数据采集与总线技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:313

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出版时间:2008-9

价格:32.00元

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isbn号码:9787811243536

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图书标签:

• 工程
• 大学专业书
• 数据采集
• 总线技术
• 传感器
• 嵌入式系统
• 工业控制
• 自动化
• 通信协议
• 硬件设计
• 电子工程
• 测试测量

《数据采集与总线技术》一书，旨在为读者构建一个关于现代数据采集系统和嵌入式系统通信基础的全面认识。本书不涉及以下领域： 第一部分：数据采集系统的核心原理与硬件架构 本部分深入探讨数据采集（DAQ）系统的基本概念和工作流程。我们将从理解模拟信号和数字信号的转换过程入手，重点解析模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的关键技术参数，如分辨率、采样率、线性度、噪声等，并分析不同类型ADC（如逐次逼近型、Σ-Δ型、并行型）的优缺点及其适用场景。 同时，我们将详细阐述多通道数据采集的实现方式，包括多路复用器（MUX）的选型和配置，以及如何处理通道间的串扰和时序问题。数据采集卡的硬件结构也将被细致剖析，涵盖信号调理电路（放大、滤波、衰减、隔离）、时钟生成与管理、触发机制（软件触发、硬件触发、定时触发）等关键组成部分。 此外，本书还将介绍各类数据采集系统在实际应用中的典型案例，例如工业自动化中的传感器数据监测、生物医学信号的记录与分析、科学研究中的精密测量等，让读者对数据采集技术的广泛应用有直观的理解。 第二部分：嵌入式系统通信总线详解 本部分将专注于现代嵌入式系统中广泛应用的通信总线技术。我们将系统地介绍各种主流通信总线的物理层、数据链路层和应用层协议。 2.1 串行通信总线： I²C (Inter-Integrated Circuit) 总线： 深入讲解I²C的总线结构、主从通信协议、多主节点仲裁机制、位传输时序以及 ACK/NACK 信号的意义。我们将重点分析I²C在传感器、EEPROM、实时时钟（RTC）等外设连接中的应用。 SPI (Serial Peripheral Interface) 总线： 详细阐述SPI的四线制（MOSI, MISO, SCK, SS）工作原理，包括主从模式、数据传输方向、时钟极性（CPOL）和相位（CPHA）的设置对数据传输的影响。SPI在Flash存储器、ADC/DAC、显示驱动等高速数据传输场景中的优势将被充分展示。 UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) / RS-232 / RS-485： 探讨UART的基本通信原理，包括波特率、数据位、停止位、校验位等参数的设置。我们将对比RS-232和RS-485在电平标准、传输距离、多设备连接等方面的差异，以及它们在设备调试、远程通信中的作用。 2.2 并行通信总线： paralelo 接口： 介绍传统的并行接口，如ISA（Industry Standard Architecture）总线（历史背景介绍，但非重点），以及其基本工作原理和局限性。 2.3 现场总线与工业以太网： CAN (Controller Area Network) 总线： 详细解析CAN协议的核心机制，包括帧格式（数据帧、遥控帧、错误帧、帧间隔）、非破坏性仲裁机制、错误检测与处理机制（CRC校验、位填充、应答位）。我们将重点讨论CAN在汽车电子、工业自动化控制系统中的关键作用。 Ethernet (以太网) 及其工业应用： 介绍标准以太网的基本原理，并重点探讨工业以太网（如Profinet, EtherNet/IP, Modbus TCP）在实时性、确定性、高带宽等方面的改进和应用。我们将分析工业以太网如何克服传统以太net在实时控制领域的挑战。 USB (Universal Serial Bus)： 讲解USB协议的不同版本（USB 1.1, USB 2.0, USB 3.x）及其速率差异。重点阐述USB的拓扑结构、设备枚举过程、传输模式（控制传输、批量传输、中断传输、同步传输），以及其在PC外设连接、嵌入式设备接口中的应用。 其他总线： 简要介绍一些在特定领域应用的通信总线，例如LIN (Local Interconnect Network) 总线在汽车内部网络的低成本应用，以及PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) 在高性能计算和服务器领域的应用（主要作为系统内部高速互连）。 第三部分：总线协议的实现与应用开发 本部分将指导读者如何根据不同的总线协议，在嵌入式系统中实现数据通信。 硬件选型与接口设计： 指导读者如何根据总线类型和应用需求，选择合适的微控制器（MCU）或专用通信控制器，以及设计相应的接口电路（如电平转换、阻抗匹配、信号隔离）。 软件驱动开发： 讲解如何为各种总线协议编写驱动程序，包括寄存器配置、中断服务程序（ISR）设计、数据发送与接收流程的实现、错误处理机制。 协议栈的理解与应用： 介绍常用的开源通信协议栈，以及如何将其集成到嵌入式系统中。 实际案例分析与调试技巧： 通过具体的项目示例，演示如何将数据采集与总线通信相结合，解决实际工程问题。同时，分享调试过程中常用的工具和方法，如逻辑分析仪、示波器、协议分析仪的使用技巧。 本书旨在为读者提供一个坚实的基础，使其能够理解、设计和实现各种数据采集系统和嵌入式通信解决方案。

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说实话，我本来对这类偏底层的技术书籍有点畏惧，担心会充斥着我不太熟悉的晦涩术语和枯燥的规范引用。但当我开始阅读《数据采集与总线技术》时，惊喜地发现作者在语言风格上非常注重读者的体验。即便是复杂的时序图和数据帧结构，作者也用非常直观的图表和流程图进行了拆解说明，使得理解难度大大降低。它更像是一位经验丰富的老工程师在与你面对面交流，而不是冷冰冰的教科书。我尝试着按照书中的步骤搭建了一个简单的分布式采集系统原型，整个过程异常顺畅，书中提供的代码片段和配置参数几乎是即插即用的。这种高度的实践指导性，让这本书的价值超越了单纯的理论参考，成为了我工作台边不可或缺的“工具书”。

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我是一个对细节要求非常高的读者，尤其在涉及到硬件接口和电气特性时，容不得半点含糊。《数据采集与总线技术》在这方面给我带来了极大的满足感。它对不同总线接口的电气规范、阻抗匹配以及屏蔽层的处理都有细致入微的描述，这对于设计高可靠性硬件系统的工程师来说，简直是如获至宝。书中的表格化对比，将不同总线的物理层特性清晰地罗列出来，省去了我大量查阅原始规范文档的时间。更让我印象深刻的是，书中对于“系统级联”和“网络拓扑”带来的性能衰减模型进行了量化分析，这让我能更科学地预估系统的最大承载能力，而不是凭感觉进行设计。这本书的严谨性，让我在后续的项目评审中，面对质疑时也能拿出扎实的数据和理论支持。

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我带着一种近乎挑剔的眼光来审视这本技术书籍的，毕竟市面上的同类书籍很多都停留在概念的罗列上，缺乏实操指导。然而，《数据采集与总线技术》在这一点上做得非常出色。它没有过多地纠缠于晦涩的数学公式，而是将重点放在了如何将理论转化为可行的工程实践上。书中对几种主流工业总线，例如CAN、Ethernet/IP以及现场总线技术的对比分析，非常透彻。作者不仅清晰地阐述了它们各自的优势和局限，还附带了大量的硬件选型建议和软件接口示例。我特别欣赏它对“选择哪种总线”这一决策过程的系统性分析，这对于刚接触工业自动化项目的人来说，价值巨大。它避免了“万金油”式的介绍，而是鼓励读者根据具体需求进行权衡，这种务实的态度在技术书籍中难能可贵。

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这本《数据采集与总线技术》的书籍简直是为我这种刚入门的工程师量身定制的！我之前对这方面的知识总是零零散散，看了很多零散的资料，感觉就像是在拼图，碎片化的信息让我很难形成一个完整的认知体系。但这本书不一样，它的结构非常清晰，从最基础的信号采集原理讲起，循序渐进地深入到各种总线协议的应用场景。特别是关于噪声抑制和抗干扰设计的部分，作者的讲解深入浅出，结合了大量的实际案例，让我茅塞顿开。我记得有一次项目中遇到了一个棘手的信号漂移问题，查阅了好多论坛和技术手册都没找到头绪，翻到这本书里关于电磁兼容性的章节后，我找到了关键的思路。这本书不仅仅是知识的堆砌，更像是手把手的教学，让我不仅知其然，更能知其所以然。它为我后续深入学习实时操作系统和嵌入式系统设计打下了坚实的理论基础，可以说是“工欲善其事，必先利其器”的最好体现。

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这本书给我的整体感受是“广度与深度兼备，理论与应用并重”。在我看来，优秀的工程技术书籍，必须能跨越不同层次的需求。这本书成功地做到了这一点。对于初级读者，它提供了坚实的理论基石；而对于我这样的中级用户，它在数据完整性、时间同步和系统可靠性等高级议题上的探讨，提供了新的思考维度。比如，关于数据去噪和时间戳同步的章节，作者引用了最新的研究成果，并结合实际工业场景中可能遇到的延迟和抖动问题进行了深入剖析，给出了非常实用的优化策略。很多其他书籍只谈标准本身，而这本书却深入探讨了标准在实际运行环境中的“变通”与“陷阱”，这种洞察力体现了作者深厚的工程积累。

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