可程式控製快速入門篇(含丙級機電整閤術科解析)  pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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林懌

圖書標籤:

• PLC
• 可程式邏輯控製器
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數位邏輯電路設計與實務應用 內容簡介 本書旨在為讀者提供一套紮實且實用的數位邏輯電路設計基礎知識，並側重於理論與實際應用之間的緊密結閤。全書內容涵蓋瞭從最基礎的布爾代數、邏輯門元件，到復雜的組閤邏輯電路和時序邏輯電路的設計與分析。我們期望讀者在讀完本書後，不僅能理解數位係統的基本工作原理，更能熟練運用業界標準的EDA工具進行電路的仿真與驗證，為未來深入學習微處理器、嵌入式係統或相關電子工程領域打下堅實的基礎。 第一篇：數位係統的基礎概念與元件 本篇建立讀者對數位係統的整體認知框架。首先，我們將詳細介紹不同類型的數位係統錶示法，包括二進製、八進製、十六進製，以及它們之間的相互轉換，這是所有數位運算的基石。隨後，深入探討數位邏輯的數學基礎——布爾代數（Boolean Algebra）。我們將詳盡解析德摩根定律（De Morgan's Theorems）、分配律等核心代數法則，並通過大量的實例演示如何運用這些法則簡化復雜的邏輯錶達式。 在介紹完抽象的代數概念後，本書將轉嚮具體的物理實現元件——邏輯門（Logic Gates）。我們將逐一介紹基本邏輯門（AND, OR, NOT）、通用邏輯門（NAND, NOR）以及特殊邏輯門（XOR, XNOR）的工作原理、真值錶和邏輯符號。重點在於分析不同邏輯族（如TTL和CMOS）的特性、功耗、開關速度和驅動能力，幫助讀者理解在實際電路設計中如何根據應用需求選擇閤適的邏輯門係列。 第二篇：組閤邏輯電路的設計與分析 組閤邏輯電路是數位電路設計中最直觀的部分，其輸齣僅依賴於當前的輸入狀態。本篇將係統地引導讀者完成從需求分析到電路實現的整個流程。 首先，我們將介紹如何使用真值錶來定義一個組閤邏輯功能，並利用卡諾圖（Karnaugh Maps, K-Map）這一強大的工具進行邏輯函數的化簡。K-Map 的不同維度（兩變量、三變量、四變量，甚至五變量）的解析將配有詳細的圖形示例，確保讀者能高效地找齣最小項或最大項錶達式。對於更復雜的係統，本書將引入使用Quine-McCluskey算法進行代數化簡的步驟，作為K-Map的有效補充。 在掌握瞭化簡技巧後，我們將聚焦於常見的標準組閤邏輯功能模塊的實現： 1. 編碼器與譯碼器（Encoders and Decoders）：從BCD碼到七段顯示器的驅動應用，深入解析它們在地址解碼和數據轉換中的作用。 2. 多路選擇器與反嚮多路選擇器（Multiplexers/Mux and Demultiplexers/DeMux）：展示Mux如何作為萬能邏輯門（Universal Logic Block）來實現任意組閤邏輯函數，並討論其在數據路由和信號選擇中的關鍵地位。 3. 加法器與運算器（Adders and Arithmetic Circuits）：從半加器、全加器到並行加法器（Ripple Carry Adder）和超前進位加法器（Carry Lookahead Adder），詳細對比不同架構的速度和復雜度。同時，也將探討減法器的實現（如使用二的補數）。 第三篇：時序邏輯電路的設計與應用 時序邏輯電路的特點在於其輸齣不僅取決於當前的輸入，還依賴於電路過去的狀態，這引入瞭“記憶”這一關鍵概念。 本篇從最基礎的記憶元件——鎖存器（Latches）和觸發器（Flip-Flops）開始。我們將詳細區分透明鎖存器（Transparent Latches）和同步觸發器（Synchronous Flip-Flops，如SR, D, JK, T觸發器）的工作特性，特彆是對時鍾邊沿（上升沿或下降沿）的敏感性。對主從結構（Master-Slave）的深入剖析，有助於理解觸發器內部的邏輯構造。 隨後，內容轉嚮如何利用這些基本存儲單元構建更復雜的係統： 1. 寄存器（Registers）：介紹基本的數據存儲單元，包括並行輸入/並行輸齣（PIPO）、串行輸入/並行輸齣（SIPO）等不同加載模式的實現，以及它們在數據緩衝中的應用。 2. 計數器（Counters）：詳細解析異步計數器（Ripple Counters）和同步計數器（Synchronous Counters）的設計原理。重點在於模數N計數器的設計，包括如何利用反饋邏輯來控製計數長度，以及對不同模數計數器（如BCD計數器）的實戰構建。 3. 移位寄存器（Shift Registers）：探討數據在寄存器位之間移動的操作，包括左移、右移、循環移位，並展示其在串行數據傳輸和僞隨機數生成中的作用。 第四篇：有限狀態機（FSM）與係統級設計 有限狀態機是描述和設計復雜數位控製係統的核心模型。本篇將理論與實踐結閤，教會讀者如何將實際控製需求轉化為可實現的數位電路。 首先，我們將介紹FSM的兩種主要描述模型：米利（Mealy）模型和穆爾（Moore）模型。通過清晰的對比，闡述兩者的輸齣特性和適用場景。接著，我們將使用狀態圖（State Diagram）和狀態錶（State Table）來規範化一個控製流程。 設計的核心在於狀態的編碼。本書將詳盡介紹如何使用二進製編碼、格雷碼（Gray Code）編碼等方式，並運用狀態簡化技術（如不可達狀態和等效狀態的閤並），以最小化所需的觸發器數量和邏輯復雜度。最後，我們將通過幾個經典的控製問題（如序列檢測器）案例，指導讀者完成從狀態圖到觸發器輸入邏輯方程（$J_i, K_i, D_i$）的推導，並最終映射到實際的邏輯門電路實現上。 第五篇：EDA工具應用與實驗驗證 理論知識必須通過實踐來鞏固。本篇側重於現代電子設計自動化（EDA）工具的使用，特彆關注業界常用的硬件描述語言（HDL）——VHDL或Verilog的基礎語法入門。讀者將學習如何使用HDL來描述組閤邏輯和時序邏輯的行為，而非僅僅繪製門級電路圖。 結閤配套的仿真軟件，我們將指導讀者完成關鍵步驟： 1. 代碼編寫與結構化：學習如何正確地組織設計文件和模塊。 2. 功能仿真（Functional Simulation）：利用測試平颱（Testbench）驗證邏輯功能是否符閤預期。 3. 綜閤與布局布綫（Synthesis and Place & Route）：瞭解邏輯綜閤的過程，以及設計如何被映射到目標FPGA或CPLD架構上。 4. 時序分析：簡要介紹如何解讀靜態時序分析報告，理解建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time）對係統穩定運行的重要性。 通過本書的學習，讀者將不僅掌握數位邏輯的理論精髓，還能具備利用現代工具進行獨立設計和驗證的能力。

评分☆☆☆☆☆

這本書的結構編排，非常適閤自學者的學習麯線，它設計瞭一個循序漸進的難度爬升路徑。一開始的章節，內容相對寬鬆，讓你熟悉環境和基本語法，就像在暖身。然後，它會非常明確地切換到中段，引入邏輯判斷和資料處理，這時候的範例難度會陡然增加，這是一個必要的挑戰期，但作者很聰明地在每個難點之後都附上瞭「重點迴顧」或「常見錯誤示範」，確保讀者不會被卡死。最讓我欣賞的是，它沒有過度追求「炫技」，不會一開始就拋齣一些複雜的階梯圖（Ladder Diagram）或結構化文本（Structured Text），而是穩紮穩打地從最基礎的繼電器邏輯開始，再慢慢過渡到現代PLC的強大功能。這種「慢熱」但紮實的教學法，對於確保知識的內化非常重要，它確保瞭你不是「會寫」程式，而是「理解」程式背後的運作原理。如果說這本書有什麼不足，大概是它在軟體操作界麵的更新速度上可能跟不上最新的版本，但核心的電控思維是不會變的，這纔是重點所在。

评分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格，說真的，很接地氣，完全不像某些翻譯過來的技術手冊那樣充滿生硬的術語。編者在行文中，很自然地夾雜瞭一些颱灣本地工程師在交流時會用到的口吻和術語，讀起來非常親切，不會有距離感。例如，在描述故障排除（Troubleshooting）的章節時，它不會隻告訴你「檢查迴路」，而是會說「先確認電源是不是被誤開瞭保護開關」或者「檢查感測器線路有沒有被鼠輩咬斷」，這種務實的建議，纔是真正能幫到現場人員的關鍵。此外，書中大量的程式碼範例，都是以颱灣業界常用的一些小型專案為藍本，這讓讀者在實際編寫程式時，可以很容易地找到對應的參考模型，而不是麵對一些脫離現實的學術範例。不過，雖然口語化，但在某些非常專業的名詞解釋上，還是建議讀者在第一次接觸時，搭配網路資源交叉比對一下，以確保對標準術語的理解無誤，畢竟，在正式的文件交流中，嚴謹性還是很重要的。總體而言，這是一本「師傅帶進門」味道很濃厚的教材。

评分☆☆☆☆☆

對於我個人而言，這本教材最大的價值體現在它對於「術科解析」的處理上，這點在市麵上許多偏重理論的書籍中是相當罕見的。術科的準備往往是最讓人頭痛的，因為它不隻是會不會寫程式的問題，還牽涉到接線的準確性、設備的擺放、以及時間的控製。這本書針對丙級的考題，不僅僅是貼齣瞭標準答案的程式碼，更細緻地分析瞭「為什麼要這樣接線」和「特定時間設定的邏輯依據」。它甚至會模擬考場的環境，告訴你哪些地方是監評老師會特別注意的細節，像是螺絲的鎖緊程度、端子的標示清晰度等等，這些「潛規則」纔是真正決定成敗的關鍵。這種對細節的關注度，遠超齣瞭單純的學科範圍，幾乎是把整體的應試策略都打包進去瞭。如果你是衝著考證照來的，光是衝著這部分的詳盡解析，這本書的投資就值迴票價瞭，它幫你省去瞭大量自己摸索規則的時間，讓你可以把精力集中在提升核心技能上。

评分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計挺有意思的，封麵選用瞭那種比較能吸引眼球的亮色係，搭配上清晰的標題字體，給人一種「一看就知道是工具書」的感覺。不過，內頁的紙質嘛，就有點中規中矩瞭，翻閱起來沒有太大的驚艷感，屬於那種可以應付日常翻閱、不會太快泛黃的標準影印紙等級。至於排版，雖然資訊量很大，但作者群顯然有花心思在排版結構上做區隔，光是標題層級的設定就挺明確的，這對我們這些需要快速在特定章節中找到重點的人來說，是個加分項。特別是那些技術圖錶的呈現方式，線條的粗細、顏色的使用都蠻恰當的，不會讓人看得眼花撩亂。但是，如果說到實務操作的流程圖，偶爾會覺得有些步驟的銜接描述得不夠直觀，可能需要讀者自行腦補一下實際的接線順序，這點倒是小小的扣分點，希望未來再版時可以針對操作流程圖的視覺化再優化一下，畢竟，對於初學者來說，每一個步驟都應該是清晰無歧義的。總體來說，從視覺和結構上看，它是一本用心製作的教材，至少在準備考試的初步階段，資料的組織結構是讓人感到舒服的。

评分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受是它在理論與實務之間的平衡拿捏得相當到位，尤其對於我們這些想從零開始摸索電控領域的新手來說，它就像是把一堆複雜的指令集拆解成瞭可以一口氣吞下去的小方塊。作者對於PLC（可程式控製器）的基本邏輯閘、定時器、計數器的解釋，不是那種教科書裡冷冰冰的定義，而是透過非常貼近工廠現場會遇到的應用場景來舉例說明，比如「模擬產線上的物件堆疊計數」或是「簡單的間歇性動作控製」，這些生活化的比喻，讓抽象的指令變得具體可行。更值得稱讚的是，它對於不同品牌PLC的語法差異也有所提及，雖然篇幅不深，但這種「防呆」的設計，避免瞭讀者在接觸不同機颱時產生嚴重的文化衝擊。如果硬要說有什麼遺憾，那就是在進階的通訊協定（如Modbus或Profinet）的介紹上，深度稍嫌不足，似乎更側重於基礎的順序控製，對於想要往更高階自動化領域發展的讀者來說，可能需要額外再找一本專門的通訊書籍來輔助。但以「入門」的角度來看，這本書無疑是把地基打得很紮實的。