Analog Interfacing to Embedded Microprocessor Systems, 2/e
暫譯: 嵌入式微處理器系統的類比介面,第二版

Stuart Ball

  • 出版商: Newnes
  • 出版日期: 2003-11-01
  • 售價: $3,320
  • 貴賓價: 9.5$3,154
  • 語言: 英文
  • 頁數: 320
  • 裝訂: Paperback
  • ISBN: 0750677236
  • ISBN-13: 9780750677233
  • 相關分類: 嵌入式系統
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商品描述

Description

Analog Interfacing to Embedded Microprocessors addresses the technologies and methods used in interfacing analog devices to microprocessors, providing in-depth coverage of practical control applications, op amp examples, and much more. A companion to the author's popular Embedded Microprocessor Systems: Real World Design, this new embedded systems book focuses on measurement and control of analog quantities in embedded systems that are required to interface to the real world. At a time when modern electronic systems are increasingly digital, a comprehensive source on interfacing the real world to microprocessors should prove invaluable to embedded systems engineers, students, technicians, and hobbyists. Anyone involved in connecting the analog environment to their digital machines, or troubleshooting such connections will find this book especially useful. Stuart Ball is also the author of Debugging Embedded Microprocessor Systems, both published by Newnes. Additionally, Stuart has written articles for periodicals such as Circuit Cellar INK, Byte, and Modern Electronics.

Table of Contents

1 System Design  1 (12)
 Dynamic Range
  1 (1)
 Calibration
  2 (3)
 Bandwidth
  5 (1)
 Processor Throughput
  6 (1)
 Avoiding Excess Speed
  7 (1)
 Other System Considerations
  8 (3)
 Sample Rate and Aliasing
  11 (2)
2 Analog-to-Digital Converters  13 (34)
 ADCs
  15 (2)
 Types of ADCs
  17 (8)
 ADC Comparison
  25 (1)
 Sample and Hold
  26 (3)
 Real Parts
  29 (1)
 Microprocessor Interfacing
  30 (5)
 Clocked Interfaces
  35 (1)
 Serial Interfaces
  36 (5)
 Multichannel ADCs
  41 (1)
 Internal Microcontroller ADCs
  42 (1)
 Codecs
  43 (1)
 Interrupt Rates
  44 (1)
 Dual-Function Pins on Microcontrollers
  44 (2)
 Design Checklist
  46 (1)
3 Sensors  47 (44)
 Temperature Sensors
  47 (12)
 Optical Sensors
  59 (12)
 CCDs
  71 (11)
 Magnetic Sensors
  82 (4)
 Motion/Acceleration Sensors
  86 (3)
 Strain Gauges
  89 (2)
4 Time-Based Measurements  91 (16)
 Measuring Period versus Frequency
  94 (2)
 Mixing
  96 (2)
 Voltage-to-Frequency Converters
  98 (2)
 Clock Resolution and Range
  100 (2)
 Extending Accuracy with Limited Resolution
  102 (5)
5 Output Control Methods  107 (38)
 Open-Loop Control
  107 (1)
 Negative Feedback and Control
  107 (1)
 Microprocessor-Based Systems
  108 (1)
 On-Off Control
  109 (3)
 Overshoot
  112 (1)
 Proportional Control
  112 (4)
 Proportional, Integral, Derivative Control
  116 (11)
 Motor Control
  127 (6)
 Predictive Control
  133 (1)
 Measuring and Analyzing Control Loops
  134 (4)
 PID Software Examples
  138 (5)
 Things to Remember in Control Design
  143 (2)
6 Solenoids, Relays, and Other Analog Outputs  145 (26)
 Solenoids
  145 (4)
 Heaters
  149 (6)
 Coolers
  155 (2)
 LEDS
  157 (5)
 DACs
  162 (1)
 Digital Potentiometers
  163 (3)
 Analog Switches
  166 (5)
7 Motors  171 (44)
 Stepper Motors
  171 (19)
 DC Motors
  190 (16)
 Tradeoffs between Motors
  206 (1)
 Power-Up Issues
  207 (1)
 Motor Torque
  208 (1)
 A Real-World Stepper Application
  209 (6)
8 Electromagnetic Interference  215 (10)
 Ground Loops
  215 (5)
 Electrostatic Discharge
  220 (5)
9 High-Precision Applications  225 (18)
 Input Offset Voltage
  227 (1)
 Input Resistance
  228 (1)
 Frequency Characteristics
  229 (1)
 Temperature Effects in Resistors
  230 (1)
 Voltage References
  231 (2)
 Temperature Effects in General
  233 (1)
 Noise and Grounding
  234 (2)
 Printed Circuit Board Layout
  236 (3)
 Statistical Tolerancing
  239 (1)
 Supply-Based References
  240 (1)
 Summary
  241 (2)
10 Standard Interfaces  243 (4)
 IEEE 1451.2
  243 (1)
 4-20 ma Current Loop
  244 (1)
 Fieldbus
  245 (2)
11 Analog Toolbox  247 (28)
 Microcontroller Supply and Reference
  247 (2)
 Resistor Networks
  249 (1)
 Multiple Input Control
  250 (2)
 AC Control
  252 (2)
 Voltage Monitors and Supervisory Circuits
  254 (1)
 Driving Bipolar Transistors
  254 (3)
 Driving MOSFETs
  257 (4)
 Reading Negative Voltages
  261 (1)
 Example Control System
  262 (13)
Appendix A Opamp Basics  275 (12)
 Opamp Configurations
  275 (4)
 General Opamp Design Equations
  279 (1)
 Nonresistive Elements
  280 (1)
 Reversing the Inputs
  281 (1)
 Comparators
  281 (2)
 Hysteresis
  283 (2)
 Instrumentation Amplifiers
  285 (2)
Appendix B Pulse Width Modulation  287 (12)
 Why PWM?
  287 (5)
 Real Parts
  292 (1)
 Frequency Limitations
  292 (1)
 Resolution Limitations
  293 (1)
 Power-Supply Considerations
  294 (1)
 PWM and EMI
  294 (1)
 Audio Applications
  295 (1)
 PWM Hardware
  296 (1)
 PWM Software
  297 (2)
Appendix C Useful URLs  299 (2)
 Semiconductors
  299 (1)
 Motors
  299 (1)
 Other
  300 (1)
Appendix D Python Code for Chapter 11; Excel Data for Chapter 4  301 (6)
Glossary  307 (4)
Index  311

商品描述(中文翻譯)

描述

《嵌入式微處理器的類比介面》探討了將類比設備與微處理器介接所使用的技術和方法,深入涵蓋了實際控制應用、運算放大器範例等內容。這本書是作者廣受歡迎的《嵌入式微處理器系統:現實世界設計》的伴侶,專注於嵌入式系統中類比量的測量和控制,這些系統需要與現實世界介接。在現代電子系統日益數位化的時代,關於將現實世界與微處理器介接的全面資料對於嵌入式系統工程師、學生、技術人員和愛好者來說應該是非常寶貴的。任何涉及將類比環境連接到數位機器或排除此類連接故障的人都會發現這本書特別有用。Stuart Ball 也是《嵌入式微處理器系統除錯》的作者,兩本書均由 Newnes 出版。此外,Stuart 還為《Circuit Cellar INK》、《Byte》和《Modern Electronics》等期刊撰寫過文章。

目錄

1 系統設計 1 (12)
動態範圍
1 (1)
校準
2 (3)
頻寬
5 (1)
處理器吞吐量
6 (1)
避免過快
7 (1)
其他系統考量
8 (3)
取樣率與混疊
11 (2)
2 類比轉數位轉換器 13 (34)
ADCs
15 (2)
ADC 類型
17 (8)
ADC 比較
25 (1)
取樣與保持
26 (3)
實際部分
29 (1)
微處理器介接
30 (5)
時脈介面
35 (1)
串列介面
36 (5)
多通道 ADCs
41 (1)
內部微控制器 ADCs
42 (1)
編解碼器
43 (1)
中斷速率
44 (1)
微控制器上的雙功能引腳
44 (2)
設計檢查清單
46 (1)
3 感測器 47 (44)
溫度感測器
47 (12)
光學感測器
59 (12)
CCDs
71 (11)
磁性感測器
82 (4)
動作/加速度感測器
86 (3)
應變計
89 (2)
4 基於時間的測量 91 (16)
測量週期與頻率
94 (2)
混合
96 (2)
電壓轉頻率轉換器
98 (2)
時脈解析度與範圍
100 (2)
在有限解析度下擴展準確性
102 (5)
5 輸出控制方法 107 (38)
開環控制
107 (1)
負反饋與控制
107 (1)
基於微處理器的系統
108 (1)
開關控制
109 (3)
超調
112 (1)
比例控制
112 (4)
比例、積分、微分控制
116 (11)
馬達控制
127 (6)
預測控制
133 (1)
測量與分析控制迴路
134 (4)
PID 軟體範例
138 (5)
控制設計中的注意事項
143 (2)
6 電磁閥、繼電器及其他類比輸出 145 (26)
電磁閥
145 (4)
加熱器
149 (6)
冷卻器
155 (2)
LED 燈
157 (5)
DACs
162 (1)
數位電位器
163 (3)
類比開關
166 (5)
7 馬達 171 (44)
步進馬達
171 (19)
直流馬達
190 (16)
馬達之間的權衡
206 (1)
開機問題
207 (1)
馬達扭矩
208 (1)
一個現實世界的步進應用
209 (6)
8 電磁干擾 215 (10)
接地迴路
215 (5)
靜電放電
220 (5)
9 高精度應用 225 (18)
輸入偏置電壓
227 (1)
輸入電阻
228 (1)
頻率特性
229 (1)
電阻中的溫度效應
230 (1)
電壓參考
231 (2)
一般的溫度效應
233 (1)
噪聲與接地
234 (2)
印刷電路板佈局
236 (3)
統計公差
239 (1)
基於供應的參考
240 (1)
總結
241 (2)
10 標準介面 243 (4)
IEEE 1451.2
243 (1)
4-20 mA 電流迴路
244 (1)
現場總線
245 (2)
11 類比工具箱 247 (28)
微控制器供電與參考
247 (2)
電阻網路
249 (1)
多輸入控制
250 (2)
交流控制
252 (2)
電壓監控與監督電路
254 (1)
驅動雙極性晶體管
254 (3)
驅動 MOSFETs
257 (4)
讀取負電壓
261 (1)
控制系統範例
262 (13)
附錄 A 運算放大器基礎 275 (12)
運算放大器配置
275 (4)
一般運算放大器設計方程式
279 (1)
非電阻元件
280 (1)
反轉輸入
281 (1)
比較器
281 (2)
死區
283 (2)
儀表放大器
285 (2)
附錄 B 脈衝寬度調變 287 (12)
為什麼使用 PWM?
287 (5)
實際部分
292 (1)
頻率限制
292 (1)
解析度限制
293 (1)
電源考量
294 (1)
PWM 與 EMI
294 (1)
音頻應用
295 (1)
PWM 硬體
296 (1)
PWM 軟體
297 (2)
附錄 C 有用的網址 299 (2)
半導體
299 (1)
馬達
299 (1)
其他
300 (1)
附錄 D 第 11 章的 Python 代碼;第 4 章的 Excel 數據 301 (6)
術語表 307 (4)
索引 311