物联网测控集成电路 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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赵负图 著

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• 信号处理
• 测试测量
• 电子工程
• 自动化

店铺： 墨林阁图书专营店

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122158161

商品编码：29418199287

出版时间：2014-01-01

基本信息

书名：物联网测控集成电路

定价：188.00元

作者：赵负图

出版社：化学工业出版社

出版日期：2014-01-01

ISBN：9787122158161

字数：

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版次：1

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商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书介绍了遥测遥控核心应用集成电路，包括发射、接收、收发集成电路，模拟控制器和信号处理器控制集成电路，各种信号采集电路、开关集成电路、信号参数变换控制电路、驱动控制电路等。书中详细介绍了这些集成电路的特点、功能块图、引脚图、技术参数、应用电路等。
本书适合从事电子电路设计，尤其是遥测遥控设计的工程技术人员参考，也适合高等院校相关专业师生进行科研和毕业设计时参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《嵌入式系统设计与应用：从硬件到软件的深度探索》 内容简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的嵌入式系统设计与应用视角，涵盖从底层硬件原理到上层软件开发的全过程。本书并非仅仅罗列技术名词，而是力求通过理论讲解、实例分析和实践指导，帮助读者构建起对嵌入式系统完整而深刻的理解。它适合于正在电子工程、计算机科学、自动化等专业领域学习的学生，也适合于希望在嵌入式开发领域深耕或转型，追求更扎实理论基础和更强动手能力的工程师。 第一部分：嵌入式系统的基石——硬件篇 在信息技术飞速发展的浪潮中，嵌入式系统已渗透到我们生活的方方面面，从智能家电到工业控制，从汽车电子到医疗设备，无处不在。然而，许多人往往只看到了嵌入式系统带来的便利，却忽略了其背后精妙的硬件设计与实现。本书的硬件篇，将带领读者走进嵌入式系统的“心脏”，深入剖析其核心组成部分。 第一章：微控制器（MCU）架构与原理 我们首先将聚焦于嵌入式系统最核心的“大脑”——微控制器。本书将详细介绍不同架构的微控制器，如ARM Cortex-M系列，从其指令集、流水线、中断机制、时钟系统、电源管理等底层原理进行深入剖析。读者将了解CPU如何执行指令，寄存器在数据处理中的作用，以及中断如何让微控制器响应外部事件。我们将探讨DMA（直接内存访问）控制器的工作原理，它如何有效地将数据在外设和内存之间传输，从而减轻CPU的负担，提高系统效率。内存管理单元（MMU）和内存保护单元（MPU）的介绍，将帮助读者理解数据如何在内存中组织和访问，以及如何确保程序的安全性和稳定性。此外，我们还将分析时钟树的构建，它如何为微控制器提供精确的工作频率，以及低功耗设计技术，例如不同睡眠模式的工作原理及其应用场景。 第二章：存储器技术与接口 数据的存储与访问是嵌入式系统正常运行的关键。本章将详述各种嵌入式系统中常用的存储器技术，包括SRAM、DRAM、Flash（NOR Flash与NAND Flash）等。读者将深入理解不同存储器类型的特性、读写机制、性能差异以及适用场景。例如，SRAM的快速读写特性使其适合用作高速缓存，而Flash的非易失性使其成为存储程序代码和配置数据的理想选择。我们将详细讲解这些存储器与微控制器之间的接口标准，如SPI、I2C、Parallel Interface等，并分析其电气特性、时序要求和通信协议。学习这些接口，读者将能够理解如何将外部存储器高效、可靠地集成到系统中。 第三章：输入/输出（I/O）接口与外设 嵌入式系统需要与外部世界进行交互，这就离不开各种I/O接口和外设。本章将系统性地介绍嵌入式系统常用的I/O接口，如GPIO（通用输入/输出）、UART（通用异步收发器）、SPI（串行外设接口）、I2C（集成电路总线）、CAN（控制器局域网）等。我们将深入讲解这些接口的工作原理、通信协议、配置方法以及在实际应用中的注意事项。例如，UART如何实现设备间的串行通信，SPI如何实现高速的半双工通信，I2C如何实现多主多从的通信，CAN总线在汽车和工业领域的广泛应用。此外，本章还将介绍常用的外设，如ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器），它们如何将模拟信号转换为数字信号，以及数字信号转换为模拟信号，从而实现对物理世界的感知和控制。定时器/计数器（Timers/Counters）的介绍，将帮助读者理解如何精确地控制时间、产生PWM信号等。 第四章：传感器与执行器接口设计 嵌入式系统往往需要感知和响应环境变化，传感器和执行器是实现这一功能的关键。本章将重点讲解如何将各种类型的传感器（如温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、加速度传感器、陀螺仪等）和执行器（如电机驱动、继电器、LED驱动等）与微控制器进行接口设计。我们将分析不同传感器的工作原理、输出信号特性（模拟或数字），以及相应的接口电路设计。对于执行器，我们将探讨其驱动方式、功率需求，以及如何通过PWM、H桥等技术进行精确控制。读者将学习到如何根据传感器和执行器的具体需求，选择合适的接口芯片、设计匹配的电路，并编写相应的驱动程序。 第五章：电源管理与低功耗设计 在许多嵌入式应用中，如电池供电设备，电源管理和低功耗设计至关重要。本章将深入探讨嵌入式系统的电源管理策略。我们将介绍线性稳压器（LDO）和开关稳压器（Switching Regulators）的工作原理、效率和纹波特性，以及如何根据系统需求选择合适的电源方案。低功耗设计技术将是本章的重点，我们将分析微控制器和外设的功耗构成，并介绍各种降低功耗的方法，包括：优化软件算法、选择低功耗模式（如休眠、待机）、智能地开启和关闭外设、使用低功耗元器件等。读者将学习如何量化和优化系统的整体功耗，以延长电池寿命或满足特定环境下的功耗限制。 第二部分：嵌入式系统的灵魂——软件篇 强大的硬件平台需要精巧的软件来驱动和控制。本书的软件篇，将带领读者从零开始，掌握嵌入式软件开发的方方面面。 第六章：嵌入式C语言编程进阶 C语言是嵌入式开发领域最为核心的编程语言。本章将超越基础C语言的语法，重点关注在嵌入式环境下编写高效、可靠、可维护的C代码。我们将深入讲解指针的精妙运用，位操作在硬件寄存器访问中的重要性，以及宏和预处理器指令在嵌入式开发中的强大能力。书中还将强调内存管理（栈、堆、全局变量、静态变量的生命周期和作用域），以及如何避免常见的内存泄漏和缓冲区溢出问题。此外，我们将探讨嵌入式C语言的优化技巧，包括函数调用、循环展开、数据类型选择等，以最大限度地利用有限的硬件资源。 第七章：裸机编程与中断服务程序（ISR） 在许多资源受限或对实时性要求极高的应用中，裸机编程是必不可少的技术。本章将引导读者直接操作硬件寄存器，编写不依赖任何操作系统或库的裸机程序。我们将以一个具体的微控制器为例，详细演示如何配置时钟、初始化GPIO、编写简单的闪烁LED程序。中断是嵌入式系统中实现异步事件处理的关键。我们将深入讲解中断向量表、中断优先级、中断使能/禁用、以及中断服务程序（ISR）的编写规范和注意事项。读者将学会如何设计高效的ISR，避免在ISR中执行耗时操作，以及如何利用中断实现对外部事件的实时响应。 第八章：实时操作系统（RTOS）原理与应用 随着嵌入式系统复杂度的不断提升，使用实时操作系统（RTOS）成为主流。本章将详细介绍RTOS的核心概念，包括任务（Task）、任务调度（Task Scheduling，如优先级抢占式调度、时间片轮转调度）、任务间通信（IPC，如信号量、互斥锁、消息队列、事件标志组）、任务同步与互斥、以及中断与RTOS的协同工作。我们将以一个业界常用的RTOS为例（例如FreeRTOS、RT-Thread等），介绍其API接口和实际应用。读者将学习如何将复杂的嵌入式系统分解为多个独立的任务，如何利用RTOS提供的机制来实现任务之间的协同工作，从而提高系统的可读性、可维护性和实时性。 第九章：设备驱动程序开发 设备驱动程序是连接硬件和操作系统的桥梁，其开发难度和重要性不言而喻。本章将深入讲解设备驱动程序的开发流程和关键技术。我们将从硬件接口分析入手，理解设备的工作原理和通信协议，然后设计相应的驱动程序接口。书中将详细介绍如何使用API函数与硬件交互，如何处理数据传输、错误检测和状态报告。我们将探讨针对不同类型外设（如UART、SPI、I2C、ADC、DAC、定时器等）的驱动程序设计模式和优化方法。此外，还将介绍Linux设备驱动模型（如字符设备、块设备、网络设备驱动）的框架和开发方法，为读者理解更复杂的驱动开发打下基础。 第十章：嵌入式系统调试与测试 在嵌入式系统开发过程中，高效的调试和完善的测试是保证产品质量的关键环节。本章将系统性地介绍嵌入式系统的调试技术和常用工具。我们将详细讲解使用JTAG/SWD调试器进行在线调试的技巧，包括设置断点、单步执行、观察变量、内存查看、寄存器查看等。此外，还将介绍printf调试、逻辑分析仪、示波器等辅助调试手段。对于测试，我们将探讨单元测试、集成测试和系统测试的方法。读者将学习如何编写测试用例，如何利用仿真器和实际硬件进行测试，以及如何进行性能测试和功耗测试，从而全面地验证系统的功能和可靠性。 第三部分：嵌入式系统实践与拓展 理论与实践相结合，才能真正掌握嵌入式系统设计。本书的实践与拓展部分，将带领读者将所学知识应用于实际项目中，并展望嵌入式技术未来的发展趋势。 第十一章：嵌入式通信协议栈与网络应用 现代嵌入式系统越来越趋向于互联互通。本章将深入讲解嵌入式系统中常用的通信协议栈，包括TCP/IP协议栈、MQTT协议、CoAP协议等。我们将分析这些协议的工作原理，以及如何在嵌入式设备上实现这些协议。读者将学习如何为嵌入式设备构建网络连接，实现设备间的数据传输和远程控制。我们将通过实例演示，如何利用MQTT协议实现设备与云平台之间的通信，如何构建一个简单的物联网应用。 第十二章：嵌入式系统项目实战 理论学习需要通过实践来巩固和深化。本章将提供几个具有代表性的嵌入式系统项目案例，涵盖不同应用领域。例如，一个基于STM32微控制器的智能家居控制系统，一个用于数据采集和远程监控的工业测控模块，或者一个集成了传感器和无线通信功能的智能穿戴设备。每个项目都将详细介绍其设计思路、硬件选型、软件架构、关键模块实现以及调试方法。读者可以通过跟随项目实战，将前几章学到的知识融会贯通，提升解决实际问题的能力。 第十三章：嵌入式系统安全与可靠性设计 随着嵌入式系统在关键领域的应用越来越广泛，系统的安全性和可靠性变得尤为重要。本章将探讨嵌入式系统的安全威胁，如数据泄露、恶意攻击、非法访问等，并介绍相应的防护措施，包括加密技术、安全认证、访问控制等。同时，我们还将讨论嵌入式系统的可靠性设计，包括容错机制、冗余设计、错误处理和故障恢复等，以确保系统在各种恶劣环境下也能稳定运行。 第十四章：嵌入式技术前沿与发展趋势 为了帮助读者更好地把握嵌入式技术的发展脉搏，本章将介绍嵌入式技术的前沿领域和未来发展趋势。我们将探讨人工智能（AI）在嵌入式系统中的应用，如边缘计算、机器学习推理；探讨5G通信技术对嵌入式系统的影响，以及低功耗广域网（LPWAN）技术在物联网领域的应用。此外，还将介绍RISC-V等开放指令集架构的兴起，以及嵌入式系统在新能源、智慧医疗、自动驾驶等领域的创新应用。 总结 《嵌入式系统设计与应用：从硬件到软件的深度探索》并非一本简单的技术手册，而是一本旨在培养读者系统性思维和解决复杂问题能力的指南。通过对硬件原理的深入剖析，对软件开发的细致讲解，以及对实际项目的深入实践，本书将赋能读者成为一名优秀的嵌入式系统工程师，能够独立设计、开发和部署高质量的嵌入式解决方案。无论您是刚刚踏入嵌入式领域的新手，还是希望在现有基础上不断提升的专业人士，都能从中获益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的装帧设计和排版风格并不是我通常会优先选择的类型，我更偏爱简约现代的设计。然而，一旦翻开内容，这种初次的顾虑便荡然无存。它最吸引我的是对于“集成”这一概念的深刻剖析。作者并没有孤立地讲解每一个元器件，而是着重强调了它们是如何协同工作，形成一个功能完整的系统。从底层传感器的数据采集，到中间的信号处理和通信模块，再到顶层的应用层软件，这本书都进行了详尽的梳理。尤其是在讨论数据融合和协同感知的部分，我看到了不同类型的传感器数据如何被有效地整合，从而产生更丰富、更准确的信息，这对于实现更高级的智能决策至关重要。书中还用了一些篇幅去探讨不同硬件平台和软件框架的选择，以及它们之间如何进行有效的集成和匹配。这对于正在进行物联网项目开发的人来说，无疑提供了宝贵的参考。它帮助我理解了，所谓的“集成”不仅仅是简单地堆砌硬件，更是一种系统性的思维和设计能力。

评分☆☆☆☆☆

我当初选择这本书，纯粹是因为工作上需要了解一些跟智能硬件打交道的基本知识，没想到它带来的惊喜远不止于此。这本书在阐述技术概念的同时，非常注重逻辑的严谨性和条理性。它不仅仅是罗列技术名词，而是像一位循循善诱的老师，引导读者一步步深入。例如，在介绍数据传输技术时，它详细对比了Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、NB-IoT等主流协议的优劣势，并结合不同的应用场景给出了选择建议。我之前对这些技术总是傻傻分不清，看完这部分内容，我总算明白了它们各自的定位和适用的领域。更让我惊喜的是，书中还触及了物联网安全和隐私保护的议题，这在当前信息时代显得尤为重要。它并没有回避这些潜在的风险，而是提供了切实可行的解决方案和安全设计原则，让我对物联网技术的健康发展有了更深的认识。这种前瞻性和实用性兼备的分析，使得这本书不仅仅是一本技术入门读物，更是一本能够引发深度思考的指南，它让我从一个更高、更全局的视角去审视和理解物联网。

评分☆☆☆☆☆

我带着一种半信半疑的态度打开了这本书，因为我对电子工程方面的背景知识并不是特别深厚。然而，这本书的内容让我感到非常受用，并且在很多方面拓展了我的认知边界。它并没有以一种高高在上的姿态去讲解那些晦涩难懂的专业术语，而是用一种非常平易近人的方式，将复杂的概念娓娓道来。我尤其喜欢书中关于功耗管理和低功耗设计的章节。在物联网设备越来越依赖电池续航的今天，如何有效地降低功耗，延长设备的使用寿命，是一个非常关键的问题。这本书详细介绍了各种低功耗设计技巧，从硬件选型到软件优化，都提供了切实可行的建议。它还探讨了在资源受限的环境下，如何进行高效的数据处理和通信，这对于开发低成本、高性能的物联网终端设备非常有帮助。读完这部分，我才真正理解到，原来让一个微小的传感器节点持续工作数年，背后有着如此多的技术考量和巧妙设计。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的是让我大开眼界，虽然书名听起来有点技术性，但实际上内容涵盖的范围比我想象的要广得多。我原本以为它会是那种枯燥乏味的技术手册，没想到读起来却很有趣。开篇就从物联网的宏观发展趋势讲起，用很接地气的例子解释了为什么物联网技术会渗透到我们生活的方方面面，从智能家居的便利性，到工业生产的智能化升级，再到智慧城市的建设。它并没有直接跳到复杂的电路图，而是先建立起一个清晰的物联网概念框架，让我这个非专业人士也能大致理解其中的逻辑和潜力。接着，它花了相当大的篇幅去梳理了各种传感器的工作原理和应用场景，比如温度传感器如何感知环境变化，压力传感器如何测量力的大小，还有一些更高级的图像识别和语音识别传感器，它们是如何“看到”和“听到”世界的。特别让我印象深刻的是，作者通过大量的实际案例，展示了这些传感器是如何被集成到各种物联网设备中的，以及它们在数据采集和初步处理中的关键作用。读完这部分，我才真正意识到，原来我们身边无处不在的智能设备，背后都离不开这些默默工作的“眼睛”和“耳朵”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常学术化，但又不会让人觉得难以理解，它更像是一篇严谨的学术论文，但又不乏思想的深度和广度。让我印象深刻的是，作者在探讨物联网应用时，并没有局限于技术本身，而是深入分析了这些技术对社会、经济和人类生活带来的深远影响。例如，在讨论智慧农业时，它不仅仅介绍了相关的传感器和控制系统，还分析了这些技术如何帮助农民提高产量、降低成本，以及对食品安全和环境保护产生的积极作用。书中还对一些新兴的物联网应用领域进行了展望，比如远程医疗、智能交通等，并探讨了这些领域所面临的挑战和机遇。这种宏观的视野和前瞻性的思考，让我觉得这本书不仅仅是一本技术手册，更是一本能够启发我们思考未来发展方向的指南。它让我看到了物联网技术的巨大潜力，以及它将如何塑造我们未来的生活方式，这是一种非常令人兴奋的体验。