過I2C/SPI接口讀取數字傳感器的測量值。 數據校準與補償： 針對傳感器存在的固有誤差，進行軟件校準和溫度補償。 傳感器融閤（Sensor Fusion）： 結閤多個傳感器的數據，提高測量精度和魯棒性（例如IMU數據融閤）。 第十一章 嵌入式係統中的電機驅動與控製 11.1 直流電機（DC Motor）驅動 H橋電路： 使用MOSFET或L298N等電機驅動IC實現直流電機的正反轉和PWM調速。 驅動電流與散熱： 根據電機電流選擇閤適的驅動芯片和散熱方案。 11.2 步進電機（Stepper Motor）驅動 步進電機類型： 永磁同步電機（PM）、可變磁阻電機（VR）、混閤式步進電機（Hybrid）。 驅動方式： 全步、半步、微步驅動。 步進電機驅動器IC： 如A4988, DRV8825等，及其與MCU的接口。 綫圈驅動與時序控製： 確保步進電機按預定順序鏇轉。 11.3 無刷直流電機（BLDC Motor）驅動 BLDC電機原理： 三相電機，需要電子換嚮。 無刷電機驅動器： 使用專用BLDC驅動IC，如DRV10983, MC33063等。 霍爾傳感器與無霍爾傳感器驅動： 基於霍爾傳感器的換嚮和基於反電動勢（BEMF）的無傳感器換嚮。 PWM控製： 實現BLDC電機的速度控製。 11.4 ESC（Electronic Speed Controller）簡介 ESC在遙控模型、無人機等領域的應用，其基本工作原理。 第十二章 嵌入式係統硬件安全設計考慮 12.1 硬件安全威脅分析 物理攻擊： 探測、篡改、側信道攻擊（功耗分析、電磁泄露）。 軟件攻擊： 越獄、漏洞利用、惡意代碼注入。 供應鏈攻擊： 假冒元器件、篡改固件。 12.2 安全元器件與技術 安全芯片（Secure Element, SE）： 專用的硬件安全模塊，提供加密、認證、密鑰管理等功能。 信任根（Root of Trust）： 在硬件啓動過程中建立安全信任鏈。 加密加速器： 硬件加速AES, RSA, ECC等加密算法。 隨機數生成器（RNG/TRNG）： 産生高質量的隨機數用於加密。 安全啓動（Secure Boot）： 驗證固件的完整性和來源，防止惡意代碼啓動。 固件加密與簽名： 保護固件不被非法讀取和篡改。 12.3 物理安全措施 防篡改設計： 封裝、加固、傳感檢測。 信息隱藏： 隱藏敏感信息，避免側信道攻擊。 12.4 訪問控製與權限管理 硬件安全模塊（HSM）： 提供硬件級彆的訪問控製。 權限分離： 將敏感操作隔離在安全區域執行。 全書特點： 理論與實踐緊密結閤： 在講解理論知識的同時，提供瞭大量的實際電路設計案例、PCB布局圖、測試調試報告，幫助讀者將理論知識轉化為實際操作能力。 流程化講解： 按照硬件設計從概念到實現的完整流程進行組織，使得讀者能夠清晰地理解整個開發過程。 聚焦核心技術： 深入剖析瞭嵌入式係統硬件設計中至關重要的電源管理、信號完整性、EMC等關鍵技術。 豐富的工具介紹： 詳細介紹瞭常用的硬件設計、仿真、測試和調試工具，並指導讀者如何有效使用。 案例驅動： 通過多個真實項目案例，展示瞭如何將所學技術應用於解決實際問題，增強讀者的實戰能力。 麵嚮讀者廣泛： 適閤電子工程、自動化、計算機科學等相關專業的學生，以及從事嵌入式係統硬件開發、産品設計的工程師。 本書的齣版，旨在為嵌入式係統硬件開發領域培養更多具備紮實理論基礎和豐富實踐經驗的專業人纔，推動相關産業的技術進步。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為我量身定做的！我一直對RFID技術充滿好奇，但市麵上的資料要麼過於理論化，要麼零散不成體係。這本書的齣現，徹底改變瞭我的認知。它從最基礎的RFID原理講起，循序漸進地深入到各種應用場景，讓我這個初學者也能看得懂、學得會。特彆是書中對不同類型RFID標簽和讀寫器的詳細對比分析，以及在實際項目中如何根據需求進行選型，這點做得非常齣色。我印象最深的是關於天綫設計的部分，作者用非常直觀的圖示和公式推導，解釋瞭不同天綫結構對信號傳播的影響，這對於我後續進行定製化開發非常有指導意義。而且，書中還包含瞭大量的代碼示例，涵蓋瞭常見的開發語言和平颱，這使得我能夠立即動手實踐，將理論知識轉化為實際技能。我已經迫不及待地想將書中的知識應用到我目前正在進行的一個智能倉儲管理項目中瞭，相信這本書一定會成為我項目成功的關鍵助力。

評分☆☆☆☆☆

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還非要十個字，那隻能說好薄啊

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不錯

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專業課買的，便宜比在班裏訂

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收到gyfcvjidvbnjcn

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內容很好

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原來我以為書很厚呢

評分☆☆☆☆☆

好

評分☆☆☆☆☆

買瞭自學的。感覺不錯

評分☆☆☆☆☆

很好的書，講的比較全麵透徹，也有實例教程