具体描述
本书以我国目前应用最广泛的三种高性能小型机为背景，系统地阐述了可编程控制器的结构、工作原理、硬件和软件系统以及PLC控制系统从设计、安装到维护的过程，并对PLc的组网技术进行了详细介绍。本书内容新颖，深入浅出，语言通俗易懂，注重理论联系实际。通过实例，详细地介绍了PLC在不同行业中的具体应用。在编写形式上，注重理论与实践的结合，不但在各章节适时插入实例，使读者加深理解和掌握具体内容，而且以PLC综合应用举例作为第7章的内容，以便于读者参考和提高综合应用可编程控制器的能力。
本书可作为高等院校机电一体化专业、自动化专业、电气技术专业及其他相关专业的教材，也可作为广大工程技术人员的参考用书。
好的，这是一份不包含“可编程控制器原理与应用”内容的图书简介。 --- 书名：现代嵌入式系统设计与实践 简介： 在当前科技飞速发展的时代，嵌入式系统已渗透到我们生活的方方面面，从智能家居设备到工业自动化控制，再到尖端的医疗仪器和航空航天技术。它们是连接物理世界与数字世界的桥梁，是实现万物互联（IoT）的核心基石。《现代嵌入式系统设计与实践》一书，旨在为读者提供一个全面、深入且兼具前沿性的嵌入式系统知识体系，重点关注当前主流的微控制器架构、实时操作系统（RTOS）的应用、先进的通信协议栈以及系统级的功耗优化与安全设计。 本书的编排逻辑遵循从基础理论到高级应用的递进路径。首先，我们将系统地回顾嵌入式系统的基本概念、发展历程及其在不同行业中的应用场景，帮助读者建立宏观的认知框架。随后，本书将深入剖析当前业界最流行的几类处理器内核，包括基于ARM Cortex-M系列的高性能微控制器，以及RISC-V架构作为新兴力量的崛起。我们不仅讲解这些内核的指令集架构特点、存储器管理单元（MMU/MPU）的配置，还将详细阐述中断处理机制、低功耗模式的编程技巧，以及如何有效地进行流水线优化以提升执行效率。 在硬件接口层面，本书强调实践操作的重要性。我们将详尽介绍嵌入式系统工程师日常工作中必须掌握的关键外设：通用异步收发传输器（UART）、SPI、I2C、CAN总线，以及用于数据采集的高精度模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的精确配置与应用。特别值得一提的是，针对新兴的物联网应用场景，本书用大量篇幅讲解了如何集成和编程基于Wi-Fi、蓝牙低功耗（BLE）以及LoRa等无线通信模块，包括协议栈的选型、数据包的封装与解包，以及网络安全（如TLS/SSL握手过程）在嵌入式层面的实现细节。 实时性与并发控制：RTOS的精髓 对于任何对实时性有严格要求的嵌入式应用，如机器人控制或工业监控，理解和应用实时操作系统（RTOS）是不可或缺的技能。《现代嵌入式系统设计与实践》将RTOS作为核心章节进行深入探讨。我们将以FreeRTOS和Zephyr等主流RTOS为例，详细讲解任务管理、进程间通信（IPC）机制（如消息队列、信号量、互斥锁），以及调度算法（如抢占式、时间片轮转）。本书特别关注实时系统的设计陷阱，例如死锁的识别与避免、优先级反转问题的解决方案，以及如何利用RTOS提供的工具链进行精确的时序分析和性能调优。此外，对于需要更高确定性的应用，本书也触及了时间触发（TT）架构的初步概念。 软件工程与系统级设计 现代嵌入式项目往往涉及多人协作和长生命周期的维护，因此，良好的软件工程实践至关重要。本书超越了纯粹的硬件驱动编写，转向关注软件架构设计。我们将介绍分层驱动模型（HAL层、板级支持包BSP层），并探讨面向对象设计原则（如依赖注入）在C/C++语言的嵌入式环境中的具体落地方法。版本控制系统（Git）在嵌入式项目中的高级用法，如分支策略和代码审查流程，也被纳入其中。 在固件的生命周期管理方面，本书提供了关于启动代码（Bootloader）的详细分析，包括从ROM到RAM的加载过程、固件的安全验证机制。同时，针对产品迭代，我们详细讲解了空中下载（OTA）更新机制的设计，包括如何实现分区的原子更新、回滚机制的构建，以及确保更新过程中系统不被意外破坏的策略。 前沿趋势：安全、能耗与边缘计算 面对日益严峻的网络安全挑战，嵌入式系统的安全设计已从可选项变为必需项。《现代嵌入式系统设计与实践》投入大量篇幅讲解“安全启动”（Secure Boot）的实现流程，密码学基础在嵌入式设备中的应用，如硬件加速的AES/SHA算法使用。此外，我们探讨了可信执行环境（TEE）的概念，以及如何在资源受限的微控制器上部署轻量级安全协议。 能耗优化是移动和电池供电设备的关键瓶颈。本书系统地梳理了系统级的功耗分析方法，包括如何使用示波器和功耗分析仪进行准确测量。我们将讲解动态电压和频率调节（DVFS）、时钟门控、以及对不同外设和内存的深度睡眠策略，并提供基于实际案例的优化蓝图。 最后，本书展望了嵌入式系统向边缘计算（Edge Computing）发展的趋势。我们介绍了如何利用如TensorFlow Lite Micro等轻量级机器学习框架，在嵌入式设备上部署本地推理模型，从而实现设备端的智能决策，减少对云端的依赖。这部分内容将帮助读者理解如何平衡计算能力、实时性和功耗之间的复杂关系。 目标读者 本书内容深度适中，结构严谨，非常适合以下人群： 1. 电子工程、计算机科学与技术、自动化等相关专业的本科高年级学生和研究生。 2. 致力于从事物联网（IoT）产品开发、消费电子、工业控制领域的初、中级嵌入式软件工程师。 3. 希望系统性地学习现代嵌入式系统设计方法论，并掌握前沿技术实践的专业技术人员。 通过本书的学习，读者将不仅掌握编写驱动程序的技能，更能够从系统架构的层面理解和设计出高性能、高可靠性且面向未来的嵌入式解决方案。
作者简介
目录信息
第1章 可编程控制器初步
1.1 可编程控制器的起源与发展
1.2 可编程控制器构成及工作原理
1.2.1 可编程控制器构成
1.2.2 可编程控制器工作原理
1.3 三菱FX2系列可编程控制器
1.4 一个简单的开关量控制应用实例
1.4.1 继电器控制电路
1.4.2 输入/输出分配
1.4.3 程序设计
1.4.4 系统安装与调试
本章小结
习题及思考题
第2章 可编程控制器基本指令的应用
2.1 三相交流异步电动机的正反转控制
2.1.1 控制任务分析
2.1.2 相关基本指令
2.1.3 输入/输出分配
2.1.4 程序设计
2.1.5 系统安装与调试
2.2 流水灯控制
2.2.1 控制任务及分析
2.2.2 相关基础知识
2.2.3 输入/输出分配
2.2.4 程序设计
2.2.5 系统安装与调试
2.3 电动机的单按钮开关控制
2.3.1 控制任务分析
2.3.2 相关基础知识
2.3.3 输入/输出分配
2.3.4 程序设计
2.3.5 系统安装与调试
2.4 小车自动往返控制
2.4.1 控制任务分析
2.4.2 相关基础知识
2.4.3 输入/输出分配
2.4.4 程序设计
2.4.5 系统安装与调试
本章小结
习题及思考题
第3章 可编程控制器步进指令的应用
3.1 全自动洗衣机控制
3.1.1 控制任务分析
3.1.2 相关基础知识
3.1.3 输入/输出分配
3.1.4 程序设计
3.1.5 系统安装与调试
3.2 大小球分类控制
3.2.1 控制任务分析
3.2.2 相关基础知识
3.2.3 输入/输出分配
3.2.4 程序设计
3.2.5 系统安装与调试
3.3 十字路口交通信号灯控制
3.3.1 控制任务分析
3.3.2 相关基础知识
3.3.3 输入/输出分配
3.3.4 程序设计
3.3.5 系统安装与调试
3.4 机械手控制
3.4.1 控制任务分析
3.4.2 相关基础知识
3.4.3 输入/输出分配
3.4.4 程序设计
3.4.5 系统安装与调试
本章小结
习题及思考题
第4章 可编程控制器功能指令的应用
4.1 花式喷泉控制
4.1.1 控制任务及分析
4.1.2 相关基础知识
4.1.3 输入／输出分配
4.1.4 程序设计
4.1.5 系统安装与调试
4.2 步进电动机控制
4.2.1 控制任务及分析
4.2.2 相关基础知识
4.2.3 输入／输出分配
4.2.4 程序设计
4.2.5 系统安装与调试
4.3 广告牌饰灯控制
4.3.1 控制任务及分析
4.3.2 相关基础知识
4.3.3 输入／输出分配
4.3.4 程序设计
4.3.5 系统安装与调试
4.4 小车多工位运料控制
4.4.1 控制任务及分析
4.4.2 相关基础知识
4.4.3 输入／输出分配
4.4.4 程序设计
4.4.5 系统安装与调试
4.5 自动售货机控制
4.5.1 控制任务及分析
4.5.2 相关基础知识
4.5.3 输入／输出分配
4.5.4 程序设计
4.5.5 系统安装与调试
本章小结
习题及思考题
第5章 可编程控制器的综合应用
5.1 PLC在传统机床电路电气改造中的应用
5.1.1 控制任务分析
5.1.2 相关基础知识
5.1.3 输入／输出分配
5.1.4 程序设计
5.1.5 程序输入与模拟调试
5.1.6 系统安装与总调
5.2 PLC在交流双速电梯中的应用
5.2.1 控制任务分析
5.2.2 相关基础知识
5.2.3 输入／输出分配
5.2.4 程序设计
5.2.5 程序输入与模拟调试
5.2.6 系统安装与总调
本章小结
附录A FX2系列PLC基本性能
附录B FX2系列PLC基本机能
附录C FX2系列PLC一般规格
附录D FX2系列PLC电源规格
附录E FX2系列PLC输入规格
附录F FX2系列PLC输出规格
附录G FX2系列PLC模拟量输入／输出单元规格
附录H FX2系列PLC扩展单元模块规格
附录I FX2系列PLC特殊功能单元规格
附录J FX2系列PLC特殊功能元件功能表
附录K FX2系列PLC错码一览表
参考文献
· · · · · · (收起)
1.1 可编程控制器的起源与发展
1.2 可编程控制器构成及工作原理
1.2.1 可编程控制器构成
1.2.2 可编程控制器工作原理
1.3 三菱FX2系列可编程控制器
1.4 一个简单的开关量控制应用实例
1.4.1 继电器控制电路
1.4.2 输入/输出分配
1.4.3 程序设计
1.4.4 系统安装与调试
本章小结
习题及思考题
第2章 可编程控制器基本指令的应用
2.1 三相交流异步电动机的正反转控制
2.1.1 控制任务分析
2.1.2 相关基本指令
2.1.3 输入/输出分配
2.1.4 程序设计
2.1.5 系统安装与调试
2.2 流水灯控制
2.2.1 控制任务及分析
2.2.2 相关基础知识
2.2.3 输入/输出分配
2.2.4 程序设计
2.2.5 系统安装与调试
2.3 电动机的单按钮开关控制
2.3.1 控制任务分析
2.3.2 相关基础知识
2.3.3 输入/输出分配
2.3.4 程序设计
2.3.5 系统安装与调试
2.4 小车自动往返控制
2.4.1 控制任务分析
2.4.2 相关基础知识
2.4.3 输入/输出分配
2.4.4 程序设计
2.4.5 系统安装与调试
本章小结
习题及思考题
第3章 可编程控制器步进指令的应用
3.1 全自动洗衣机控制
3.1.1 控制任务分析
3.1.2 相关基础知识
3.1.3 输入/输出分配
3.1.4 程序设计
3.1.5 系统安装与调试
3.2 大小球分类控制
3.2.1 控制任务分析
3.2.2 相关基础知识
3.2.3 输入/输出分配
3.2.4 程序设计
3.2.5 系统安装与调试
3.3 十字路口交通信号灯控制
3.3.1 控制任务分析
3.3.2 相关基础知识
3.3.3 输入/输出分配
3.3.4 程序设计
3.3.5 系统安装与调试
3.4 机械手控制
3.4.1 控制任务分析
3.4.2 相关基础知识
3.4.3 输入/输出分配
3.4.4 程序设计
3.4.5 系统安装与调试
本章小结
习题及思考题
第4章 可编程控制器功能指令的应用
4.1 花式喷泉控制
4.1.1 控制任务及分析
4.1.2 相关基础知识
4.1.3 输入／输出分配
4.1.4 程序设计
4.1.5 系统安装与调试
4.2 步进电动机控制
4.2.1 控制任务及分析
4.2.2 相关基础知识
4.2.3 输入／输出分配
4.2.4 程序设计
4.2.5 系统安装与调试
4.3 广告牌饰灯控制
4.3.1 控制任务及分析
4.3.2 相关基础知识
4.3.3 输入／输出分配
4.3.4 程序设计
4.3.5 系统安装与调试
4.4 小车多工位运料控制
4.4.1 控制任务及分析
4.4.2 相关基础知识
4.4.3 输入／输出分配
4.4.4 程序设计
4.4.5 系统安装与调试
4.5 自动售货机控制
4.5.1 控制任务及分析
4.5.2 相关基础知识
4.5.3 输入／输出分配
4.5.4 程序设计
4.5.5 系统安装与调试
本章小结
习题及思考题
第5章 可编程控制器的综合应用
5.1 PLC在传统机床电路电气改造中的应用
5.1.1 控制任务分析
5.1.2 相关基础知识
5.1.3 输入／输出分配
5.1.4 程序设计
5.1.5 程序输入与模拟调试
5.1.6 系统安装与总调
5.2 PLC在交流双速电梯中的应用
5.2.1 控制任务分析
5.2.2 相关基础知识
5.2.3 输入／输出分配
5.2.4 程序设计
5.2.5 程序输入与模拟调试
5.2.6 系统安装与总调
本章小结
附录A FX2系列PLC基本性能
附录B FX2系列PLC基本机能
附录C FX2系列PLC一般规格
附录D FX2系列PLC电源规格
附录E FX2系列PLC输入规格
附录F FX2系列PLC输出规格
附录G FX2系列PLC模拟量输入／输出单元规格
附录H FX2系列PLC扩展单元模块规格
附录I FX2系列PLC特殊功能单元规格
附录J FX2系列PLC特殊功能元件功能表
附录K FX2系列PLC错码一览表
参考文献
· · · · · · (收起)
读后感
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