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:化学工业出版社

作者:王晓军

出品人:

页数:175

译者:

出版时间:2007-8

价格:19.50元

装帧:

isbn号码:9787122002778

丛书系列:

图书标签:

• PLC
• 可编程控制器
• 工业自动化
• 电气控制
• 单片机
• 传感器
• 执行器
• 编程
• 技术
• 应用

现代电子系统设计与实现 内容概述： 本书深入探讨了现代电子系统设计的核心原理、关键技术与实际应用。全书内容系统、逻辑清晰，旨在为读者提供一套全面而实用的电子系统构建方法论。 第一部分：基础理论与元件特性 本部分首先回顾了电子工程领域的基础知识，包括半导体物理学在器件层面的应用、电路理论的进阶分析方法，以及电磁兼容性（EMC）的基本原则。 1. 信号与系统分析的深化： 详细介绍了傅里叶分析、拉普拉斯变换在非线性系统分析中的应用，以及数字信号处理（DSP）的基础算法，如快速傅里叶变换（FFT）及其在时频分析中的重要性。 2. 有源与无源元件的高精度建模： 聚焦于现代集成电路（IC）中的关键元件，如高频/高速晶体管、射频开关、低噪声放大器（LNA）等，阐述了其非理想特性对系统性能的影响。同时，对新型储能元件（如固态电解电容、超级电容）的充放电特性和寿命模型进行了深入分析。 3. 电源管理与拓扑结构： 阐述了从分布式电源到集中式电源架构的演变，详细分析了开关模式电源（SMPS）的各种拓扑结构（如Buck、Boost、Flyback、LLC谐振变换器）的工作原理、效率优化方法及瞬态响应控制策略。重点讨论了低电压差线性稳压器（LDO）在噪声敏感电路中的应用。 第二部分：嵌入式系统架构与软件实现 本部分将理论知识转化为实际系统的构建能力，重点关注嵌入式处理器的选型、系统级集成与固件开发。 4. 微处理器与微控制器选型标准： 对主流处理器架构（如ARM Cortex-A/R/M系列、RISC-V）的流水线设计、内存管理单元（MMU/MPU）的功能及其在实时操作系统（RTOS）环境下的性能影响进行了对比分析。探讨了异构计算，如GPU、FPGA在加速特定计算任务中的作用。 5. 实时操作系统（RTOS）与任务调度： 深入讲解了多任务系统的设计挑战，包括任务间通信（IPC）、同步机制（信号量、互斥锁、消息队列）的正确使用，以及实时性保证的关键技术，如优先级反转的预防和解决。 6. 硬件描述语言与逻辑综合： 针对需要定制化硬件加速的系统，本章提供了VHDL和Verilog语言的基础语法回顾，重点在于有限状态机（FSM）的设计范式，以及如何利用综合工具将RTL代码映射到FPGA或ASIC的逻辑单元上。 第三部分：高速通信与接口技术 电子系统不再孤立存在，高效、可靠的数据交换是现代系统的核心需求。 7. 物理层（PHY）设计与信道均衡： 详细分析了高速串行通信链路（如PCIe、Ethernet、USB 3.x/4.0）的物理层挑战，包括信号完整性（SI）、电源完整性（PI）的评估方法。探讨了串联均衡器（CTLE, DFE）在补偿信道损耗中的作用。 8. 传感器接口与数据采集系统（DAS）： 重点讲解了模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的关键参数（有效位数ENOB、有效动态范围ENBW、采样率）的选择标准。讨论了Sigma-Delta ($Sigma-Delta$) 调制器和流水线ADC在不同精度要求下的适用性。 9. 无线通信基础模块集成： 介绍了低功耗广域网（LPWAN，如LoRa, NB-IoT）和短距离通信（如蓝牙Mesh, Wi-Fi 6）的协议栈概览，以及射频前端（RFFE）电路中功率放大器（PA）和低噪声放大器（LNA）的阻抗匹配与线性化技术。 第四部分：系统集成、测试与验证 一个成功的电子产品不仅要求功能实现，更要求可靠性、可制造性和可维护性。 10. 印刷电路板（PCB）设计的高级考量： 超越基础布局布线，本章深入探讨了多层板的叠层设计、阻抗控制线的精确设计、过孔的电磁效应分析，以及散热管理（热阻计算与散热器选型）。 11. 故障诊断与可观测性设计： 讲解了如何在设计初期嵌入测试逻辑，如边界扫描（JTAG）的应用、内置自测试（BIST）的实现。讨论了使用逻辑分析仪、示波器进行复杂波形捕获与调试的专业技巧。 12. 功能安全与冗余设计： 引入了功能安全标准（如IEC 61508/ISO 26262）的基本概念，探讨了硬件冗余策略（如双核锁步、投票机制）在提高系统容错率方面的工程实践。 全书结合大量工程案例和仿真数据，力求构建从底层元件特性到顶层系统架构的完整知识体系，帮助工程师和高级技术人员掌握现代电子产品从概念到量产的全过程设计能力。

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这本书的排版和插图设计实在是令人眼前一亮，不同于我以往接触的那些教科书，它在视觉上就给人一种亲切感。清晰的图例和精心设计的流程图，让那些原本抽象的控制逻辑变得直观易懂。我尤其欣赏作者在讲解复杂概念时，总能找到恰到好处的比喻。比如在解释状态转移时，用生活中的交通信号灯变化来举例，简直是神来之笔，让我一下子就抓住了核心。而且，书中的代码示例非常贴近实际工程应用，不仅仅是理论的堆砌，而是真正能指导实践的“操作指南”。即便是初学者，对照着书中的步骤一步步操作，也能很快在实验台上搭建起一个小型控制系统。这种注重实践的编写风格，极大地提升了学习的乐趣和效率，让我不再觉得学习PLC是一件枯燥乏味的事情，反而充满了探索的欲望。书中的章节结构安排也很有条理，从基础的硬件介绍到复杂的网络通信，层层递进，让人感觉每一步学习都是坚实可靠的。

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我得说，这本书的理论深度和广度都超出了我的预期，它绝非那种只停留在表面概念的入门读物。作者在深入剖析不同品牌PLC的底层工作原理时，展现了扎实的学术功底。特别是关于中断服务程序的处理机制、周期性扫描程序的执行顺序，这些细节在很多同类书籍中往往是一笔带过，但这本书却进行了细致入微的解析，甚至还探讨了不同指令集的优化策略。这种对底层逻辑的透彻把握，对于想要从事系统集成或者编写高性能控制程序的人来说，无疑是极其宝贵的财富。阅读过程中，我常常需要停下来，反复研读那些关于定时器和计数器精确时间差计算的部分，它提供的数学模型和推导过程严谨而富有启发性，让我对数字逻辑有了更深层次的理解。这本书的价值，在于它不仅教你“怎么做”，更教会你“为什么这样做是最好的”。

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这本书的配套资源和售后服务体系也做得非常出色，这极大地提升了整体的学习体验。我特别提一下随书附带的虚拟仿真软件，它的界面设计极其逼真，几乎完全模拟了真实PLC的编程环境和I/O响应速度。这意味着即使我暂时无法接触到昂贵的实体设备，也能通过这个软件进行大量的试错和调试练习，而不用担心烧毁硬件。更重要的是，作者似乎建立了一个活跃的读者社区，我在尝试一个高级功能时遇到了一个非常晦涩的编译错误，在论坛上提问不到半天，就得到了官方技术人员的详尽解答，这效率着实惊人。这种“软硬结合”的学习支持模式，充分考虑到了不同学习阶段读者的实际需求，保证了知识吸收的完整性和即时反馈，使得学习过程中的卡顿和挫败感大大降低。

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从内容的前瞻性来看，这本书无疑走在了行业前沿。它没有固步自封于传统的继电器逻辑和简单的定时控制，而是花费了大量篇幅来介绍当前工业界关注的焦点，比如工业物联网（IIoT）的接口标准、基于OPC UA的通信协议解析，以及如何将PLC数据无缝集成到云端分析平台。这对于我们这些希望职业技能不落伍的工程师来说，简直是雪中送炭。特别值得称赞的是，书中对网络安全在控制系统中的应用也进行了初步探讨，提出了很多值得深思的安全防护建议，这在很多传统教材中是看不到的盲区。这本书让我意识到，未来的自动化工程师不仅仅是设备的操作员，更是数据流的架构师。它成功地拓宽了我的技术视野，让我对未来工业控制的发展方向有了更清晰的规划和准备。

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这本书的叙事风格非常引人入胜，读起来一点也不像在啃一本技术手册。作者似乎非常擅长用讲故事的方式来阐述技术难点，让原本冷冰冰的电气工程知识变得有血有肉。例如，在介绍故障诊断和排除时，作者虚构了一系列在真实工厂中可能遇到的紧急情况，然后以第一人称的视角，一步步展示了如何利用书中的知识快速定位问题、解决危机。这种“情景教学法”极大地增强了代入感，使我能够在阅读的同时，模拟工程师的思维模式。这本书的语言流畅自然，术语的引入和解释都恰到好处，没有那种生硬的、翻译腔的拗口表达。它更像是一位经验丰富的老工程师，坐在你身边，耐心、友善地传授他多年积累的“江湖经验”，读完后感觉自己不仅掌握了技术，还收获了一份宝贵的职业素养。

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