物联网测控集成电路 9787122158161 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

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

字数：

页码：

版次：1

装帧：

开本：

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。