可编程序控制器

可编程序控制器 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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isbn号码:9787801249166
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  • PLC
  • 可编程逻辑控制器
  • 工业控制
  • 自动化
  • 单片机
  • 嵌入式系统
  • 电气工程
  • 控制工程
  • 传感器
  • 执行器
  • 编程
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具体描述

图书名称:数字电路设计与应用基础 图书简介 第一章 绪论:信息时代的基石 本章将带领读者进入数字世界的宏大图景。我们将首先探讨信息在现代社会中的核心地位,以及信息如何通过数字化的方式被精确地存储、处理和传输。数字系统相较于模拟系统的优势将被系统阐述,包括其高可靠性、易于集成化以及不受环境噪声干扰的特性。我们将追溯数字技术的发展历程,从早期的继电器电路到如今高度集成的微处理器,明确数字电路作为所有现代电子设备(从智能手机到工业自动化系统)的“积木”所扮演的关键角色。本章还会对全书的结构进行概述,为读者打下坚实的学习路线图。重点将放在基本概念的建立,例如位(Bit)、二进制数制以及逻辑状态的物理实现基础。 第二章 二进制数、逻辑代数与布尔表达式 本章是理解数字逻辑的基石。我们将深入剖析二进制数系统,学习如何在二进制、八进制、十进制和十六进制之间进行高效的转换,这在计算机编程和硬件地址寻址中至关重要。随后,我们将引入布尔代数(Boolean Algebra),这是描述和简化数字逻辑运算的数学工具。我们将详细讲解基本逻辑门——非门(NOT)、与门(AND)、或门(OR)的符号、真值表及其物理实现原理。进阶部分将涵盖扩展逻辑门,如异或(XOR)、同或(XNOR)、与非(NAND)和或非(NOR)门,并强调NAND和NOR作为“通用门”的构建能力。本章将大量使用布尔代数的基本定理(如德摩根定理、分配律)和公理,并通过大量的例题演示如何将实际的逻辑描述转化为布尔表达式。 第三章 逻辑函数的化简 在复杂的数字系统中,功能相同的逻辑表达式往往有多种形式,其中一些可能包含过多的逻辑门,导致成本增加、功耗上升和延迟增大。本章专注于逻辑函数的优化与化简技术。我们将首先介绍卡诺图(Karnaugh Map, K-map),详细讲解二维、三维乃至四维K-map的绘制、分组和化简方法,并阐述如何利用K-map简化包含冗余项的布尔函数,直至达到最简“和与积”(SOP)或“积与和”(POS)形式。随后,我们将过渡到更具系统性和适用于多变量函数的代数化简法,强调使用布尔代数定律进行逐步推理。最后,本章将引入硬件描述语言(HDL)在逻辑综合中的思想,尽管不深入HDL本身,但会说明化简的最终目的是为了更高效的硬件映射。 第四章 组合逻辑电路设计 本章将理论知识应用于实际的电路构建。组合逻辑电路的特点是其输出仅依赖于当前输入的状态,不含记忆元件。我们将系统学习如何设计和分析常见的组合电路模块: 编码器与译码器: 讲解二进制到独热码(One-Hot)的转换,以及BCD码的解码应用。 数据选择器(Multiplexer, MUX): 深入剖析其作为数据路由器的功能,并演示如何使用小型MUX构建任意布尔函数,这是组合逻辑设计中的一个重要技巧。 数据分配器(Demultiplexer, DEMUX): 与MUX相对,用于信号的分发。 加法器与算术逻辑单元(ALU)基础: 从半加器(Half Adder)和全加器(Full Adder)的原理出发,构建多位串行加法器和并行加法器,并探讨减法的实现方式(如补码)。 本章的重点是通过实例驱动,指导读者从需求分析、真值表建立到最终电路图绘制的全过程。 第五章 触发器与时序逻辑电路基础 与组合逻辑不同,时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入,还取决于电路过去的状态,这需要引入“记忆”元件。本章详细介绍最基本的存储单元——触发器(Flip-Flop)。 基本锁存器: 从SR锁存器开始,分析其亚稳态问题,并引出带有使能端(Gated)的锁存器。 主从结构与同步控制: 深入探讨D触发器(Data Flip-Flop)和JK触发器(Master-Slave),理解它们在时钟沿同步下的工作机制,及其对消除毛刺和实现同步操作的重要性。 时序分析基础: 引入建立时间(Setup Time)和保持时间(Hold Time)的概念,这是确保数字系统稳定运行的关键参数。 第六章 常用时序电路模块 基于第五章建立的触发器基础,本章将展示如何构建实现数据暂存、计数和数据移位功能的标准模块。 寄存器(Register): 讲解如何用D触发器并行连接构成数据寄存器,用于数据的同步存储。 移位寄存器(Shift Register): 详细分析串入并出(SIPO)、并入串出(PISO)、串入串出(SISO)等不同工作模式,及其在数据格式转换中的应用。 计数器(Counter): 区分异步(Ripple)计数器和同步计数器。系统设计和分析模N计数器,包括二进制计数器、BCD计数器和任意序列计数器的设计方法,这些是数字频率分频和定时电路的核心组件。 第七章 存储器结构与接口概述 本章将从宏观层面审视数据存储在现代电子系统中的组织方式。我们将介绍不同类型的半导体存储器: 随机存取存储器(RAM): 区分静态RAM(SRAM)和动态RAM(DRAM)的工作原理、读写时序及其应用场景。 只读存储器(ROM): 介绍掩模ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)和电可擦除可编程ROM(EEPROM)的特性差异。 此外,本章还将讨论存储器如何通过地址译码和数据总线与外部逻辑系统进行连接和交互,为后续学习更复杂的系统架构做铺垫。 第八章 数字系统中的有限状态机(FSM) 有限状态机是描述和设计控制器逻辑的通用模型。本章将集中于时序电路的最高抽象层面: FSM模型: 介绍摩尔(Moore)模型和米利(Mealy)模型,分析两者在输出产生时间和对输入敏感度上的区别。 状态编码与化简: 讨论如何有效地分配状态编码(如格雷码编码)以减少所需的逻辑门数量,并介绍状态转移图和真值表的构建方法。 设计实例: 通过设计一个简单的序列检测器或交通信号灯控制器等实际例子,完整演示从需求到状态图、状态表、简化逻辑表达式,最终到硬件电路的完整设计流程。 第九章 逻辑器件选型与应用基础 本章将目光从纯理论转向实际的集成电路(IC)选型。读者将了解数字电路是如何被封装成可供使用的芯片的。 集成电路系列概述: 介绍TTL(跨线耦合晶体管逻辑)和CMOS(互补金属氧化物半导体)两大主流逻辑家族的基本特性(如扇出、功耗、噪声容限)。 标准器件库: 讲解如何查阅标准逻辑芯片的数据手册(Datasheet),识别74系列等常见器件的型号功能。 总线与接口基础: 简要介绍三态缓冲器(Tri-State Buffer)在共享数据总线环境下的作用,以及基本的输入/输出(I/O)驱动要求。 第十章 实验与仿真工具概述 为了验证理论设计,本章引导读者了解现代数字电路设计的实践方法。本章将介绍常用的逻辑仿真软件(如Multisim, Logisim或更专业的工具的入门界面),指导读者如何将前述章节的电路图输入软件中,进行功能验证、时序波形观察和故障排查。重点在于理解仿真结果与理论预测的一致性,培养调试设计的能力。 本书旨在为学习者提供一个全面、循序渐进的数字电路基础知识体系,为后续深入研究微处理器、嵌入式系统或数字信号处理打下坚实的基础。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我是一位在设计院工作多年的老工程师,对传统继电器控制方案了如指掌,但随着工业4.0的浪潮袭来,总觉得自己在知识结构上有所欠缺,特别是对数字化、智能化的控制系统缺乏直观认识。这本书,说实话,最初我是抱着“查漏补缺”的心态去翻阅的,没想到却带给我巨大的震撼。它的深度和广度远远超出了我的预期。书中对高级编程指令集的阐述,比如网络通信协议(如Profibus、Ethernet/IP)的应用,以及如何构建分布式控制系统(DCS)的模块化思维,让我对现代工业控制的宏大架构有了全新的认识。特别是其中关于故障诊断和高级故障恢复策略的部分,简直是教科书级别的严谨和实用。它没有停留在简单的“能用”层面,而是深入探讨了“如何做得更可靠、更高效”。这本书的作者显然是一位深谙行业痛点的大师,他不仅教你如何写程序,更教你如何进行系统级的思考和设计。对于我们这些需要负责项目整体架构和维护的老兵来说,这部分内容价值连城,它帮助我迅速完成了知识体系的现代化升级。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲,我之前尝试过几本市面上的PLC教程,不是内容太陈旧,就是纯粹的理论堆砌,读起来枯燥乏味,让人昏昏欲睡。但这本《可编程序控制器》简直是一股清流。它最吸引我的地方在于其鲜活的案例和极强的实战性。作者似乎深知读者最大的痛点——“我学会了理论,但实际操作时却无从下手”。因此,这本书的后半部分简直像一本“现场急救手册”。它详细描述了各种常见工业现场的疑难杂症,比如间歇性通讯中断、传感器信号漂移导致的误动作等,并提供了基于PLC程序逻辑的排查步骤和修复方案。我甚至带着这本书去车间进行设备维护,书中的某些诊断流程图简直比现场的维护手册还管用。它教会了我一种“程序思维”——不是机械地执行指令,而是像侦探一样去分析数据流和逻辑链条。这种培养系统分析能力的教学方法,比单纯地背诵指令集要高明得多。强烈推荐给所有需要一线解决实际问题的技术人员。

评分☆☆☆☆☆

我是一位业余爱好者,平时喜欢研究一些小型自动化项目,对专业的工业控制软件一直抱有敬畏之心。这本书之所以能吸引我并让我坚持读下来,是因为它成功地架起了一座连接“专业知识”与“普通学习者”之间的桥梁。它的前置知识回顾部分做得极其到位,把一些基础的数字电路和逻辑运算知识点重新梳理了一遍,确保读者不会因为基础薄弱而掉队。更难得的是,它并没有因此而牺牲深度。书中对模拟量处理,特别是关于如何精确标定和线性化传感器信号的章节,讲解得非常细致入微,甚至连浮点运算的精度问题都做了探讨。这种“兼顾小白与专家”的平衡感,是很多技术书籍难以企及的。通过这本书,我不仅敢于尝试更复杂的控制任务,比如多轴联动和数据采集,更重要的是,它点燃了我对深入探索更高级别的工业通信和嵌入式系统集成的兴趣。这是一本真正能激发学习热情、引领读者进入更高阶技术领域的优秀著作。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是工业控制领域的“圣经”!我作为一名刚入行的电气工程师,面对那些复杂的自动化生产线,常常感到力不从心。这本书的出现,简直就是黑暗中的一盏明灯。它没有上来就堆砌那些晦涩难懂的专业术语,而是用一种非常贴近实际的语言,从最基础的逻辑电路讲起,层层递进,把PLC(可编程序控制器)的工作原理讲得透彻明白。我尤其喜欢它对不同品牌PLC的比较分析,那种深入骨髓的理解,让我不再对PLC的选择感到迷茫。书中大量的实例分析,都是从我们实际工作场景中提炼出来的,比如电机启停控制、温度PID调节等等,每一步操作都有详细的截图和代码注释,简直是手把手教你。读完这部分内容,我感觉自己仿佛拥有了一把万能钥匙,能够打开任何自动化设备的心脏。它不仅仅是一本技术手册,更像是一位经验丰富的老前辈,在你耳边耳提面命,让你少走许多弯路。这本书的排版也很舒服,图文并茂,阅读体验极佳,真正做到了理论与实践的完美结合,对于想要系统学习自动化控制的人来说,绝对是不可多得的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字表达风格非常独特,它不像一本冷冰冰的教材,更像是一位经验丰富、充满热情的导师在与你进行一对一的深度交流。它的逻辑组织极其清晰,每章的知识点都像被精心打磨过的宝石,相互映衬,构建起一座坚固的知识殿堂。我最欣赏的是它对程序结构化和模块化编程理念的强调。在很多入门书籍中,程序往往写得像一团乱麻,维护起来简直是噩梦。而这本书,则用大量的篇幅讲解了如何使用函数块(Function Block)来封装通用逻辑,如何进行规范化的标签命名和注释,这对于团队协作和长期项目维护至关重要。这种对工程规范和软件工程思想的融入,体现了作者极高的专业素养和对工业界最佳实践的深刻理解。读完后,我不仅掌握了如何让设备动起来,更重要的是,我学会了如何让设备“动得漂亮、动得持久”。这对于提升个人在工程项目中的价值,是立竿见影的。

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