Programmable Logic Controllers (2nd Edition) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Prentice Hall

作者:James A. Rehg

出品人:

页数:624

译者:

出版时间:2008-08-27

价格:USD 112.20

装帧:Hardcover

isbn号码:9780135048818

丛书系列:

图书标签:

• PLC
• Programmable Logic Controllers
• Industrial Automation
• Control Systems
• Engineering
• Electronics
• Automation
• Robotics
• Manufacturing
• Electrical Engineering

深入探索现代电子设计与制造的基石 图书名称：《数字系统设计与硬件描述语言实践指南》 作者： [虚构作者名，例如：李明、张华] 出版社： [虚构出版社名，例如：精密电子工业出版社] 出版年份： [虚构年份，例如：2023年] --- 内容提要： 本书旨在为电子工程、计算机科学以及相关领域的学生、工程师和技术人员提供一套全面、深入且高度实用的现代数字系统设计与验证的知识体系。它侧重于从基础的逻辑门电路原理出发，系统性地引导读者掌握如何利用硬件描述语言（HDL）——特别是 VHDL 和 Verilog——来高效地设计、仿真、综合和实现复杂的数字电路和系统。 在当今集成电路（IC）设计日益复杂，系统性能要求不断攀升的背景下，传统的纯硬件布线方法已难以为继。本书紧密围绕“基于抽象和硬件描述的自动化设计流程”这一核心理念展开，确保读者不仅理解电路的功能，更能掌握如何将这些功能转化为可被自动化工具高效处理的规范化代码。 全书内容组织严谨，逻辑清晰，通过大量的实例和项目驱动的练习，将理论知识与实际工程应用紧密结合。读者将学习如何构建从基础的组合逻辑电路（如加法器、多路选择器）到复杂的时序逻辑电路（如寄存器、有限状态机FSM），乃至嵌入式系统中的核心模块（如RISC处理器流水线或高速数据通路）。 第一部分：数字逻辑基础与设计方法学 本部分为后续高级主题奠定坚实的理论基础。 第一章：数字逻辑基础回顾与现代设计范式 本章首先回顾了布尔代数、逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, 三态门等）以及标准逻辑族（TTL/CMOS）的特性。随后，重点引入了现代数字设计流程的演变，强调了硬件描述语言在抽象层次、设计复用和可验证性方面带来的革命性变革。讨论了设计层次化、模块化和自顶向下/自底向上的设计策略。 第二章：组合逻辑电路的设计与实现 详细讲解了组合逻辑电路的设计步骤，包括真值表、卡诺图（Karnaugh Map）简化和布尔表达式优化。重点分析了标准元件如译码器、编码器、全加器和乘法器的工作原理。在HDL部分，本书教授如何使用连续赋值语句（`assign`）和过程赋值语句（`always`）来描述组合逻辑，并强调了综合约束在确保代码可综合性方面的重要性，例如避免锁存器（Latch）的意外产生。 第三章：时序逻辑电路与状态机设计 本章深入探讨了存储元件（锁存器与触发器，特别是D触发器和JK触发器）的工作机制及其在同步时序系统中的作用。时序逻辑的设计是数字系统的核心，本章花费大量篇幅讲解了寄存器组、移位寄存器和计数器的构建。核心内容聚焦于有限状态机（FSM）的设计：介绍了Mealy和Moore两种模型的差异、状态编码的最佳实践（如独热码 One-Hot Encoding），以及如何使用HDL精确描述状态转移和输出逻辑。 第二部分：硬件描述语言精通（VHDL与Verilog） 本部分是本书的实践核心，致力于培养读者熟练掌握两种主流HDL。 第四章：VHDL：结构、行为与数据类型 系统介绍VHDL的语言结构，包括实体（Entity）、架构（Architecture）和库的引用。详细解析了VHDL中丰富的预定义和用户自定义数据类型（如`BIT_VECTOR`, `STD_LOGIC_VECTOR`），并重点讲解了`PROCESS`语句在描述时序和组合行为上的应用。通过具体实例展示如何定义和使用配置（Configuration）和组件实例化（Component Instantiation）。 第五章：Verilog：结构化描述与过程并发 本章从Verilog的语言特性入手，介绍其模块结构（`module`, `endmodule`）和端口定义。重点区分了连续赋值（`assign`）和过程块（`initial`, `always`）的使用场景。特别强调了Verilog在并发描述方面的强大功能，以及如何使用不同的敏感度列表（`posedge`, `negedge`, ``）来精确控制硬件行为，同时讨论了Verilog-2001/2005的演进和SystemVerilog的引入。 第六章：高级HDL建模技术与约束 本章超越了基础语法，讲解了如何利用HDL的高级特性来描述复杂的系统级交互。内容包括：如何使用生成（`generate`）语句来参数化设计（例如自动生成大小可变的加法器阵列）；如何利用函数（Function）和任务（Task）进行代码重用；以及如何定义和应用时序约束（Timing Constraints），这是将RTL代码成功映射到物理硬件的关键步骤。 第三部分：系统级设计与验证实践 本部分将读者带入实际的集成电路或FPGA设计流程中。 第七章：同步与异步设计中的挑战 深入分析了多时钟域系统（Multi-Clock Domain）中常见的亚稳态（Metastability）问题。详细讲解了跨时钟域信号传输（CDC）的常用同步电路，如握手协议、异步FIFO的设计原理与HDL实现。此外，还探讨了时钟域交叉的风险评估和消除技术。 第八章：测试平台（Testbench）的构建与仿真 理论设计必须经过严格验证。本章详尽介绍了如何使用HDL本身或专业的仿真语言（如SystemVerilog中的UVM基础概念）来构建验证环境。重点教授如何编写高效的激励生成器、响应检查器和时序/功能验证的自动化流程。讲解了波形查看、覆盖率分析等关键的仿真调试技术。 第九章：从RTL到门级网表：综合与布局布线概述 本章将设计流程延伸至后端。解释了逻辑综合（Logic Synthesis）的过程，即如何将高层次的HDL代码转换为目标工艺库中的标准单元（Standard Cells）。阐述了静态时序分析（STA）的基本原理，即如何通过检查关键路径的时序裕度来保证系统在目标频率下稳定运行。最后，简要介绍了布局布线（Place and Route）对最终物理实现的影响。 第十章：应用实例：简单处理器数据通路设计 作为综合实践，本章引导读者设计一个简化版的ALU（算术逻辑单元）和一个小型指令译码器，并将其集成到一个基础的单周期RISC处理器数据通路模型中。通过这一大型项目，读者可以综合运用之前所学的HDL建模、FSM设计和系统集成知识。 --- 本书特色： 1. 工具与语言并重： 不局限于理论推导，而是将VHDL和Verilog作为核心设计工具进行深度讲解。 2. 强调可综合性： 从第一章开始就融入了“如何写出能被硬件实现的HDL代码”的理念，避免了纯粹的仿真级建模陷阱。 3. 工程导向： 大量的章节聚焦于实际工程中遇到的难题，如时序收敛、跨时钟域通信和验证策略。 4. 层次化结构： 从基础门电路到复杂的系统级数据通路，知识点层层递进，结构清晰，适合不同阶段的读者。 目标读者： 电子信息工程、微电子学、计算机工程等专业本科生及研究生。 从事ASIC/FPGA设计、嵌入式系统开发和数字电路验证的工程师。 希望系统学习现代数字设计流程的行业技术人员。

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这本书的标题是 Programmable Logic Controllers (2nd Edition)，一本关于可编程逻辑控制器（PLC）的经典教材。作为一名初涉自动化领域的学生，我怀着极大的兴趣和一丝忐忑翻开了它。从封面到扉页，一切都透露着严谨与专业。我并非是那种在工厂车间里摸爬滚打多年的老手，而是一个渴望将理论知识转化为实践能力的学习者。因此，我对于技术书籍的需求，更多的是清晰的逻辑、易懂的解释以及能够激发思考的深度。这本书的第二版，据说是经过了更新和修订，这让我对它能否跟上时代发展的步伐抱有更高的期待。我希望它不仅仅是一本枯燥的教科书，更是一本能够引领我穿越PLC复杂世界的向导。

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作为一个在校的工程专业学生，我对自动化技术一直充满好奇，特别是PLC在现代工业生产中所扮演的关键角色。在选修了相关课程后，我意识到理论知识的学习是必不可少的，而一本权威且内容翔实的教材，更是事半功倍。我之所以对《Programmable Logic Controllers (2nd Edition)》这本书情有独钟，很大程度上是因为它在学术界和工业界都享有很高的声誉，被广泛认为是学习PLC的首选读物之一。我希望通过阅读这本书，能够系统地掌握PLC的基础理论、硬件组成、软件编程以及实际应用中的一些常见问题和解决方法，为我未来的毕业设计和职业发展打下坚实的基础。

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在我开始对自动化控制产生兴趣之前，我对PLC的认知几乎为零。我所能想象到的“控制”，大多停留在简单的开关和继电器层面。然而，随着我接触到更多关于工业4.0、智能制造等前沿概念，我意识到传统控制方式已经远远不能满足现代工业的需求。PLC作为实现自动化控制的核心设备，其重要性不言而喻。因此，我渴望找到一本能够系统性介绍PLC知识的书籍，而《Programmable Logic Controllers (2nd Edition)》这本书的书名，立刻吸引了我的目光。我期待它能够像一位经验丰富的导师，为我揭示PLC的神秘面纱，让我从零开始，逐步理解它的工作原理和编程逻辑。

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作为一名对信息技术和物理世界交叉领域充满热情的研究生，我一直对工业自动化，特别是PLC技术的发展趋势非常关注。PLC作为工业控制的核心，其技术的演进直接关系到智能制造和工业互联网的未来。在寻找能够深入研究PLC的学术资源时，《Programmable Logic Controllers (2nd Edition)》这本书凭借其经典地位和内容更新，成为了我的首选。我希望这本书不仅能够提供坚实的理论基础，还能够触及一些关于PLC的最新发展，例如在网络化、智能化方面的应用，以及与大数据、人工智能等技术的结合。我期待它能为我的研究提供有力的支撑，启发新的研究思路。

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在工程实践中，PLC的应用范围之广，几乎涵盖了所有需要自动化控制的工业场景。我曾经在工作中遇到过一些与PLC相关的技术难题，虽然通过查阅资料和请教同事得以解决，但总感觉自己的知识体系存在一些“盲点”。我渴望拥有一本能够系统梳理PLC知识的书籍，填补我在理论和实践之间的鸿沟。《Programmable Logic Controllers (2nd Edition)》这本书，给我一种权威而全面的感觉。我期待它不仅能够详细阐述PLC的基本原理和编程技巧，更希望它能够提供一些在实际工程中可能遇到的典型应用案例，以及解决这些案例的思路和方法，让我能够更自信地应对工作中的挑战。

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我对PLC的初步了解，源于一次参观自动化工厂的经历。看着那些流畅运行的生产线，精密的机械臂，以及指示灯在操作面板上此起彼伏地闪烁，我深深地被这种“看不见的智能”所吸引。我开始思考，是什么在背后默默地驱动着这一切？PLC，这个词汇开始在我脑海中留下深刻的印象。我了解到，PLC是实现这一切自动化的“大脑”。因此，我迫切地想找到一本能够让我深入理解PLC的书籍。《Programmable Logic Controllers (2nd Edition)》这个标题，无疑是我寻觅之旅中的一个重要目标。我期望它能够从最基础的电气控制原理讲起，逐步引导我理解PLC的硬件结构、指令系统，以及如何通过编程实现复杂的控制逻辑。

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作为一名在职的工程师，我深知技术更新换代的速度之快。尤其是在自动化领域，新技术、新应用层出不穷。我目前的工作中，虽然接触到一些自动化设备，但对PLC的理解仍然停留在比较表面的层面。我希望能通过一本专业书籍，系统地提升自己在这方面的知识和技能。《Programmable Logic Controllers (2nd Edition)》这个标题，首先让我觉得它是一本比较经典的、经过市场检验的教材。第二版的更新，也让我看到了它在内容上与时俱进的努力。我希望这本书能够提供扎实的理论基础，同时也能包含一些现代PLC应用的实例，让我能够更好地将所学知识应用于实际工作中，解决实际问题。

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当我开始接触工业自动化领域时，“PLC”这个词汇就如同一个闪耀的灯塔，指引着我对这个神秘世界的探索。我了解到，PLC是现代工业的“神经系统”，是实现生产线自动化和智能化的关键。然而，对于初学者来说，PLC的世界充满了各种术语和复杂的概念。我急切地需要一本能够为我拨开迷雾的书籍。《Programmable Logic Controllers (2nd Edition)》这个书名，给我一种严谨、权威的感觉。我期望它能够从最基础的电气原理开始，循序渐进地讲解PLC的硬件组成、工作流程、以及各种编程语言。我更希望它能够包含一些实际应用案例，让我能够更好地理解理论知识在实际生产中的运用。

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我是一名对电子工程和自动化领域充满好奇的爱好者，尽管我目前并没有直接从事与PLC相关的工作，但我一直对其在现代工业中的重要作用感到着迷。我经常在网上浏览关于工业自动化的信息，PLC出现的频率之高，让我意识到深入了解它的必要性。我喜欢从基础学起，逐步构建自己的知识体系。因此，我对于《Programmable Logic Controllers (2nd Edition)》这本书抱有很高的期望。我希望它能够用清晰易懂的语言，解释PLC的基本概念，如输入/输出模块、CPU、内存等，并逐步引导我理解其指令集，以及如何编写简单的PLC程序来实现各种控制功能。

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第一次接触到“可编程逻辑控制器”这个概念，是在一次关于工业自动化的讲座上。当时，主讲人提到了PLC在现代制造业中的核心地位，以及它如何赋能生产线的智能化和高效化。然而，仅仅是概念性的介绍，对于像我这样的初学者来说，未免有些太空泛。我急切地需要一本能够深入浅出地讲解PLC原理、工作方式、以及编程语言的书籍。当我看到《Programmable Logic Controllers (2nd Edition)》这本书的书名时，我的内心是兴奋的。我知道，这可能正是我所寻找的那本能够为我打开PLC大门的钥匙。我期待它能够从最基础的电气原理讲起，逐步深入到PLC的内部架构、指令集、以及实际应用场景。

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