可编程控制器原理及应用

可编程控制器原理及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社
作者:田淑珍
出品人:
页数:236
译者:
出版时间:2005-9
价格:22.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787111170457
丛书系列:
图书标签:
  • PLC
  • 可编程控制器
  • 工业控制
  • 自动化
  • 电气工程
  • 原理
  • 应用
  • 编程
  • 技术
  • 控制系统
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具体描述

本书重点介绍了S7-200系列PLC的组成、原理、指令和应用,详细介绍了PLC的编程方法,并列举了大量应用示例。

好的,以下是一本名为《现代嵌入式系统设计与实践》的图书简介,旨在详细介绍其内容,且不涉及可编程控制器原理与应用的相关知识。 --- 现代嵌入式系统设计与实践 导言:迈向智能化的核心驱动力 随着物联网(IoT)、人工智能(AI)和移动计算技术的飞速发展,嵌入式系统已经成为现代电子设备和智能设备的“神经中枢”。它们不仅仅是简单的微控制器,更是集成了计算、通信、感知与控制功能的复杂集成平台。本书《现代嵌入式系统设计与实践》聚焦于当前主流嵌入式系统的架构、开发流程、核心技术及其在实际应用中的落地,旨在为读者提供一个从底层硬件交互到上层应用软件开发的全面、深入的学习路径。 本书的编写基于对当前行业需求的深刻理解,力求平衡理论深度与工程实践。我们不再局限于传统的单片机范畴,而是将视角扩展到高性能的片上系统(SoC)、实时操作系统(RTOS)以及异构计算平台,以满足日益增长的系统复杂度与实时性要求。 第一部分:嵌入式系统基础与硬件架构 本部分旨在为读者建立坚实的嵌入式系统基础知识框架,从最基本的硬件组成到现代SoC的复杂结构进行系统性阐述。 第1章:嵌入式系统的概念与发展趋势 本章首先界定了嵌入式系统的核心特征(专用性、实时性、资源约束性),并回顾了其技术演进历程。重点探讨了当前嵌入式系统面临的挑战,如功耗优化、安全性增强以及异构计算的融合。同时,分析了边缘计算(Edge Computing)对嵌入式系统设计提出的新要求。 第2章:微处理器与微控制器体系结构深入解析 我们将详细剖析当前主流的处理器内核架构,包括ARM Cortex-M系列(侧重资源受限环境)和Cortex-A系列(侧重高性能与操作系统支持)。内容涵盖指令集架构(ISA)、流水线技术、存储器管理单元(MMU/MPU)的工作原理。对于非传统架构,如RISC-V,也将进行初步介绍,阐述其开放性和可扩展性在嵌入式设计中的潜力。 第3章:存储器系统与总线结构 本章重点解析嵌入式系统中的存储器层次结构,包括SRAM、DRAM(LPDDR/DDR的特性与时序)、Flash存储器(NOR/NAND/eMMC)的选择与驱动机制。深入讨论片上总线协议,如AMBA AXI/AHB/APB的总线仲裁、突发传输与带宽管理,这是实现高效数据交换的关键。 第4章:片上外设接口与数据采集 详细介绍嵌入式系统必需的I/O接口技术。内容包括:通用异步收发器(UART)、串行外设接口(SPI)、I2C总线的工作时序与主从配置。特别关注模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)的精度、采样率选择与噪声抑制技术,为传感器数据的高质量采集打下基础。 第二部分:实时操作系统(RTOS)与软件开发 现代复杂嵌入式应用离不开操作系统提供的抽象层和调度能力。本部分专注于实时操作系统的原理、移植与应用开发。 第5章:实时操作系统原理与内核机制 本章深入解析RTOS的核心概念,如任务(Task)、上下文切换、中断处理机制。详细讲解多任务调度算法,包括固定优先级抢占式调度、轮转调度以及时间片分配策略。对于优先级反转、死锁等并发问题,提供了详细的分析和规避方法。 第6章:RTOS对象与同步机制 阐述用于任务间通信和同步的四大核心对象:信号量(Semaphore)、互斥锁(Mutex)、消息队列(Message Queue)和事件标志组(Event Flag)。通过大量的代码示例,展示如何安全、高效地利用这些机制来管理共享资源和实现复杂的事件驱动逻辑。 第7章:操作系统移植与驱动开发基础 指导读者如何将选定的RTOS内核移植到特定的硬件平台(如基于Cortex-M的微控制器)。同时,系统性地介绍设备驱动程序的开发流程,包括初始化、中断服务程序(ISR)的编写规范,以及如何将驱动程序安全地集成到RTOS环境下的应用层中。 第8章:嵌入式Linux环境下的系统构建 针对高性能嵌入式平台,本部分转向嵌入式Linux。内容涵盖Bootloader(如U-Boot)的工作流程、Linux内核的编译与裁剪,以及根文件系统的构建(Root Filesystem)。重点解析设备树(Device Tree)的结构及其在驱动程序加载中的作用。 第三部分:网络通信与中间件技术 随着设备间的互联互通成为常态,网络协议栈和中间件技术在嵌入式设计中占据了核心地位。 第9章:嵌入式网络协议栈与驱动 详细介绍TCP/IP协议栈在嵌入式环境中的实现,包括轻量级协议栈(如LwIP)的结构与配置。重点讲解以太网MAC/PHY层的驱动接口,以及如何处理网络数据包的收发。 第10章:无线通信技术栈 聚焦于当前流行的无线通信标准在嵌入式中的应用。内容涵盖Wi-Fi(包括SoftAP和Station模式)、蓝牙低功耗(BLE)的数据结构、连接管理与功耗优化策略。对于LoRa、NB-IoT等低功耗广域网技术,也提供了技术选型与初步集成的指导。 第11章:安全启动与固件空中升级(OTA) 安全性是现代嵌入式系统的生命线。本章讨论了硬件信任根(RoT)的概念,以及如何实现安全启动流程,验证固件的完整性和真实性。深入剖析OTA升级机制的设计,包括分段下载、A/B分区策略以及回滚保护机制。 第四部分:调试、测试与工程实践 理论学习必须与严格的工程实践相结合。本部分强调在实际项目中如何进行高效的调试和质量保证。 第12章:系统级调试与故障诊断 讲解高级调试技术,包括使用JTAG/SWD接口进行硬件级断点设置、内存监视与寄存器查看。侧重于使用逻辑分析仪和示波器对时序问题、信号完整性问题进行分析的方法论。分析常见启动失败、堆栈溢出和中断丢失等问题的排查流程。 第13章:性能分析与功耗优化 介绍如何使用工具链提供的性能分析器(Profiler)来识别代码中的热点(Hotspot)和性能瓶颈。针对移动和电池供电设备,详细阐述了时钟门控、电源域划分、任务休眠管理等软件层面的功耗降低技术。 第14章:版本控制与持续集成在嵌入式中的应用 讨论Git在嵌入式项目中的最佳实践,如分支策略、子模块管理。介绍如何搭建嵌入式系统的持续集成/持续部署(CI/CD)流水线,实现自动化的编译、测试和部署流程,从而提高开发效率和代码质量。 结语 《现代嵌入式系统设计与实践》力求成为一本兼具前瞻性、实用性与深度的参考书。通过对硬件底层、实时软件以及网络通信的全面覆盖,本书帮助读者构建起驾驭复杂嵌入式项目的综合能力,为未来智能硬件的创新与落地提供坚实的技术支撑。

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目录信息

读后感

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用户评价

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说实话,刚翻开这本书的时候,我有点被它的深度吓到,但这股“难度”恰恰是它最宝贵的地方。它并不是那种只停留在“如何操作软件”表层皮毛的入门指南,而是深入到了控制器内部工作机制的“原理”层面。书中对CPU扫描周期、I/O刷新机制的阐述,简直就像是给PLC的大脑做了一次CT扫描,让人对这个“黑箱子”有了清晰的认识。特别是关于中断处理和数据通信协议(比如Modbus等)的章节,写得极其详尽。我印象深刻的是,作者没有回避复杂性,而是用非常清晰的图示和数学模型来解释这些高级功能是如何实现的,这对于从事系统集成或故障诊断工作的工程师来说,简直是救命稻草。很多市面上的参考资料往往会简化这些部分,导致我们只能“照猫画虎”,一旦遇到非标准问题就束手无策。这本书则赋予了我“知其然更知其所以然”的能力,让我能从底层逻辑去优化程序,而不是被固定的编程范式所束缚。它的内容密度非常高,需要反复咀嚼才能消化,但回报是巨大的知识积累。

评分☆☆☆☆☆

我更倾向于将这本书视为一本优秀的“工具书”和“深入学习的引路人”,而不是一本轻松的睡前读物。它的结构安排非常合理,前半部分夯实基础,后半部分则将理论应用到更复杂的工业现场。我尤其欣赏它在“安全”方面的论述,这在很多侧重于功能的教材中容易被忽略。书中关于安全PLC的基本逻辑结构、安全等级的划分以及如何确保程序逻辑的确定性,提供了非常专业的视角。这不仅仅是技术层面的讲解,更融入了对工业规范和法规的尊重。对于我这种需要编写涉及人员安全设备控制系统的工程师来说,这些信息至关重要。此外,书中对故障诊断和排除的章节,也体现了极高的实践价值。它没有提供一个万能的错误代码表,而是教会我们如何根据现场现象,反向推导出PLC内部可能发生的错误状态,这才是真正能提高现场维护效率的“硬核”知识。整体阅读下来,感觉像是跟随一位在顶级自动化公司工作多年的专家进行了一次长期的技术研讨会。

评分☆☆☆☆☆

这本书在语言风格上给我一种返璞归真的感觉,它摒弃了当前很多技术书籍为了迎合市场而使用的花哨排版和大量鲜艳的插图,而是专注于用最纯粹、最清晰的文字和图表来传达信息。它的魅力在于内容的深度和广度,以及那种不加修饰的专业性。例如,在介绍高级数据结构和用户自定义数据块(UDT)的使用时,作者详细分析了内存分配和访问效率对程序性能的影响,这种对细节的执着,是真正体现作者功底的地方。对于我个人而言,这本书最大的价值在于它提供了一个强大的知识框架,让我能够快速理解和评估不同厂商的PLC技术路线的优劣。它没有偏袒任何一家品牌,而是聚焦于背后的通用技术原理,这使得书本知识的保质期非常长久。每当我遇到一个陌生的控制需求时,我总能从这本书中找到对应的原理模型作为起点进行深入研究。这是一本值得反复翻阅,并且每一次都能从中汲取新知的技术宝典。

评分☆☆☆☆☆

这本关于可编程控制器的书,从头到尾都透露着一股扎实的工科气息,对于我们这些初涉自动化领域的新人来说,无疑是一剂强心针。我最欣赏的是它对基础概念的阐述,那种抽丝剥茧的讲解方式,仿佛一位经验丰富的老教师在手把手地教导。书里对继电器逻辑、梯形图编程的讲解尤为深入,让我这个刚从传统电路理论转过来的学生,能迅速找到知识的迁移点。特别是关于指令集的分类和应用场景的分析,不是简单地罗列手册上的信息,而是结合实际的工业控制案例进行了细致的剖析。比如,在介绍计数和定时功能时,书中用了好几个不同行业(如包装流水线、物料搬运系统)的例子,这使得抽象的编程指令变得具体可感,我甚至能想象出那些齿轮和传感器在实际运转时的状态。作者的行文风格偏向于严谨的教科书式,逻辑清晰,层层递进,几乎没有一句废话,对于需要系统化学习这门技术的读者来说,是非常高效的阅读材料。它成功地架起了理论与实践之间的鸿沟,让人感觉只要掌握了书中的核心原理,面对市面上主流的PLC品牌,都能找到共通的切入点进行学习和应用。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验,对于有一定经验的现场技术人员来说,更像是一次系统的“内功心法”修炼。我之前主要是在调试和修改别人的程序,对很多优化技巧和底层逻辑总是感到一知半解。然而,这本书在高级应用和系统设计方面的内容,简直是为我量身定做。它花了大量的篇幅讨论了如何构建健壮、可维护的大型控制系统,比如多PLC协同工作时的时序控制、数据冗余和故障转移策略。书中对模拟量信号处理的讨论尤为精彩,不仅讲了采样定理,还深入分析了滤波算法在实际噪声环境中的选择与实现,这在教科书中是极为罕见的。另外,作者在论述如何利用PLC实现运动控制的基础时,那种对伺服驱动器和编码器接口的介绍,非常贴近实际电气连接和信号处理的要求,而不是泛泛而谈。这本书不是让你学会一个软件的菜单操作,而是教会你如何像系统架构师一样去思考控制工程的全貌。读完之后,我感觉自己看问题的角度都提升了一个层次,不再局限于单个机台的逻辑,而是开始关注整个产线乃至工厂级的集成效率和可靠性。

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