可編程控製器原理及應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:化學工業齣版社

作者:王曉軍

出品人:

頁數:175

译者:

出版時間:2007-8

價格:19.50元

裝幀:

isbn號碼:9787122002778

叢書系列:

圖書標籤:

• PLC
• 可編程控製器
• 工業自動化
• 電氣控製
• 單片機
• 傳感器
• 執行器
• 編程
• 技術
• 應用

現代電子係統設計與實現 內容概述： 本書深入探討瞭現代電子係統設計的核心原理、關鍵技術與實際應用。全書內容係統、邏輯清晰，旨在為讀者提供一套全麵而實用的電子係統構建方法論。 第一部分：基礎理論與元件特性 本部分首先迴顧瞭電子工程領域的基礎知識，包括半導體物理學在器件層麵的應用、電路理論的進階分析方法，以及電磁兼容性（EMC）的基本原則。 1. 信號與係統分析的深化： 詳細介紹瞭傅裏葉分析、拉普拉斯變換在非綫性係統分析中的應用，以及數字信號處理（DSP）的基礎算法，如快速傅裏葉變換（FFT）及其在時頻分析中的重要性。 2. 有源與無源元件的高精度建模： 聚焦於現代集成電路（IC）中的關鍵元件，如高頻/高速晶體管、射頻開關、低噪聲放大器（LNA）等，闡述瞭其非理想特性對係統性能的影響。同時，對新型儲能元件（如固態電解電容、超級電容）的充放電特性和壽命模型進行瞭深入分析。 3. 電源管理與拓撲結構： 闡述瞭從分布式電源到集中式電源架構的演變，詳細分析瞭開關模式電源（SMPS）的各種拓撲結構（如Buck、Boost、Flyback、LLC諧振變換器）的工作原理、效率優化方法及瞬態響應控製策略。重點討論瞭低電壓差綫性穩壓器（LDO）在噪聲敏感電路中的應用。 第二部分：嵌入式係統架構與軟件實現 本部分將理論知識轉化為實際係統的構建能力，重點關注嵌入式處理器的選型、係統級集成與固件開發。 4. 微處理器與微控製器選型標準： 對主流處理器架構（如ARM Cortex-A/R/M係列、RISC-V）的流水綫設計、內存管理單元（MMU/MPU）的功能及其在實時操作係統（RTOS）環境下的性能影響進行瞭對比分析。探討瞭異構計算，如GPU、FPGA在加速特定計算任務中的作用。 5. 實時操作係統（RTOS）與任務調度： 深入講解瞭多任務係統的設計挑戰，包括任務間通信（IPC）、同步機製（信號量、互斥鎖、消息隊列）的正確使用，以及實時性保證的關鍵技術，如優先級反轉的預防和解決。 6. 硬件描述語言與邏輯綜閤： 針對需要定製化硬件加速的係統，本章提供瞭VHDL和Verilog語言的基礎語法迴顧，重點在於有限狀態機（FSM）的設計範式，以及如何利用綜閤工具將RTL代碼映射到FPGA或ASIC的邏輯單元上。 第三部分：高速通信與接口技術 電子係統不再孤立存在，高效、可靠的數據交換是現代係統的核心需求。 7. 物理層（PHY）設計與信道均衡： 詳細分析瞭高速串行通信鏈路（如PCIe、Ethernet、USB 3.x/4.0）的物理層挑戰，包括信號完整性（SI）、電源完整性（PI）的評估方法。探討瞭串聯均衡器（CTLE, DFE）在補償信道損耗中的作用。 8. 傳感器接口與數據采集係統（DAS）： 重點講解瞭模數轉換器（ADC）和數模轉換器（DAC）的關鍵參數（有效位數ENOB、有效動態範圍ENBW、采樣率）的選擇標準。討論瞭Sigma-Delta ($Sigma-Delta$) 調製器和流水綫ADC在不同精度要求下的適用性。 9. 無綫通信基礎模塊集成： 介紹瞭低功耗廣域網（LPWAN，如LoRa, NB-IoT）和短距離通信（如藍牙Mesh, Wi-Fi 6）的協議棧概覽，以及射頻前端（RFFE）電路中功率放大器（PA）和低噪聲放大器（LNA）的阻抗匹配與綫性化技術。 第四部分：係統集成、測試與驗證 一個成功的電子産品不僅要求功能實現，更要求可靠性、可製造性和可維護性。 10. 印刷電路闆（PCB）設計的高級考量： 超越基礎布局布綫，本章深入探討瞭多層闆的疊層設計、阻抗控製綫的精確設計、過孔的電磁效應分析，以及散熱管理（熱阻計算與散熱器選型）。 11. 故障診斷與可觀測性設計： 講解瞭如何在設計初期嵌入測試邏輯，如邊界掃描（JTAG）的應用、內置自測試（BIST）的實現。討論瞭使用邏輯分析儀、示波器進行復雜波形捕獲與調試的專業技巧。 12. 功能安全與冗餘設計： 引入瞭功能安全標準（如IEC 61508/ISO 26262）的基本概念，探討瞭硬件冗餘策略（如雙核鎖步、投票機製）在提高係統容錯率方麵的工程實踐。 全書結閤大量工程案例和仿真數據，力求構建從底層元件特性到頂層係統架構的完整知識體係，幫助工程師和高級技術人員掌握現代電子産品從概念到量産的全過程設計能力。

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這本書的配套資源和售後服務體係也做得非常齣色，這極大地提升瞭整體的學習體驗。我特彆提一下隨書附帶的虛擬仿真軟件，它的界麵設計極其逼真，幾乎完全模擬瞭真實PLC的編程環境和I/O響應速度。這意味著即使我暫時無法接觸到昂貴的實體設備，也能通過這個軟件進行大量的試錯和調試練習，而不用擔心燒毀硬件。更重要的是，作者似乎建立瞭一個活躍的讀者社區，我在嘗試一個高級功能時遇到瞭一個非常晦澀的編譯錯誤，在論壇上提問不到半天，就得到瞭官方技術人員的詳盡解答，這效率著實驚人。這種“軟硬結閤”的學習支持模式，充分考慮到瞭不同學習階段讀者的實際需求，保證瞭知識吸收的完整性和即時反饋，使得學習過程中的卡頓和挫敗感大大降低。

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我得說，這本書的理論深度和廣度都超齣瞭我的預期，它絕非那種隻停留在錶麵概念的入門讀物。作者在深入剖析不同品牌PLC的底層工作原理時，展現瞭紮實的學術功底。特彆是關於中斷服務程序的處理機製、周期性掃描程序的執行順序，這些細節在很多同類書籍中往往是一筆帶過，但這本書卻進行瞭細緻入微的解析，甚至還探討瞭不同指令集的優化策略。這種對底層邏輯的透徹把握，對於想要從事係統集成或者編寫高性能控製程序的人來說，無疑是極其寶貴的財富。閱讀過程中，我常常需要停下來，反復研讀那些關於定時器和計數器精確時間差計算的部分，它提供的數學模型和推導過程嚴謹而富有啓發性，讓我對數字邏輯有瞭更深層次的理解。這本書的價值，在於它不僅教你“怎麼做”，更教會你“為什麼這樣做是最好的”。

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這本書的敘事風格非常引人入勝，讀起來一點也不像在啃一本技術手冊。作者似乎非常擅長用講故事的方式來闡述技術難點，讓原本冷冰冰的電氣工程知識變得有血有肉。例如，在介紹故障診斷和排除時，作者虛構瞭一係列在真實工廠中可能遇到的緊急情況，然後以第一人稱的視角，一步步展示瞭如何利用書中的知識快速定位問題、解決危機。這種“情景教學法”極大地增強瞭代入感，使我能夠在閱讀的同時，模擬工程師的思維模式。這本書的語言流暢自然，術語的引入和解釋都恰到好處，沒有那種生硬的、翻譯腔的拗口錶達。它更像是一位經驗豐富的老工程師，坐在你身邊，耐心、友善地傳授他多年積纍的“江湖經驗”，讀完後感覺自己不僅掌握瞭技術，還收獲瞭一份寶貴的職業素養。

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從內容的前瞻性來看，這本書無疑走在瞭行業前沿。它沒有固步自封於傳統的繼電器邏輯和簡單的定時控製，而是花費瞭大量篇幅來介紹當前工業界關注的焦點，比如工業物聯網（IIoT）的接口標準、基於OPC UA的通信協議解析，以及如何將PLC數據無縫集成到雲端分析平颱。這對於我們這些希望職業技能不落伍的工程師來說，簡直是雪中送炭。特彆值得稱贊的是，書中對網絡安全在控製係統中的應用也進行瞭初步探討，提齣瞭很多值得深思的安全防護建議，這在很多傳統教材中是看不到的盲區。這本書讓我意識到，未來的自動化工程師不僅僅是設備的操作員，更是數據流的架構師。它成功地拓寬瞭我的技術視野，讓我對未來工業控製的發展方嚮有瞭更清晰的規劃和準備。

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這本書的排版和插圖設計實在是令人眼前一亮，不同於我以往接觸的那些教科書，它在視覺上就給人一種親切感。清晰的圖例和精心設計的流程圖，讓那些原本抽象的控製邏輯變得直觀易懂。我尤其欣賞作者在講解復雜概念時，總能找到恰到好處的比喻。比如在解釋狀態轉移時，用生活中的交通信號燈變化來舉例，簡直是神來之筆，讓我一下子就抓住瞭核心。而且，書中的代碼示例非常貼近實際工程應用，不僅僅是理論的堆砌，而是真正能指導實踐的“操作指南”。即便是初學者，對照著書中的步驟一步步操作，也能很快在實驗颱上搭建起一個小型控製係統。這種注重實踐的編寫風格，極大地提升瞭學習的樂趣和效率，讓我不再覺得學習PLC是一件枯燥乏味的事情，反而充滿瞭探索的欲望。書中的章節結構安排也很有條理，從基礎的硬件介紹到復雜的網絡通信，層層遞進，讓人感覺每一步學習都是堅實可靠的。

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