物联网测控集成电路 9787122158161 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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赵负图 著

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• 通信技术

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122158161

商品编码：29657909182

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

售价：127.8元,便宜60.2元,折扣67

作者:赵负图

出版社：化学工业出版社

出版日期：2014-01-01

ISBN：9787122158161

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版次：1

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商品重量：0.4kg

编辑推荐

内容提要

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

作者介绍

文摘

序言

《精微智联：物联网传感器与微控制器原理及应用》 内容概述： 本书深入浅出地剖析了物联网（IoT）的核心构成——传感器与微控制器（MCU）的设计理念、工作原理、关键技术及其广泛的应用。全书围绕“连接万物、感知世界”的主题，详细阐述了从基础的信号采集与处理，到复杂的嵌入式系统构建与数据传输，再到面向特定场景的应用开发，为读者构建一个全面而深入的物联网知识体系。 第一部分：物联网感知基石——传感器的奥秘 本部分聚焦物联网的“触角”——传感器。我们将从传感器最基本的原理出发，逐步深入到各类主流传感器的设计与应用。 传感器基础理论： 探讨传感器的定义、分类、工作原理（如压阻效应、电容效应、磁致伸缩效应、光学原理等）。详细介绍传感器的静态特性（灵敏度、线性度、迟滞、重复性、分辨率）和动态特性（响应时间、带宽、频率特性），以及这些特性对实际应用的影响。分析不同传感器类型（模拟、数字）的优劣及其在物联网场景下的选型考量。 主流传感器详解： 温度与湿度传感器： 深入解析如NTC/PTC热敏电阻、RTD、热电偶、半导体温度传感器（如DS18B20）、电容式湿度传感器的工作原理、结构特点、精度指标和典型应用。探讨如何进行温度、湿度的精确测量与校准。 压力传感器： 涵盖绝对压力、相对压力、差压传感器的测量原理，重点介绍压阻式、电容式、应变片式压力传感器的技术细节、量程选择、补偿技术以及在环境监测、工业自动化等领域的应用。 加速度计与陀螺仪（IMU）： 详细讲解MEMS（微机电系统）加速度计和陀螺仪的工作原理，包括微机械结构、电容/压阻式信号拾取、信号放大与数字转换。深入分析三轴加速度计和角速度传感器的组合应用，如姿态解算、运动跟踪、跌倒检测等。 光学传感器： 介绍光敏电阻、光电二极管、光电晶体管、图像传感器（CMOS/CCD）的工作原理，及其在光照度检测、颜色识别、物体计数、视觉识别等方面的应用。 气体传感器： 探讨半导体式、电化学式、催化燃烧式等气体传感器的基本原理，以及它们在可燃气体检测（如LPG、天然气）、有毒气体检测（如CO、H2S、SO2）以及空气质量监测（如PM2.5）等场景下的应用。 其他常用传感器： 简要介绍超声波传感器（测距）、红外传感器（测温、人体感应）、磁力计（方向感知）、土壤传感器（湿度、pH值）等，并说明其基本工作原理和应用领域。 传感器信号调理与接口： 详细介绍传感器信号输出类型（模拟电压/电流、数字接口如I2C、SPI、UART）及其对应的信号调理电路设计，包括放大、滤波、偏置、采样保持等环节。讲解ADC（模数转换器）的选型原则、采样率、分辨率对测控精度的影响。 第二部分：物联网智慧核心——微控制器的设计与开发 本部分聚焦物联网的“大脑”——微控制器（MCU）。我们将从MCU的架构、指令集，到嵌入式开发流程，再到功耗管理与实时性，全方位解析MCU在物联网中的角色。 微控制器体系结构： 介绍RISC与CISC指令集架构的区别，重点讲解ARM Cortex-M系列MCU的Thumb指令集、流水线、中断机制。深入剖析MCU的核心组成部分：CPU、存储器（RAM、ROM/Flash）、外围接口（GPIO、定时器、PWM、ADC、DAC）、通信接口（UART、SPI、I2C、USB、CAN）以及DMA控制器等。 嵌入式系统开发基础： 开发环境搭建： 介绍常用的嵌入式集成开发环境（IDE），如Keil MDK、IAR Embedded Workbench、GCC for ARM，以及配套的仿真器、下载器（ST-Link, J-Link）。 编程语言与工具链： 重点讲解C语言在嵌入式开发中的应用，包括指针、位操作、中断服务程序编写。介绍汇编语言在特定场景下的作用。解释交叉编译、链接脚本、调试器的使用。 固件开发流程： 详细阐述从需求分析、硬件选型、原理图设计、PCB布局、固件编写、调试、烧录到最终产品集成的完整流程。 MCU核心外设深入解析： GPIO（通用输入/输出）： 讲解GPIO的输入/输出模式配置、上拉/下拉电阻的原理与应用、开漏/推挽输出的区别。 定时器与PWM： 详细讲解不同工作模式下的定时器（定时、计数、外部时钟源），以及PWM（脉冲宽度调制）的原理、参数配置（占空比、频率）及其在电机控制、LED亮度调节、DAC输出等方面的应用。 ADC与DAC： 深入研究ADC的转换原理（逐次逼近、Sigma-Delta等）、采样定理、转换精度、采样率的影响，以及DAC（数模转换器）的输出原理和应用。 通信接口： UART（通用异步收发传输器）： 讲解波特率、数据位、停止位、校验位的配置，以及全双工通信的实现。 SPI（串行外设接口）： 解释主从模式、时钟极性/相位（CPOL/CPHA）、数据传输流程，常用于连接传感器、存储器等。 I2C（集成电路互联总线）： 介绍主从地址、ACK/NACK机制、标准/快速模式，常用于连接多个外设。 USB（通用串行总线）： 简述USB协议的基本概念，如设备类型、端点、数据传输方式，以及其在人机交互、数据存储等方面的应用。 CAN（控制器局域网）： 讲解CAN总线的特点（分布式、实时性、高可靠性），帧格式，及其在汽车电子、工业自动化等领域的重要作用。 低功耗设计与实时性保障： 探讨MCU的多种低功耗模式（睡眠、停止、待机），以及如何通过硬件配置和软件优化来延长电池寿命。讲解实时操作系统（RTOS）的概念、任务调度、同步互斥、中断处理等，以满足物联网应用对实时性和可靠性的要求。 第三部分：物联网的连接之道——通信协议与网络架构 本部分将从传感器与MCU产生的数据出发，探讨如何将这些信息有效地传输到云端或与其他设备互联。 短距离无线通信： 详细介绍Bluetooth（经典蓝牙与BLE）、Zigbee、LoRa等低功耗广域网（LPWAN）技术的工作原理、网络拓扑、优势与局限性，以及它们在智能家居、智慧农业、工业物联网等场景下的应用。 长距离有线与无线通信： 讲解Wi-Fi、Ethernet（以太网）在局域网中的应用，以及4G/5G蜂窝网络在广域网中的作用。 物联网通信协议： 深入剖析MQTT（消息队列遥测传输）、CoAP（受限应用协议）、HTTP等在物联网中常用的应用层协议。分析它们的报文格式、发布/订阅模式、请求/响应模式，以及在不同场景下的适用性。 云平台与数据处理： 介绍物联网云平台的架构、功能，包括设备接入、数据存储、数据分析、规则引擎、可视化展示等。简述数据加密、认证、安全防护的重要性。 第四部分：面向未来的应用实践——物联网系统集成与案例分析 本部分将前面所学的理论知识融会贯通，通过具体应用场景的案例分析，展示物联网技术的实际价值。 智能家居系统： 以智能照明、智能安防、环境监测等为例，讲解如何集成传感器、MCU、无线模块，并与云平台交互，实现远程控制与自动化。 智慧农业： 阐述如何利用土壤传感器、气象传感器、图像传感器等，结合MCU和无线通信技术，实现精准灌溉、病虫害预警、作物生长监测。 工业物联网（IIoT）： 分析设备状态监测、预测性维护、生产过程优化等工业应用，讲解如何利用各类传感器与PLC、MCU协同工作，构建工业数据采集与分析平台。 智慧城市： 探讨智慧交通（车联网、交通流量监测）、智慧能源（智能电网、水务管理）、环境监测（空气质量、噪音监测）等，强调大规模设备接入与数据互联的挑战与解决方案。 本书特色： 理论与实践相结合： 既有深入的原理讲解，又有丰富的实例分析，帮助读者理解技术背后的逻辑。 系统性强： 从基础传感器到复杂的网络通信，构建完整的物联网知识体系。 面向主流技术： 重点讲解ARM Cortex-M系列MCU、主流无线通信技术以及常见的物联网协议。 工程化导向： 关注实际应用中的挑战，如功耗优化、实时性、数据安全等。 语言通俗易懂： 避免过于晦涩的专业术语，力求清晰、准确地表达技术概念。 目标读者： 本书适合从事物联网相关的硬件工程师、嵌入式软件工程师、系统集成工程师，以及对物联网技术感兴趣的在校学生、科研人员和技术爱好者。通过阅读本书，读者将能够系统地掌握物联网感知、控制、通信及应用开发的核心技术，为设计和实现各类物联网解决方案打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

从一个更偏向系统架构师的角度来看，这本书在对整个“物联测控系统”的集成视角构建上做得相当出色。它没有仅仅聚焦于某个单一的ADC或MCU模块，而是探讨了如何将不同功能模块——从前端的模拟采集、中端的数字信号处理，到后端的无线数据传输——以最高效的方式固化到定制的ASIC或FPGA结构中。我特别欣赏作者对系统级功耗预算的详细分解方法，那不是简单的加法运算，而是考虑了时钟门控、电源域切换等动态功耗管理策略。这使得读者能够跳出单纯的芯片设计思维，站在整个物联网节点能效的角度去审视电路设计决策。书中的跨学科引用也值得称赞，它巧妙地融合了嵌入式软件中断处理的优先级与硬件时序约束的关系，展现了现代集成电路设计中软硬协同的必然趋势。这本书为理解如何设计一个“会思考”的测控芯片提供了坚实的理论基石。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量堪称业界典范。在如今电子文档泛滥的时代，一本纸质书还能保持如此高质量的输出，实属难得。图表的清晰度极高，即便是最精细的晶体管级电路图，放大后依然细节清晰可辨，这对于需要对照细节进行调试和分析的读者来说至关重要。我尤其欣赏它在理论阐述后的“工程实践反思”栏目，虽然篇幅不长，但往往能一语中的地指出理论模型与实际量产之间的差距所在。例如，它对ESD（静电放电）保护电路在高速数据通道上的布局建议，就非常具体，提到了层叠、跨距等多个细节，这些都是靠反复试错才能总结出的经验，能被如此系统地整理成文字，无疑为我们节省了大量宝贵的调试时间。这本书读起来有一种“被贴心对待”的感觉，作者显然是站在一个实践者的角度来组织内容的，而不是仅仅停留在学术象牙塔内。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我一开始对“集成电路”和“物联网测控”这种结合体抱有一定的疑虑，担心内容会过于偏向某一方而顾此失彼远。但这本书完全打消了我的顾虑。它的叙事节奏把握得极其精准，仿佛一位经验丰富的老教授在娓娓道来。给我带来惊喜的是它对“实时性”和“可靠性”两大核心挑战的处理。作者没有回避这些在实际工业应用中最为棘手的问题，而是用了整整一个章节的篇幅，深入剖析了不同通信协议栈在资源受限环境下的性能瓶颈及对应的硬件级优化方案。特别提到了在极端温度或高电磁干扰环境下，如何通过电路拓扑设计来提升信号完整性，这部分内容在很多同类书籍中往往是一笔带过。书中的术语解释非常到位，即使是初次接触特定概念的读者，也能通过附带的背景知识迅速跟上节奏。阅读完这部分，我感觉自己对整个测控链路的性能瓶颈有了更透彻的理解，不再是仅仅停留在“能用”的层面上，而是开始思考“如何做得更好”的问题，这才是区分优秀技术读物和普通参考书的关键所在。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得非常引人注目，配色大胆又不失专业感，一看就知道是面向对技术有深度追求的读者的。初次翻阅时，我立刻被其严谨的逻辑结构和清晰的章节划分所吸引。它不像某些技术书籍那样堆砌概念，而是采用了一种循序渐进的方式，将复杂的物联网测控集成电路原理，通过一系列精心设计的案例和图示，逐步铺陈开来。尤其是那些关于传感器接口电路的讲解部分，作者似乎深谙读者的痛点，将那些晦涩难懂的模拟电路设计，用非常直观的方框图和波形图进行了可视化处理。我个人对其中关于低功耗设计策略的探讨印象尤为深刻，那不仅仅是停留在理论层面，而是结合了当前主流芯片架构的实际优化思路，对于正在进行产品原型开发的工程师来说，简直是一本实战宝典。阅读过程中，我时不时会停下来，在草稿纸上重新绘制关键模块的结构图，试图完全内化作者的思路。这本教材的深度和广度，足以支撑起一个完整的课程体系，也为我后续的深入研究指明了方向。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格有一种沉稳的学术力量感，但绝非枯燥乏味。它在关键概念引入时，总会先给出一个清晰的历史背景或者应用驱动力，让读者明白“为什么我们需要这个电路”。比如，在介绍新型调制解调器架构时，作者没有直接给出复杂的公式，而是先回顾了上一代技术的局限性，这种对比式的教学法极大地增强了学习的内在驱动力。我个人认为，这本书最成功之处在于它提供了一个高质量的知识框架，而不是一堆零散的知识点。它教会了我如何去思考一个复杂的测控问题应该从哪几个维度进行拆解和优化。读完合上书本的时候，我的脑海中已经形成了一套新的电路设计检查清单，这套清单的严谨性和全面性，远超我之前积累的经验。对于任何想在物联网硬件领域深耕，并希望在底层电路层面掌握核心竞争力的专业人士来说，这本书的价值是不可估量的。