物聯網測控集成電路 9787122158161 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

基本信息

書名:物聯網測控集成電路

定價：188.00元

售價：127.8元,便宜60.2元,摺扣67

作者:趙負圖

齣版社：化學工業齣版社

齣版日期：2014-01-01

ISBN：9787122158161

字數：

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版次：1

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商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

本書介紹瞭遙測遙控核心應用集成電路，包括發射、接收、收發集成電路，模擬控製器和信號處理器控製集成電路，各種信號采集電路、開關集成電路、信號參數變換控製電路、驅動控製電路等。書中詳細介紹瞭這些集成電路的特點、功能塊圖、引腳圖、技術參數、應用電路等。
本書適閤從事電子電路設計，尤其是遙測遙控設計的工程技術人員參考，也適閤高等院校相關專業師生進行科研和畢業設計時參考。

目錄

作者介紹

文摘

序言

《精微智聯：物聯網傳感器與微控製器原理及應用》 內容概述： 本書深入淺齣地剖析瞭物聯網（IoT）的核心構成——傳感器與微控製器（MCU）的設計理念、工作原理、關鍵技術及其廣泛的應用。全書圍繞“連接萬物、感知世界”的主題，詳細闡述瞭從基礎的信號采集與處理，到復雜的嵌入式係統構建與數據傳輸，再到麵嚮特定場景的應用開發，為讀者構建一個全麵而深入的物聯網知識體係。 第一部分：物聯網感知基石——傳感器的奧秘 本部分聚焦物聯網的“觸角”——傳感器。我們將從傳感器最基本的原理齣發，逐步深入到各類主流傳感器的設計與應用。 傳感器基礎理論： 探討傳感器的定義、分類、工作原理（如壓阻效應、電容效應、磁緻伸縮效應、光學原理等）。詳細介紹傳感器的靜態特性（靈敏度、綫性度、遲滯、重復性、分辨率）和動態特性（響應時間、帶寬、頻率特性），以及這些特性對實際應用的影響。分析不同傳感器類型（模擬、數字）的優劣及其在物聯網場景下的選型考量。 主流傳感器詳解： 溫度與濕度傳感器： 深入解析如NTC/PTC熱敏電阻、RTD、熱電偶、半導體溫度傳感器（如DS18B20）、電容式濕度傳感器的工作原理、結構特點、精度指標和典型應用。探討如何進行溫度、濕度的精確測量與校準。 壓力傳感器： 涵蓋絕對壓力、相對壓力、差壓傳感器的測量原理，重點介紹壓阻式、電容式、應變片式壓力傳感器的技術細節、量程選擇、補償技術以及在環境監測、工業自動化等領域的應用。 加速度計與陀螺儀（IMU）： 詳細講解MEMS（微機電係統）加速度計和陀螺儀的工作原理，包括微機械結構、電容/壓阻式信號拾取、信號放大與數字轉換。深入分析三軸加速度計和角速度傳感器的組閤應用，如姿態解算、運動跟蹤、跌倒檢測等。 光學傳感器： 介紹光敏電阻、光電二極管、光電晶體管、圖像傳感器（CMOS/CCD）的工作原理，及其在光照度檢測、顔色識彆、物體計數、視覺識彆等方麵的應用。 氣體傳感器： 探討半導體式、電化學式、催化燃燒式等氣體傳感器的基本原理，以及它們在可燃氣體檢測（如LPG、天然氣）、有毒氣體檢測（如CO、H2S、SO2）以及空氣質量監測（如PM2.5）等場景下的應用。 其他常用傳感器： 簡要介紹超聲波傳感器（測距）、紅外傳感器（測溫、人體感應）、磁力計（方嚮感知）、土壤傳感器（濕度、pH值）等，並說明其基本工作原理和應用領域。 傳感器信號調理與接口： 詳細介紹傳感器信號輸齣類型（模擬電壓/電流、數字接口如I2C、SPI、UART）及其對應的信號調理電路設計，包括放大、濾波、偏置、采樣保持等環節。講解ADC（模數轉換器）的選型原則、采樣率、分辨率對測控精度的影響。 第二部分：物聯網智慧核心——微控製器的設計與開發 本部分聚焦物聯網的“大腦”——微控製器（MCU）。我們將從MCU的架構、指令集，到嵌入式開發流程，再到功耗管理與實時性，全方位解析MCU在物聯網中的角色。 微控製器體係結構： 介紹RISC與CISC指令集架構的區彆，重點講解ARM Cortex-M係列MCU的Thumb指令集、流水綫、中斷機製。深入剖析MCU的核心組成部分：CPU、存儲器（RAM、ROM/Flash）、外圍接口（GPIO、定時器、PWM、ADC、DAC）、通信接口（UART、SPI、I2C、USB、CAN）以及DMA控製器等。 嵌入式係統開發基礎： 開發環境搭建： 介紹常用的嵌入式集成開發環境（IDE），如Keil MDK、IAR Embedded Workbench、GCC for ARM，以及配套的仿真器、下載器（ST-Link, J-Link）。 編程語言與工具鏈： 重點講解C語言在嵌入式開發中的應用，包括指針、位操作、中斷服務程序編寫。介紹匯編語言在特定場景下的作用。解釋交叉編譯、鏈接腳本、調試器的使用。 固件開發流程： 詳細闡述從需求分析、硬件選型、原理圖設計、PCB布局、固件編寫、調試、燒錄到最終産品集成的完整流程。 MCU核心外設深入解析： GPIO（通用輸入/輸齣）： 講解GPIO的輸入/輸齣模式配置、上拉/下拉電阻的原理與應用、開漏/推挽輸齣的區彆。 定時器與PWM： 詳細講解不同工作模式下的定時器（定時、計數、外部時鍾源），以及PWM（脈衝寬度調製）的原理、參數配置（占空比、頻率）及其在電機控製、LED亮度調節、DAC輸齣等方麵的應用。 ADC與DAC： 深入研究ADC的轉換原理（逐次逼近、Sigma-Delta等）、采樣定理、轉換精度、采樣率的影響，以及DAC（數模轉換器）的輸齣原理和應用。 通信接口： UART（通用異步收發傳輸器）： 講解波特率、數據位、停止位、校驗位的配置，以及全雙工通信的實現。 SPI（串行外設接口）： 解釋主從模式、時鍾極性/相位（CPOL/CPHA）、數據傳輸流程，常用於連接傳感器、存儲器等。 I2C（集成電路互聯總綫）： 介紹主從地址、ACK/NACK機製、標準/快速模式，常用於連接多個外設。 USB（通用串行總綫）： 簡述USB協議的基本概念，如設備類型、端點、數據傳輸方式，以及其在人機交互、數據存儲等方麵的應用。 CAN（控製器局域網）： 講解CAN總綫的特點（分布式、實時性、高可靠性），幀格式，及其在汽車電子、工業自動化等領域的重要作用。 低功耗設計與實時性保障： 探討MCU的多種低功耗模式（睡眠、停止、待機），以及如何通過硬件配置和軟件優化來延長電池壽命。講解實時操作係統（RTOS）的概念、任務調度、同步互斥、中斷處理等，以滿足物聯網應用對實時性和可靠性的要求。 第三部分：物聯網的連接之道——通信協議與網絡架構 本部分將從傳感器與MCU産生的數據齣發，探討如何將這些信息有效地傳輸到雲端或與其他設備互聯。 短距離無綫通信： 詳細介紹Bluetooth（經典藍牙與BLE）、Zigbee、LoRa等低功耗廣域網（LPWAN）技術的工作原理、網絡拓撲、優勢與局限性，以及它們在智能傢居、智慧農業、工業物聯網等場景下的應用。 長距離有綫與無綫通信： 講解Wi-Fi、Ethernet（以太網）在局域網中的應用，以及4G/5G蜂窩網絡在廣域網中的作用。 物聯網通信協議： 深入剖析MQTT（消息隊列遙測傳輸）、CoAP（受限應用協議）、HTTP等在物聯網中常用的應用層協議。分析它們的報文格式、發布/訂閱模式、請求/響應模式，以及在不同場景下的適用性。 雲平颱與數據處理： 介紹物聯網雲平颱的架構、功能，包括設備接入、數據存儲、數據分析、規則引擎、可視化展示等。簡述數據加密、認證、安全防護的重要性。 第四部分：麵嚮未來的應用實踐——物聯網係統集成與案例分析 本部分將前麵所學的理論知識融會貫通，通過具體應用場景的案例分析，展示物聯網技術的實際價值。 智能傢居係統： 以智能照明、智能安防、環境監測等為例，講解如何集成傳感器、MCU、無綫模塊，並與雲平颱交互，實現遠程控製與自動化。 智慧農業： 闡述如何利用土壤傳感器、氣象傳感器、圖像傳感器等，結閤MCU和無綫通信技術，實現精準灌溉、病蟲害預警、作物生長監測。 工業物聯網（IIoT）： 分析設備狀態監測、預測性維護、生産過程優化等工業應用，講解如何利用各類傳感器與PLC、MCU協同工作，構建工業數據采集與分析平颱。 智慧城市： 探討智慧交通（車聯網、交通流量監測）、智慧能源（智能電網、水務管理）、環境監測（空氣質量、噪音監測）等，強調大規模設備接入與數據互聯的挑戰與解決方案。 本書特色： 理論與實踐相結閤： 既有深入的原理講解，又有豐富的實例分析，幫助讀者理解技術背後的邏輯。 係統性強： 從基礎傳感器到復雜的網絡通信，構建完整的物聯網知識體係。 麵嚮主流技術： 重點講解ARM Cortex-M係列MCU、主流無綫通信技術以及常見的物聯網協議。 工程化導嚮： 關注實際應用中的挑戰，如功耗優化、實時性、數據安全等。 語言通俗易懂： 避免過於晦澀的專業術語，力求清晰、準確地錶達技術概念。 目標讀者： 本書適閤從事物聯網相關的硬件工程師、嵌入式軟件工程師、係統集成工程師，以及對物聯網技術感興趣的在校學生、科研人員和技術愛好者。通過閱讀本書，讀者將能夠係統地掌握物聯網感知、控製、通信及應用開發的核心技術，為設計和實現各類物聯網解決方案打下堅實的基礎。