嵌入式系統接口：面向物聯網與CPS設計（簡體書）

本書是對作者所著《嵌入式計算系統設計原理(第4版)》的有益補充，對嵌入式系統與軟件之間的接口進行了系統的介紹，更側重於硬件方面的知識。通過閱讀本書，你將瞭解數字接口和模擬接口的工作原理，以及如何為給定的應用程序設計新的接口。全書內容自成體系，包含大量實際應用中的真實案例，通過這些設計實例來說明重要的概念。相對于其他聚焦於軟件的書籍，本書側重於講解圍繞CPU的各類硬件。

側重於硬件方面，理解設計決策背後的電路原理，涉及廣泛使用的硬件組件和工具，但不涉及軟件編程

出版者的話

譯者序

前言

第1章 緒論 1

1.1 將計算機連接到物理世界 1

1.2 目標和技術 1

1.3 各種微處理器 3

1.4 信號 3

1.5 電阻電路 6

1.6 電容和電感電路 9

1.7 電路分析 10

1.8 非線性和有源器件 13

1.9 設計方法和工具 15

1.10 如何閱讀本書 17

問題 18

第2章 標準接口 21

2.1 簡介 21

2.2 RS-232 22

2.3 I2C、CAN和I2S 26

2.4 USB 28

2.5 WiFi 32

2.6 ZigBee 33

2.7 藍牙和低功耗藍牙 34

2.8 LoRaWAN 35

2.9 聯網設備 35

問題 36

第3章 邏輯 37

3.1 簡介 37

3.2 數字邏輯規範 37

3.3 CMOS邏輯電路 38

3.4 高阻抗和漏極開路輸出 42

3.5 示例：漏極開路和高阻抗總線 44

3.6 寄存器 45

3.7 可編程邏輯 47

3.8 CPU接口結構 49

3.9 邏輯電路保護和噪聲 50

3.10 輔助器件和電路 51

3.11 示例：軸角編碼器 53

延伸閱讀 56

問題 56

第4章 放大器 57

4.1 簡介 57

4.2 放大器規範 57

4.3 電路分析方法 58

4.4 MOSFET晶體管模型 59

4.5 MOSFET放大器拓撲 62

4.6 示例：驅動低阻抗負載 67

4.7 功率放大器 71

4.8 集成放大器 72

4.9 運算放大器 73

4.10 噪聲、干擾和串擾 75

4.11 示例：駐極體麥克風放大電路 77

延伸閱讀 78

問題 79

第5章 濾波器、信號發生器和探測器 80

5.1 簡介 80

5.2 濾波器規範 80

5.3 RLC槽路 83

5.4 傳遞函數 86

5.5 從濾波器規範到傳遞函數 89

5.6 運算放大器濾波器 91

5.7 示例：低音增強濾波器 93

5.8 高級濾波器類型 96

5.9 數字濾波器 97

5.10 脈衝和定時電路 98

5.11 信號發生器 100

5.12 示例：任意波形發生器 104

5.13 信號檢測器 105

5.14 示例：耳機插孔檢測器 107

延伸閱讀 110

問題 111

第6章 模擬/數字和數字/模擬轉換 112

6.1 簡介 112

6.2 奈奎斯特速率 112

6.3 轉換規範 113

6.4 數字/模擬轉換 114

6.5 模擬/數字轉換 116

6.6 示例：R-2R數字/模擬轉換器 118

問題 120

第7章 電源 122

7.1 簡介 122

7.2 電源規範 122

7.3 交直流電源 123

7.4 電源變換器 127

7.5 電池 129

7.6 示例：線性穩壓電源 130

7.7 熱特性及散熱 134

7.8 電源管理 136

延伸閱讀 136

問題 136

第8章 接口設計 138

8.1 簡介 138

8.2 嵌入式系統應用案例 138

8.3 接口規格 139

8.4 接口的體系結構 139

8.5 選擇正確的平臺 140

8.6 構建技術 143

8.7 控制和閉環系統 144

8.8 硬件/軟件邊界 146

8.9 示例：一個簡單的驅動器 148

8.10 模擬/數字邊界 150

8.11 接口設計方法 150

8.12 示例：拍手檢測器 152

8.13 示例：電機控制器 153

延伸閱讀 161

問題 161

附錄A TTL邏輯 162

附錄B 雙極放大器 166

參考文獻 182