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出版者:北方交通大学出版社

作者:余祖俊

出品人:

页数:387

译者:

出版时间:2002-1

价格:32.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787810820059

丛书系列:

图书标签:

• 微机原理
• 单片机
• 检测技术
• 控制系统
• 应用设计
• 嵌入式系统
• 电子技术
• 自动化
• 实践教学
• 电路设计

《现代电子系统集成与实践》 本书旨在为广大电子工程、自动化技术及相关专业的学生和从业人员提供一个系统、深入的学习平台，重点聚焦于现代电子系统的设计、集成与实际应用。本书内容紧密围绕当前电子技术发展的脉搏，从基础理论到前沿技术，层层递进，力求帮助读者构建扎实的知识体系，并具备解决复杂工程问题的能力。 核心内容概览： 1. 数字信号处理基础与高级技术： 离散时间信号与系统： 详细阐述了离散时间信号的表示、运算，以及线性时不变（LTI）系统的基本性质，包括卷积、频率响应等。 Z变换与傅里叶变换： 深入剖析了Z变换及其在系统分析中的应用，包括系统稳定性判据；详细介绍了离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT）的原理、算法及其在频谱分析中的关键作用。 数字滤波器设计： 系统介绍了无限脉冲响应（IIR）滤波器和有限脉冲响应（FIR）滤波器的设计方法，包括巴特沃斯、切比雪夫、线性相位FIR滤波器的设计流程，并探讨了各类滤波器的优缺点及其应用场景。 采样理论与重构： 详细讲解了奈奎斯特采样定理，以及采样率选择的重要性，并介绍了零阶保持、线性插值等信号重构技术。 2. 嵌入式系统架构与开发： 嵌入式系统概述： 介绍了嵌入式系统的基本概念、硬件组成（CPU、存储器、I/O接口等）和软件层次（操作系统、驱动程序、应用层）。 微控制器（MCU）选型与应用： 重点分析了主流微控制器（如ARM Cortex-M系列）的架构特点，包括指令集、中断机制、低功耗模式等，并提供了详细的选型指南，帮助读者根据项目需求选择合适的MCU。 硬件接口与通信协议： 详述了各类常用硬件接口，如GPIO、ADC、DAC、PWM等，以及串行通信接口（UART, SPI, I2C）和并行通信接口（USB, Ethernet）的工作原理和应用。重点介绍了TCP/IP协议栈在嵌入式设备中的实现与网络通信。 实时操作系统（RTOS）原理与移植： 深入讲解了RTOS的核心概念，如任务管理、进程间通信（IPC）、中断处理、内存管理和调度算法，并提供了RTOS（如FreeRTOS, RT-Thread）在特定硬件平台上的移植和应用实例。 嵌入式软件开发流程： 涵盖了从需求分析、系统设计、代码编写、调试到最终产品化的完整开发流程，强调了代码优化、功耗管理和安全性设计。 3. 现代传感器技术与数据采集： 传感器原理与分类： 介绍了各种类型传感器的基本工作原理，包括电阻式、电容式、压电式、光学式、磁阻式传感器等，涵盖了温度、压力、湿度、位移、光照、生物信号等常用测量对象。 数据采集系统（DAS）设计： 讲解了DAS的构成，包括传感器、信号调理电路、多路复用器、采样保持电路、模数转换器（ADC）等，以及如何根据测量精度、速度和通道数要求进行设计。 信号调理技术： 详细介绍了放大、滤波、隔离、阻抗匹配等信号调理技术，以提高信号质量，适应ADC的要求。 无线传感器网络（WSN）： 探讨了WSN的架构、通信协议（如Zigbee, LoRa）以及在环境监测、智能家居、工业物联网等领域的应用。 4. 工业自动化与智能控制： 可编程逻辑控制器（PLC）应用： 介绍了PLC的硬件构成、指令系统、编程语言（Ladder Diagram, Structured Text等）和在工业自动化中的实际应用案例，如电机控制、生产线自动化等。 分布式控制系统（DCS）与现场总线： 阐述了DCS的系统架构、功能模块以及其在大型复杂过程控制中的优势。重点介绍了Profibus, Modbus等现场总线技术在工业现场设备互联中的作用。 伺服控制与运动控制： 讲解了PID控制算法的原理、整定方法及其在电机速度、位置控制中的应用。介绍了伺服驱动器和步进电机的选型与调试。 机器视觉与图像处理： 概述了机器视觉的基本流程，包括图像获取、预处理、特征提取、目标识别与测量，并探讨了其在工业检测、自动化装配中的应用。 5. 项目实践与案例分析： 系统集成与调试： 强调了不同模块（硬件、软件、通信）之间的集成方法和关键技术，以及调试过程中常用的工具和技巧。 典型应用案例： 通过详细的案例分析，如智能家居控制系统、工业数据监测与分析平台、环境参数采集与传输系统、小型机器人控制系统等，将理论知识与实际工程紧密结合，帮助读者理解知识的应用场景和解决实际问题的思路。 创新与前沿技术展望： 简要介绍了人工智能在嵌入式系统中的应用（如边缘计算、机器学习）、物联网（IoT）的最新发展趋势以及相关技术栈，鼓励读者关注行业动态，进行创新性设计。 本书结构清晰，逻辑严谨，理论讲解深入浅出，辅以丰富的图示和实例，力求使读者在掌握核心技术的同时，培养独立解决工程问题的能力，为投身现代电子技术领域打下坚实基础。

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对于“微机检测与控制应用系统设计”这本书，我在未读之前，便已对其潜在价值充满了想象。我希望它能引领我深入了解微处理器是如何被赋予“感知”和“行动”能力，进而构建起各种智能化的自动化系统。我猜测书中会详细介绍微处理器的基本架构，包括其核心的指令集、寄存器组织、中断处理机制等，这些都是理解微机工作的基石。随后，我期待它能详细阐述各种传感器的工作原理及其与微处理器的接口技术，例如如何从模拟传感器获取数据，并将其转换为数字信号，以及如何处理来自数字传感器的直接输出。我特别希望能看到关于传感器信号采集的详细流程，包括采样率、量化精度等关键参数的选取依据。在控制系统设计方面，我期待书中能够深入讲解如何将控制理论转化为实际的微机程序，例如PID控制算法的离散化和实现，以及如何对控制参数进行整定以达到最佳的响应和稳定性。我希望书中能够提供一些关于实时操作系统（RTOS）在微机控制系统中的应用介绍，以及如何利用RTOS来管理任务、调度资源，从而保证系统的实时性和可靠性。此外，我也非常希望书中能够提及一些关于系统集成和互联互通的技术，例如如何通过各种通信接口（如UART、SPI、I2C）将微机系统与PLC、HMI等设备连接起来，构建起一个完整的自动化生产线。

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对于“微机检测与控制应用系统设计”这本书，我在翻阅过程中，脑海里自然而然地勾勒出它所能提供的宝贵信息。我期望它能详细阐述微处理器的工作原理，包括指令集、寄存器、时序控制等核心概念，并能深入解析不同类型微处理器的优劣势，以便读者能够根据具体应用场景做出最佳选择。同时，检测部分必然是书中不可或缺的一环，我希望能看到关于各种传感器的详细介绍，例如温度传感器、压力传感器、位移传感器、图像传感器等，它们的工作原理、精度、响应速度以及在实际应用中的选型依据都会是我关注的重点。更进一步，我期待书中能详细介绍如何进行传感器信号的调理，包括放大、滤波、模数转换等过程，以及各种信号处理技术，如数字滤波、傅里叶变换等，在改善测量精度和抗干扰能力方面的应用。在控制部分，我希望能够深入了解各种经典和现代的控制算法，例如 PID 控制、模糊控制、神经网络控制等，并希望书中能详细讲解这些算法的原理、数学模型以及如何在微机系统中实现。此外，我非常期待书中能够详细介绍微机系统与其他部件的接口设计，包括输入输出接口、通信接口（如串口、SPI、I2C、CAN总线等）的设计和驱动开发。最后，我也希望这本书能提供一些关于系统集成、软件开发环境、调试工具以及系统可靠性与安全性的相关指导，帮助读者构建出完整、稳定、高效的微机检测与控制应用系统。

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我对“微机检测与控制应用系统设计”这本书的期待，集中在它能否为我揭示微机系统在工业自动化和过程控制领域的核心奥秘。我希望这本书能够详细介绍微处理器在数据采集、信号处理和决策制定等方面的作用。具体来说，我期待它能深入讲解如何通过微机接口技术，将来自各种传感器的原始模拟信号转换为数字信号，并对这些数字信号进行滤波、校准、放大等预处理。同时，我希望书中能够详细阐述各种数字信号处理算法，如数字滤波（低通、高通、带通）、傅立叶变换、滑动平均等，以及它们如何应用于消除噪声、提取有用信息。在控制策略方面，我迫切希望能够学习到如何将理论控制算法，如PID（比例-积分-微分）控制器、模糊逻辑控制器、自适应控制器等，在微机平台上进行高效实现。这可能包括对算法的数学模型进行分析，理解其参数整定方法，以及如何在有限的计算资源下进行实时运算。我非常关注书中关于如何将这些控制算法集成到整体系统中的细节，以及如何通过微机输出控制信号来驱动各种执行器，如电机、阀门、继电器等。此外，我希望书中能够涵盖一些关于通信协议的知识，例如RS-232、RS-485、CAN、Ethernet等，以及它们在构建分布式控制系统和实现远程监控中的应用。

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在我尚未接触“微机检测与控制应用系统设计”这本书的具体内容之前，我便对其在我的学习和实践过程中所能扮演的角色充满了高度的期待。我希望这本书能够深入浅出地介绍微处理器是如何成为自动化检测与控制系统的核心，并能提供一套系统的学习框架。我期望它能够详细阐述微处理器的基本工作原理，包括指令执行流程、中断响应机制、以及各种内部资源（如定时器、计数器、ADC等）的使用方法。在检测技术方面，我希望书中能够详细介绍各种主流的传感器，如霍尔传感器、红外传感器、超声波传感器、编码器等，以及它们的测量原理、技术参数、以及如何通过微处理器接口采集和处理它们的输出信号。我特别关注书中关于传感器信号的预处理方法，例如如何进行降噪、校准、以及如何根据采样定理进行有效的数据采集。在控制算法方面，我迫切希望能够学习到如何将经典的控制理论，如PID控制，通过算法的离散化和参数整定，转化为可以在微处理器上高效运行的程序，并能掌握各种高级控制策略的应用。我希望书中能够提供一些关于系统设计和开发的具体案例，例如如何设计一个温度控制系统，或者如何构建一个电机速度反馈控制系统，这些案例能帮助我更好地理解和掌握所学知识。

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在我尚未深入了解“微机检测与控制应用系统设计”这本书的具体内容时，我脑海中已然浮现出它可能涵盖的广阔图景。我推测这本书将会系统地介绍微处理器在现代工业自动化中的核心地位，以及它如何作为“大脑”来驱动复杂的检测与控制应用。我期望它能详细阐述微机系统架构，包括中央处理器（CPU）、内存（RAM/ROM）、输入/输出（I/O）接口、时钟单元等基本组成部分的职能和相互配合。在检测部分，我期待能看到关于各种传感器的原理、特性和接口技术的深入探讨，比如如何读取模拟信号、如何进行数字信号的编码和解码，以及如何处理各种串行和并行数据流。我尤其关注书中关于传感器信号的调理和滤波技术，以确保获取到的数据具有足够的精度和可靠性。在控制部分，我非常渴望学习到如何将经典的控制理论，如PID控制，转化为可以在微处理器上高效运行的算法，并且了解如何进行参数的在线调整和优化。我期望书中能够提供一些关于嵌入式软件开发的最佳实践，包括如何使用汇编语言和高级语言（如C语言）来编写控制程序，以及如何进行程序的调试和性能优化。此外，我也设想书中会涉及一些关于通信协议的应用，例如如何利用RS-232、CAN总线等接口实现微机系统与其他设备的互联互通，从而构建出更加庞大和智能化的控制网络。

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在阅读“微机检测与控制应用系统设计”这本书之前，我首先对它所能提供的实践指导性内容充满了期待。我希望这本书能够系统地介绍如何从零开始设计一个完整的微机检测与控制系统。这可能意味着从需求分析和系统架构设计开始，详细讲解如何根据具体应用场景选择合适的微处理器、传感器、执行器以及其他辅助器件。我非常期待书中能够提供关于硬件选型和接口设计的详细指南，例如，如何选择合适的ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）来处理模拟信号，如何设计高效的数字输入输出接口来与外部设备进行交互，以及如何选择合适的通信协议来实现系统内部各模块之间的通信以及与外部系统的连接。在软件开发方面，我希望能够看到关于嵌入式C语言编程的深入讲解，包括如何利用微处理器的寄存器直接控制硬件，如何编写高效的中断服务程序，以及如何实现各种控制算法和数据处理算法。我特别希望书中能够包含一些实际的开发案例，例如，如何设计一个简单的数字温度计，如何实现一个基本的电机速度控制系统，或者如何构建一个数据采集模块。这些案例能够帮助我更好地理解理论知识，并将所学技能应用于实际项目中。此外，我还希望这本书能够提及一些关于PCB设计、电路仿真以及系统调试方面的技巧，这些都是完成一个实际项目不可或缺的环节。

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对于“微机检测与控制应用系统设计”这本书，我脑海中勾勒出的画面是它将是一本能够将理论知识与实际应用紧密结合的宝典。我期望它能从微处理器的基本原理出发，详细介绍其指令集、寄存器、时序控制等核心概念，为读者打下坚实的硬件基础。随后，我希望它能深入探讨各种检测传感器的类型、工作原理、以及它们与微处理器的接口设计，包括如何进行模拟信号的采集、放大、滤波和模数转换，以及如何处理数字信号。我非常期待书中能够包含关于传感器数据处理的详细讲解，例如如何利用数字滤波算法去除噪声，如何通过数学模型对传感器信号进行补偿和校准。在控制部分，我希望能够学习到如何将经典的控制算法，如PID控制，在微处理器上进行实现，并深入了解其参数整定方法和应用技巧。我同样期待书中能介绍一些更先进的控制策略，如模糊控制、神经网络控制等，以及它们在实际应用中的优势。此外，我也希望书中能提供关于系统集成和软件开发的指导，包括如何选择合适的开发工具和环境，如何进行嵌入式C语言编程，以及如何进行系统的调试和优化。最终，我希望通过这本书的学习，能够具备独立设计和实现一套完整的微机检测与控制应用系统的能力。

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在我翻开“微机检测与控制应用系统设计”这本书之前，我脑海中已勾勒出它应有的模样：一本能够全面解析微处理器如何在自动化检测与控制领域大显身手的指南。我设想书中会从最基础的微处理器架构讲起，例如它的指令集、寻址方式、中断向量表等，为读者构建起坚实的理论基础。接着，我期待它能深入探讨各种检测传感器的原理和接口技术，例如如何读取模拟量信号，如何进行数字信号的转换和处理，以及如何处理来自不同类型传感器（如温度、压力、位移、光电等）的数据。我非常希望书中能有关于传感器信号调理电路设计的详细介绍，包括放大、滤波、隔离等环节，以确保采集数据的准确性和抗干扰能力。在控制理论方面，我期待它能详尽地阐述各种经典和现代的控制算法，例如PID控制、模糊逻辑控制、自适应控制等，并详细说明这些算法如何在微处理器上实现，以及如何对控制参数进行优化以获得理想的控制效果。我更期待书中能够提供一些关于嵌入式软件开发的实践指导，包括如何使用C语言进行高效编程，如何进行中断管理，以及如何开发驱动程序来控制外围硬件。最后，我也希望书中能够涉及一些关于系统集成和通信协议的知识，例如如何利用CAN、Ethernet等总线技术构建分布式控制系统，并实现数据的高效传输和共享。

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“微机检测与控制应用系统设计”这本书，我期望它能带我走进一个充满可能性的世界，那就是如何利用微处理器构建智能化的检测与控制系统。在我的想象中，这本书不会仅仅停留在理论层面，而是会更多地关注实际的应用。我希望它能详细阐述微处理器如何与各种传感器进行无缝集成，包括如何选择合适的传感器接口电路，如何进行传感器数据的采集和预处理。我特别期待书中能够深入讲解数字信号处理技术在传感器数据分析中的应用，例如如何利用数字滤波器来抑制噪声，如何通过采样定理来保证数据采集的准确性。在控制算法方面，我希望能看到各种先进的控制策略是如何被移植到微处理器平台上的，比如模糊逻辑控制、神经网络控制，甚至是模型预测控制。我非常好奇如何将这些复杂的算法在微机有限的计算资源下实现，以及如何对算法参数进行优化以达到最佳的控制效果。此外，我希望书中能够提供一些关于系统设计和开发流程的指导，从需求分析、系统架构设计，到硬件选型、软件开发、以及最终的系统调试和优化，每一个环节都应该是详尽的。我甚至希望书中能够包含一些关于用户界面设计和人机交互的章节，因为一个优秀的系统不仅功能强大，还应该易于使用和理解。

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这本书的封面设计就给我一种专业而又亲切的感觉，淡淡的蓝色背景搭配着清晰的图书名称“微机检测与控制应用系统设计”，让人一眼就能感受到它所涵盖的领域。翻开扉页，精美的排版和纸质的触感都预示着这是一本用心制作的读物。作为一名对自动化和嵌入式系统充满好奇的读者，我一直希望能够找到一本既有理论深度又不失实践指导的教材，能够带我深入了解微机在检测与控制系统中的应用。在阅读之前，我脑海中构思了无数关于这本书内容的画面：它或许会从微处理器的基本原理讲起，详细介绍各种传感器的工作机制，以及如何将这些传感器的数据采集、处理，并最终转化为控制指令，驱动执行器完成特定的任务。我期待它能深入剖析 PID 控制算法在实际应用中的调优技巧，介绍各种通信协议在系统集成中的关键作用，甚至能够提及一些前沿的物联网技术是如何与微机检测与控制系统相结合，构建更智能化的解决方案。我设想书中会包含大量的图示和流程图，将复杂的概念具象化，帮助我这个初学者也能轻松理解。同时，我希望能看到一些具体的案例分析，例如如何设计一个用于温度监控的微机系统，或者如何构建一个用于电机速度控制的闭环系统，通过这些真实的场景来巩固所学的知识。我甚至希望这本书能够触及一些系统可靠性设计和故障排除的技巧，毕竟在实际工程中，这些都是至关重要的。总之，在未接触到具体内容之前，我对这本书的期待是全方位的，希望它能成为我学习微机检测与控制领域的最佳起点。

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