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isbn號碼:9787801249166

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圖書標籤:

• PLC
• 可編程邏輯控製器
• 工業控製
• 自動化
• 單片機
• 嵌入式係統
• 電氣工程
• 控製工程
• 傳感器
• 執行器
• 編程

圖書名稱：數字電路設計與應用基礎 圖書簡介 第一章 緒論：信息時代的基石 本章將帶領讀者進入數字世界的宏大圖景。我們將首先探討信息在現代社會中的核心地位，以及信息如何通過數字化的方式被精確地存儲、處理和傳輸。數字係統相較於模擬係統的優勢將被係統闡述，包括其高可靠性、易於集成化以及不受環境噪聲乾擾的特性。我們將追溯數字技術的發展曆程，從早期的繼電器電路到如今高度集成的微處理器，明確數字電路作為所有現代電子設備（從智能手機到工業自動化係統）的“積木”所扮演的關鍵角色。本章還會對全書的結構進行概述，為讀者打下堅實的學習路綫圖。重點將放在基本概念的建立，例如位（Bit）、二進製數製以及邏輯狀態的物理實現基礎。 第二章 二進製數、邏輯代數與布爾錶達式 本章是理解數字邏輯的基石。我們將深入剖析二進製數係統，學習如何在二進製、八進製、十進製和十六進製之間進行高效的轉換，這在計算機編程和硬件地址尋址中至關重要。隨後，我們將引入布爾代數（Boolean Algebra），這是描述和簡化數字邏輯運算的數學工具。我們將詳細講解基本邏輯門——非門（NOT）、與門（AND）、或門（OR）的符號、真值錶及其物理實現原理。進階部分將涵蓋擴展邏輯門，如異或（XOR）、同或（XNOR）、與非（NAND）和或非（NOR）門，並強調NAND和NOR作為“通用門”的構建能力。本章將大量使用布爾代數的基本定理（如德摩根定理、分配律）和公理，並通過大量的例題演示如何將實際的邏輯描述轉化為布爾錶達式。 第三章 邏輯函數的化簡 在復雜的數字係統中，功能相同的邏輯錶達式往往有多種形式，其中一些可能包含過多的邏輯門，導緻成本增加、功耗上升和延遲增大。本章專注於邏輯函數的優化與化簡技術。我們將首先介紹卡諾圖（Karnaugh Map, K-map），詳細講解二維、三維乃至四維K-map的繪製、分組和化簡方法，並闡述如何利用K-map簡化包含冗餘項的布爾函數，直至達到最簡“和與積”（SOP）或“積與和”（POS）形式。隨後，我們將過渡到更具係統性和適用於多變量函數的代數化簡法，強調使用布爾代數定律進行逐步推理。最後，本章將引入硬件描述語言（HDL）在邏輯綜閤中的思想，盡管不深入HDL本身，但會說明化簡的最終目的是為瞭更高效的硬件映射。 第四章 組閤邏輯電路設計 本章將理論知識應用於實際的電路構建。組閤邏輯電路的特點是其輸齣僅依賴於當前輸入的狀態，不含記憶元件。我們將係統學習如何設計和分析常見的組閤電路模塊： 編碼器與譯碼器： 講解二進製到獨熱碼（One-Hot）的轉換，以及BCD碼的解碼應用。 數據選擇器（Multiplexer, MUX）： 深入剖析其作為數據路由器的功能，並演示如何使用小型MUX構建任意布爾函數，這是組閤邏輯設計中的一個重要技巧。 數據分配器（Demultiplexer, DEMUX）： 與MUX相對，用於信號的分發。 加法器與算術邏輯單元（ALU）基礎： 從半加器（Half Adder）和全加器（Full Adder）的原理齣發，構建多位串行加法器和並行加法器，並探討減法的實現方式（如補碼）。 本章的重點是通過實例驅動，指導讀者從需求分析、真值錶建立到最終電路圖繪製的全過程。 第五章 觸發器與時序邏輯電路基礎 與組閤邏輯不同，時序邏輯電路的輸齣不僅取決於當前輸入，還取決於電路過去的狀態，這需要引入“記憶”元件。本章詳細介紹最基本的存儲單元——觸發器（Flip-Flop）。 基本鎖存器： 從SR鎖存器開始，分析其亞穩態問題，並引齣帶有使能端（Gated）的鎖存器。 主從結構與同步控製： 深入探討D觸發器（Data Flip-Flop）和JK觸發器（Master-Slave），理解它們在時鍾沿同步下的工作機製，及其對消除毛刺和實現同步操作的重要性。 時序分析基礎： 引入建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time）的概念，這是確保數字係統穩定運行的關鍵參數。 第六章 常用時序電路模塊 基於第五章建立的觸發器基礎，本章將展示如何構建實現數據暫存、計數和數據移位功能的標準模塊。 寄存器（Register）： 講解如何用D觸發器並行連接構成數據寄存器，用於數據的同步存儲。 移位寄存器（Shift Register）： 詳細分析串入並齣（SIPO）、並入串齣（PISO）、串入串齣（SISO）等不同工作模式，及其在數據格式轉換中的應用。 計數器（Counter）： 區分異步（Ripple）計數器和同步計數器。係統設計和分析模N計數器，包括二進製計數器、BCD計數器和任意序列計數器的設計方法，這些是數字頻率分頻和定時電路的核心組件。 第七章 存儲器結構與接口概述 本章將從宏觀層麵審視數據存儲在現代電子係統中的組織方式。我們將介紹不同類型的半導體存儲器： 隨機存取存儲器（RAM）： 區分靜態RAM（SRAM）和動態RAM（DRAM）的工作原理、讀寫時序及其應用場景。 隻讀存儲器（ROM）： 介紹掩模ROM（MROM）、可編程ROM（PROM）、可擦除可編程ROM（EPROM）和電可擦除可編程ROM（EEPROM）的特性差異。 此外，本章還將討論存儲器如何通過地址譯碼和數據總綫與外部邏輯係統進行連接和交互，為後續學習更復雜的係統架構做鋪墊。 第八章 數字係統中的有限狀態機（FSM） 有限狀態機是描述和設計控製器邏輯的通用模型。本章將集中於時序電路的最高抽象層麵： FSM模型： 介紹摩爾（Moore）模型和米利（Mealy）模型，分析兩者在輸齣産生時間和對輸入敏感度上的區彆。 狀態編碼與化簡： 討論如何有效地分配狀態編碼（如格雷碼編碼）以減少所需的邏輯門數量，並介紹狀態轉移圖和真值錶的構建方法。 設計實例： 通過設計一個簡單的序列檢測器或交通信號燈控製器等實際例子，完整演示從需求到狀態圖、狀態錶、簡化邏輯錶達式，最終到硬件電路的完整設計流程。 第九章 邏輯器件選型與應用基礎 本章將目光從純理論轉嚮實際的集成電路（IC）選型。讀者將瞭解數字電路是如何被封裝成可供使用的芯片的。 集成電路係列概述： 介紹TTL（跨綫耦閤晶體管邏輯）和CMOS（互補金屬氧化物半導體）兩大主流邏輯傢族的基本特性（如扇齣、功耗、噪聲容限）。 標準器件庫： 講解如何查閱標準邏輯芯片的數據手冊（Datasheet），識彆74係列等常見器件的型號功能。 總綫與接口基礎： 簡要介紹三態緩衝器（Tri-State Buffer）在共享數據總綫環境下的作用，以及基本的輸入/輸齣（I/O）驅動要求。 第十章 實驗與仿真工具概述 為瞭驗證理論設計，本章引導讀者瞭解現代數字電路設計的實踐方法。本章將介紹常用的邏輯仿真軟件（如Multisim, Logisim或更專業的工具的入門界麵），指導讀者如何將前述章節的電路圖輸入軟件中，進行功能驗證、時序波形觀察和故障排查。重點在於理解仿真結果與理論預測的一緻性，培養調試設計的能力。 本書旨在為學習者提供一個全麵、循序漸進的數字電路基礎知識體係，為後續深入研究微處理器、嵌入式係統或數字信號處理打下堅實的基礎。

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這本書的文字錶達風格非常獨特，它不像一本冷冰冰的教材，更像是一位經驗豐富、充滿熱情的導師在與你進行一對一的深度交流。它的邏輯組織極其清晰，每章的知識點都像被精心打磨過的寶石，相互映襯，構建起一座堅固的知識殿堂。我最欣賞的是它對程序結構化和模塊化編程理念的強調。在很多入門書籍中，程序往往寫得像一團亂麻，維護起來簡直是噩夢。而這本書，則用大量的篇幅講解瞭如何使用函數塊（Function Block）來封裝通用邏輯，如何進行規範化的標簽命名和注釋，這對於團隊協作和長期項目維護至關重要。這種對工程規範和軟件工程思想的融入，體現瞭作者極高的專業素養和對工業界最佳實踐的深刻理解。讀完後，我不僅掌握瞭如何讓設備動起來，更重要的是，我學會瞭如何讓設備“動得漂亮、動得持久”。這對於提升個人在工程項目中的價值，是立竿見影的。

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我是一位業餘愛好者，平時喜歡研究一些小型自動化項目，對專業的工業控製軟件一直抱有敬畏之心。這本書之所以能吸引我並讓我堅持讀下來，是因為它成功地架起瞭一座連接“專業知識”與“普通學習者”之間的橋梁。它的前置知識迴顧部分做得極其到位，把一些基礎的數字電路和邏輯運算知識點重新梳理瞭一遍，確保讀者不會因為基礎薄弱而掉隊。更難得的是，它並沒有因此而犧牲深度。書中對模擬量處理，特彆是關於如何精確標定和綫性化傳感器信號的章節，講解得非常細緻入微，甚至連浮點運算的精度問題都做瞭探討。這種“兼顧小白與專傢”的平衡感，是很多技術書籍難以企及的。通過這本書，我不僅敢於嘗試更復雜的控製任務，比如多軸聯動和數據采集，更重要的是，它點燃瞭我對深入探索更高級彆的工業通信和嵌入式係統集成的興趣。這是一本真正能激發學習熱情、引領讀者進入更高階技術領域的優秀著作。

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我是一位在設計院工作多年的老工程師，對傳統繼電器控製方案瞭如指掌，但隨著工業4.0的浪潮襲來，總覺得自己在知識結構上有所欠缺，特彆是對數字化、智能化的控製係統缺乏直觀認識。這本書，說實話，最初我是抱著“查漏補缺”的心態去翻閱的，沒想到卻帶給我巨大的震撼。它的深度和廣度遠遠超齣瞭我的預期。書中對高級編程指令集的闡述，比如網絡通信協議（如Profibus、Ethernet/IP）的應用，以及如何構建分布式控製係統（DCS）的模塊化思維，讓我對現代工業控製的宏大架構有瞭全新的認識。特彆是其中關於故障診斷和高級故障恢復策略的部分，簡直是教科書級彆的嚴謹和實用。它沒有停留在簡單的“能用”層麵，而是深入探討瞭“如何做得更可靠、更高效”。這本書的作者顯然是一位深諳行業痛點的大師，他不僅教你如何寫程序，更教你如何進行係統級的思考和設計。對於我們這些需要負責項目整體架構和維護的老兵來說，這部分內容價值連城，它幫助我迅速完成瞭知識體係的現代化升級。

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這本書簡直是工業控製領域的“聖經”！我作為一名剛入行的電氣工程師，麵對那些復雜的自動化生産綫，常常感到力不從心。這本書的齣現，簡直就是黑暗中的一盞明燈。它沒有上來就堆砌那些晦澀難懂的專業術語，而是用一種非常貼近實際的語言，從最基礎的邏輯電路講起，層層遞進，把PLC（可編程序控製器）的工作原理講得透徹明白。我尤其喜歡它對不同品牌PLC的比較分析，那種深入骨髓的理解，讓我不再對PLC的選擇感到迷茫。書中大量的實例分析，都是從我們實際工作場景中提煉齣來的，比如電機啓停控製、溫度PID調節等等，每一步操作都有詳細的截圖和代碼注釋，簡直是手把手教你。讀完這部分內容，我感覺自己仿佛擁有瞭一把萬能鑰匙，能夠打開任何自動化設備的心髒。它不僅僅是一本技術手冊，更像是一位經驗豐富的老前輩，在你耳邊耳提麵命，讓你少走許多彎路。這本書的排版也很舒服，圖文並茂，閱讀體驗極佳，真正做到瞭理論與實踐的完美結閤，對於想要係統學習自動化控製的人來說，絕對是不可多得的寶藏。

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坦白講，我之前嘗試過幾本市麵上的PLC教程，不是內容太陳舊，就是純粹的理論堆砌，讀起來枯燥乏味，讓人昏昏欲睡。但這本《可編程序控製器》簡直是一股清流。它最吸引我的地方在於其鮮活的案例和極強的實戰性。作者似乎深知讀者最大的痛點——“我學會瞭理論，但實際操作時卻無從下手”。因此，這本書的後半部分簡直像一本“現場急救手冊”。它詳細描述瞭各種常見工業現場的疑難雜癥，比如間歇性通訊中斷、傳感器信號漂移導緻的誤動作等，並提供瞭基於PLC程序邏輯的排查步驟和修復方案。我甚至帶著這本書去車間進行設備維護，書中的某些診斷流程圖簡直比現場的維護手冊還管用。它教會瞭我一種“程序思維”——不是機械地執行指令，而是像偵探一樣去分析數據流和邏輯鏈條。這種培養係統分析能力的教學方法，比單純地背誦指令集要高明得多。強烈推薦給所有需要一綫解決實際問題的技術人員。

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