可编程序控制器应用技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:220

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出版时间:2009-8

价格:27.00元

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isbn号码:9787807346814

丛书系列:

图书标签:

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

《现代电子系统设计与实践》 内容简介 本书旨在为电子工程、自动化以及相关领域的学生和工程师提供一套全面而深入的现代电子系统设计与实践知识体系。全书涵盖了从基础理论到前沿应用的多个层面，理论与实践紧密结合，力求帮助读者掌握设计、实现和调试复杂电子系统的核心能力。 第一部分：模拟电子技术基础与高级应用 本部分聚焦于模拟电路的设计与分析，为系统稳定运行打下坚实的基础。 第一章：半导体器件物理与基础电路 深入探讨PN结、BJT（双极型晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的物理特性、工作模型及在开关和放大电路中的应用。重点分析器件的非线性效应、噪声源及其抑制方法。 第二章：运算放大器（Op-Amp）的精密设计 详述理想运放模型到实际器件的过渡，全面覆盖滤波器（有源RC、LC、开关电容滤波器）的设计、波形发生器、精密测量电路（如对数放大器、仪表放大器）的构建。讨论失调电压、共模抑制比（CMRR）、开环增益带宽积等关键参数对系统性能的影响。 第三章：功率电子学基础 介绍功率半导体器件（如IGBT、MOSFET、SiC器件）的选型与驱动技术。着重讲解DC-DC变换器（Buck、Boost、Buck-Boost、Full-Bridge）的拓扑结构、脉冲宽度调制（PWM）控制策略、以及环路稳定性分析（如波特图、根轨迹法）。本章将详细阐述如何设计高效、低纹波的电源模块。 第二部分：数字系统、嵌入式硬件与微处理器接口 本部分转向数字领域，深入解析现代电子系统的“大脑”及其周边接口技术。 第四章：高级数字逻辑设计与可编程逻辑器件（PLD） 不再局限于传统的组合逻辑和时序逻辑回顾，本章侧重于使用硬件描述语言（HDL，如VHDL/Verilog）进行系统级设计。深入讲解同步电路设计原则、异步状态机的处理、时序约束的设置与仿真验证。详细介绍FPGA（现场可编程门阵列）的内部架构（LUT、触发器、布线资源）和高效映射技巧。 第五章：微处理器与微控制器体系结构 对比分析RISC（精简指令集）和CISC（复杂指令集）架构的优劣，重点剖析现代ARM Cortex-M系列微控制器的流水线、中断机制、存储器管理单元（MMU/MPU）。讲解高效的汇编语言编程在关键性能模块中的应用。 第六章：存储器与数据总线技术 全面覆盖SRAM、DRAM（包括DDR3/DDR4/LPDDR的原理与时序要求）、Flash存储器的接口协议（SPI, I2C, eMMC）。深入解析存储器层次结构、缓存一致性问题，以及高速串行通信接口（如PCIe、USB 3.0）的物理层设计要点。 第三部分：嵌入式软件开发与实时操作系统 高效的硬件需要强大的软件支撑。本部分聚焦于嵌入式软件的开发范式、驱动实现与实时性保证。 第七章：嵌入式C语言与内存管理 探讨嵌入式C语言的特性，如位操作、易失性关键字（volatile）、指针算术的精确使用。重点讲解堆栈、堆、数据段、代码段的内存布局，以及如何编写避免内存泄漏和栈溢出的健壮代码。 第八章：设备驱动程序开发与中断服务 讲解操作系统内核与用户空间的分离机制。详细阐述设备驱动的生命周期，特别是中断处理机制——从硬件中断触发到中断服务程序（ISR）的执行过程，包括上下文切换的开销和临界区的保护。涵盖I/O端口映射、DMA（直接内存存取）控制器的配置与使用。 第九章：实时操作系统（RTOS）原理与实践 深入分析多任务调度算法（如固定优先级抢占、轮转、最早截止期限优先EDF）。详细阐述任务同步与互斥机制（信号量、互斥锁、消息队列、事件标志），并提供在FreeRTOS或类似的RTOS上进行任务间通信和资源管理的实例教程。 第四部分：系统集成、测试与高级主题 本部分关注如何将软硬件集成，并引入现代系统设计中不可或缺的通信与可靠性保障技术。 第十章：系统级集成与板级设计（PCB） 从系统需求出发，进行模块划分和接口定义。详细讲解信号完整性（SI）和电源完整性（PI）的基础知识，包括传输线理论、阻抗匹配、串扰抑制。介绍多层PCB的设计规则，如电源层/地层的规划、去耦电容的选型与布局原则。 第十一章：通信协议栈与网络接入 侧重于工业和嵌入式应用中常见的通信标准。全面解析UART、CAN/CAN-FD、Ethernet（TCP/IP协议栈基础），以及低功耗无线通信（如BLE、LoRa）的协议层次。重点讲解数据帧的打包、错误校验与报文仲裁机制。 第十二章：系统调试、仿真与可靠性工程 介绍高级调试工具的使用，如JTAG/SWD接口的调试方法，逻辑分析仪和示波器在时序故障诊断中的应用。探讨固件空中升级（OTA）的架构设计。最后，介绍电子系统的可靠性分析方法，包括MTBF（平均故障间隔时间）的估算和环境适应性测试（如温湿震测试）。 --- 本书内容体系严谨，案例翔实，旨在培养读者“动手能力强、理论基础深厚”的系统工程师，使读者能够独立完成从需求分析、硬件选型、固件开发到系统集成的全流程工作。

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这本书以一种非常独特的方式，让我重新审视了 PLC 的“可编程性”这一核心特质。它并没有提供现成的程序模板或者解决方案，而是着重于阐述“如何思考”和“如何设计”的问题。我印象最深刻的是书中关于“通用性”和“适应性”的论述。它让我明白，一个优秀的 PLC 应用，其核心在于如何设计出能够灵活适应不同需求和场景的控制逻辑。书中的一些关于参数化设计、动态配置以及故障自愈能力的探讨，都让我对 PLC 的潜力和灵活性有了全新的认识。它让我不再满足于简单的“一次性”编程，而是开始思考如何构建一个能够“自我进化”的控制系统。这本书更像是一本“哲学读物”，它引导我思考 PLC 技术背后更深层次的意义，以及如何在实践中不断提升 PLC 应用的智能化水平。对于那些对 PLC 技术有一定基础，并希望在自动化领域进行创新和突破的人来说，这本书绝对能够带来意想不到的收获。

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这本书给我带来了许多意想不到的启发，虽然它没有直接教授某个具体的 PLC 品牌或者某个特定行业的应用案例，但它在基础原理和通用性方面做得非常出色。我一直以来都对工业自动化和智能制造的底层逻辑感到好奇，而这本书恰恰填补了这方面的空白。它没有停留在“如何操作”的层面，而是深入浅出地讲解了 PLC 的核心概念，比如指令集的设计理念、扫描周期的工作原理、输入输出信号的处理机制等等。这些知识点就像是搭建一座复杂建筑的地基，虽然看起来朴实无华，但却是整个建筑能否稳固的关键。通过阅读，我才真正理解了为什么不同的 PLC 能够实现相似的功能，也明白了在遇到一些复杂问题时，从根本上分析原因的思路。这本书更像是一本“内功心法”，它教会了我如何去思考和理解 PLC 技术，而不是简单地罗列一些“招式”。对于我这种希望在自动化领域打下坚实基础的人来说，这简直是一笔宝贵的财富。它让我能够更自信地去学习新的 PLC 平台，因为我知道，无论表面操作如何变化，其背后的原理都是相通的。

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这本书在理论深度上确实给了我很大的惊喜。它没有像市面上很多入门书籍那样，仅仅停留于对 PLC 基本功能的介绍，而是着重探讨了 PLC 在复杂控制算法实现中的潜力。我原本以为 PLC 只能处理一些简单的逻辑控制，但这本书让我看到了它在 PID 控制、模糊控制甚至是一些简单的运动控制算法中的应用可能性。书中对一些高级控制策略的数学原理进行了简要的阐述，并说明了如何通过 PLC 的编程来实现这些算法。虽然我还需要花费额外的时间去消化和实践这些更复杂的控制理论，但这本书无疑为我打开了一扇新的大门。它让我意识到，PLC 的强大之处远不止于此，它完全可以成为构建更智能、更精密的自动化系统的核心。书中的一些论述，比如关于实时性要求对算法选择的影响，以及如何权衡计算复杂度和控制精度，都让我受益匪浅。对于希望在工业自动化领域进行更深入研究或者开发更高级控制系统的工程师来说，这本书绝对是值得一读的。

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这本书的内容让我对智能控制的整体架构有了更深刻的认识。它并没有直接展示琳琅满目的控制面板或者复杂的接线图，而是从更宏观的视角来审视 PLC 在整个自动化系统中的定位和作用。我一直以为 PLC 只是一个单纯的“开关控制器”，但读完这本书，我才发现它更像是一个集中的“大脑”，负责接收来自传感器的数据，进行逻辑判断，然后控制执行器完成预设的任务。书中关于状态机设计、时序控制以及故障诊断的章节尤其令我印象深刻。它通过清晰的图示和简洁的文字，将那些抽象的概念具象化，让我能够理解如何设计出高效、可靠的控制逻辑。特别是对于一些复杂的联动控制，这本书提供的分析方法和设计思路，让我觉得豁然开朗。我之前总是被具体的指令和参数弄得头晕眼花，而这本书让我学会了如何跳出细节，从整体上把握系统的运行规律。这种“大局观”的培养，对于任何一个想要深入理解自动化系统的人来说，都至关重要。它让我不再是机械地执行指令，而是真正地理解了“为什么”要这么做。

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这本书给我带来了一种全新的思考方式，它没有直接展示一个完整的项目流程，也没有给出具体的编程范例，但却在潜移默化中塑造了我对 PLC 系统设计的理解。它更侧重于 PLC 在软件工程层面的理念和方法论。我开始思考，如何才能编写出更易于维护、更易于扩展的 PLC 程序？书中关于模块化编程、状态管理以及调试技巧的讨论，都非常具有启发性。我过去常常陷入“想到哪写到哪”的模式，导致程序混乱且难以修改。而这本书引导我认识到，即使是 PLC 这样的底层系统，也需要遵循软件工程的基本原则。它让我明白，一个好的 PLC 程序，不仅仅是能正常运行，更应该是清晰、有序、可复用的。书中的一些关于代码复用和接口设计的思考，虽然是用 PLC 的语言来表达，但其本质与传统的软件开发非常相似。这种跨领域的思维融合，让我对 PLC 的工程实践有了更深刻的理解。

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