邏輯與可編程控制系統(tǒng)內(nèi)容簡介

本書較系統(tǒng)地介紹了自動控制領(lǐng)域中以繼電器控制電路尤其是廣泛使用的可編程控制器為基礎(chǔ)的一類控制技術(shù)（即程序控制）。內(nèi)容包括：繼電器和可編程控制器邏輯控制的概念；典型繼電器邏輯控制系統(tǒng)的原理和邏輯設(shè)計方法；PC的硬件組成及工作原理；PC執(zhí)行用戶程序的掃描工作方式；以C200H和ST系列為例的PC指令系統(tǒng)；梯形圖和功能表圖程序設(shè)計為主的PC程序設(shè)計方法；PC的硬件配置、功能擴展模塊和通訊及網(wǎng)絡(luò)。

高校自動化專業(yè)、電氣工程及自動化專業(yè)等專業(yè)的教材，也可供從事自動控制工程的技術(shù)人員參考。

前言

第一章 結(jié)論

第一節(jié) 邏輯與可編程控制的基本概念

一、邏輯與可編程控制技術(shù)的概念

二、邏輯控制的特點和控制要素

第二節(jié) 邏輯與或編程控制器

一、程序控制器的概念

二、程序控制器的分類

第三節(jié) 邏輯與可編程控制技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展及應(yīng)用概況

習(xí)題及思考題

第二章 繼電器邏輯控制技術(shù)

第一節(jié) 繼電器邏輯控制電路

一、斷電器邏輯控制電路的概念

二、繼電器邏輯控制電路的主要組成部分

三、基本繼電器邏輯控制線路

四、繼電器接觸式控制系統(tǒng)的設(shè)計

第二節(jié) 邏輯控制系統(tǒng)的邏輯設(shè)計方法

一、邏輯代數(shù)與開關(guān)電路的邏輯函數(shù)

二、邏輯控制系統(tǒng)的邏輯設(shè)計

第三節(jié) 典型邏輯控制電路

一、聯(lián)鎖控制電路

二、變化參量控制電路

三、程序控制電路

習(xí)題及思考題

第三章 可編程控制器的組成及原理

第一節(jié) 可編程控制器概述

一、可編程控制器的概念

二、可編程控制器的特點

三、可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域

四、常用可編程控制器簡介

第二節(jié) 可編程控制器的基本組成和基本工作原理

一、可編程控制器的基本組成

二、個虛擬的可編程控制器初級機的基本工作原理

第三節(jié) 可編程控制器的分類

一、根據(jù)規(guī)模和功能分類

二、根據(jù)結(jié)構(gòu)特點分類

第四節(jié) 常用可編程控制器的組成與工作原理

一、常用可編程控制器的組成

二、常用可編程控制器的工作原理

第五節(jié) 可編程控制器的基本硬件模塊

一、CPU模塊

二、開關(guān)量I/O模塊

三、模擬量I/O模塊

四、編程器

五、電源及外圍設(shè)備

第六節(jié) 可編程控制器功能擴展模塊簡介

習(xí)題及思考題

第四章 可編程控制器的指令系統(tǒng)與程序設(shè)計

第一節(jié) 可編程控制器指令系統(tǒng)

一、可編程控制器的指令系統(tǒng)概說

二、C200系列PLC的指令系統(tǒng)

三、S7系列PLC的指令系統(tǒng)

第二節(jié) 可編程控制器的程序設(shè)計

一、程序設(shè)計方法概述

二、繼電器梯形圖程序設(shè)計

三、順序控制梯形圖程序設(shè)計及功能表圖程序設(shè)計

習(xí)題及思考題

第五章 可編程控制器的通信及網(wǎng)絡(luò)

第一節(jié) 可編程控制器的網(wǎng)絡(luò)通信原理概述

一、通信方式

二、通信介質(zhì)的選擇

三、通信訪問控制‘協(xié)議

四、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

五、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

第二節(jié) 可編程控制器的典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及典型網(wǎng)絡(luò)簡介

一、典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

二、典型網(wǎng)絡(luò)簡介

習(xí)題及思考題

第六章 可編程控制器的應(yīng)用

第一節(jié) 可編程控制器的應(yīng)用設(shè)計

一、確定控制對象和控制范圍

二、控制方案的確定

三、根據(jù)控制要求選擇PLC機型

四、硬件設(shè)計與程序設(shè)計

五、總裝與調(diào)試

第二節(jié) 可編程控制器的應(yīng)用舉例

一、 例1 十字路口交通燈控制系統(tǒng)

二、 例2 薄板開卷自動剪切PLC控制系統(tǒng)

三、 例3 可編程控制器在火電廠輸煤控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

四、 例4 微機控制的相分段自動轉(zhuǎn)換裝置

五、 例5 PLC（S7-200）在錦綸廠聚合工藝中的應(yīng)用

六、 例6 S7-200PLC在高壓水除磷系統(tǒng)中的應(yīng)用

參考文獻

邏輯門是在集成電路上的基本組件。簡單的邏輯門可由晶體管組成。這些晶體管的組合可以使代表兩種信號的高低電平在通過它們之后產(chǎn)生高電平或者低電平的信號。高、低電平可以分別代表邏輯上的“真”與“假”或二進制當(dāng)中的1和0，從而實現(xiàn)邏輯運算。常見的邏輯門包括“與”閘，“或”閘，“非”閘，“異或”閘（也稱：互斥或）等等。

邏輯門是組成數(shù)字系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，通常組合使用實現(xiàn)更為復(fù)雜的邏輯運算。一些廠商通過邏輯門的組合生產(chǎn)一些實用、小型、集成的產(chǎn)品，例如可編程邏輯器件等。

三態(tài)門（TS門）主要應(yīng)用于多個門輸出共享數(shù)據(jù)總線，為避免多個門輸出同時占用數(shù)據(jù)總線，這些門的使能信號（EN）中只允許有一個為有效電平（如高電平），由于三態(tài)門的輸出是推拉式的低阻輸出，且不需接上拉（負(fù)載）電阻，所以開關(guān)速度比OC門快，常用三態(tài)門作為輸出緩沖器。

前言教學(xué)建議

第1章　數(shù)字邏輯系統(tǒng)基礎(chǔ)1

1.1　數(shù)字邏輯系統(tǒng)簡介1

1.1.1　模擬信號與數(shù)字信號1

1.1.2　模擬系統(tǒng)與數(shù)字邏輯系統(tǒng)

的區(qū)別1

1.1.3　數(shù)字邏輯系統(tǒng)的特點2

1.2　數(shù)制、碼制、基本邏輯門3

1.2.1　數(shù)制及其轉(zhuǎn)換3

1.2.2　常用碼制及其特點7

1.2.3　基本邏輯關(guān)系與邏輯門12

1.3　數(shù)字邏輯系統(tǒng)分析與設(shè)計的基本

概念19

習(xí)題21

第2章　邏輯代數(shù)與邏輯函數(shù)23

2.1　邏輯代數(shù)23

2.1.1　邏輯代數(shù)的基本公理23

2.1.2　邏輯代數(shù)的基本定律23

2.1.3　邏輯代數(shù)的基本定理24

2.2　邏輯函數(shù)及其表示方法25

2.2.1　邏輯函數(shù)25

2.2.2　邏輯函數(shù)的表示方法26

2.2.3　邏輯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式29

2.3　邏輯函數(shù)的化簡31

2.3.1　公式化簡法32

2.3.2　卡諾圖化簡法33

習(xí)題41

第3章　組合邏輯電路分析與設(shè)計43

3.1　小規(guī)模組合邏輯電路分析與

設(shè)計43

3.1.1　組合邏輯電路的定義與

描述43

3.1.2　小規(guī)模組合邏輯電路的

分析43

3.1.3　小規(guī)模組合邏輯電路的

設(shè)計44

3.2　常用組合邏輯功能器件47

3.2.1　編碼器47

3.2.2　譯碼器52

3.2.3　數(shù)據(jù)選擇器與數(shù)據(jù)分配器59

3.2.4　數(shù)據(jù)比較器62

3.2.5　加法器63

3.2.6　8421BCD碼與二進制碼

轉(zhuǎn)換器68

3.2.7　廣義譯碼器70

3.3　組合邏輯電路的VHDL描述70

3.3.1　硬件描述語言與VHDL

概述70

3.3.2　常用邏輯器件的VHDL

描述75

3.4　大規(guī)模組合邏輯電路的計算機

輔助設(shè)計流程85

3.4.1　計算機輔助設(shè)計的一般

流程86

3.4.2　Quartus II簡介87

3.4.3　設(shè)計實例88

習(xí)題103

第4章　時序邏輯電路分析與設(shè)計107

4.1　時序邏輯電路簡介107

4.1.1　時序邏輯電路的基本

概念107

4.1.2　時序邏輯電路的分類107

4.2　觸發(fā)器108

4.2.1　觸發(fā)器及其分類108

4.2.2　觸發(fā)器的描述方法108

4.2.3　RS觸發(fā)器109

4.2.4　D觸發(fā)器111

4.2.5　JK觸發(fā)器112

4.2.6　鎖存器與觸發(fā)器的VHDL

描述113

4.2.7　T（T′）觸發(fā)器116

4.3　小規(guī)模時序邏輯電路的一般

分析方法117

4.3.1　同步時序邏輯電路的分析

方法117

4.3.2　異步時序邏輯電路分析

舉例119

4.4　小規(guī)模時序邏輯電路的一般

設(shè)計方法120

4.4.1　設(shè)計步驟及設(shè)計舉例120

4.4.2　有限狀態(tài)機的VHDL

描述125

4.5　常用時序邏輯功能器件129

4.5.1　計數(shù)器129

4.5.2　寄存器與移位寄存器149

4.5.3　順序脈沖發(fā)生器與序列信號

發(fā)生器161

4.6　時序邏輯電路的計算機輔助分析

與設(shè)計舉例164

4.6.1　時序邏輯電路的計算機

輔助分析舉例165

4.6.2　時序邏輯電路的計算機

輔助設(shè)計舉例166

習(xí)題167

第5章　半導(dǎo)體存儲器173

5.1　概述173

5.2　只讀存儲器173

5.2.1　組成框圖174

5.2.2　掩膜ROM175

5.2.3　可編程ROM175

5.2.4　電擦除EPROM176

5.2.5　閃存180

5.3　隨機存取存儲器183

5.3.1　靜態(tài)RAM183

5.3.2　雙口RAM與先入先出

RAM185

5.3.3　動態(tài)RAM188

5.3.4　鐵電RAM191

5.4　存儲器的應(yīng)用193

5.4.1　字?jǐn)U展和位擴展193

5.4.2　實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)194

習(xí)題197

第6章　數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換器198

6.1　概述198

6.2　數(shù)模轉(zhuǎn)換器198

6.2.1　DAC主要性能198

6.2.2　電阻串DAC199

6.2.3　電阻解碼DAC201

6.2.4　恒流源DAC203

6.2.5　電容DAC204

6.2.6　其他類型DAC206

6.2.7　新型集成DAC簡介207

6.3　模數(shù)轉(zhuǎn)換器210

6.3.1　ADC主要性能210

6.3.2　快閃型ADC212

6.3.3　反饋比較型ADC213

6.3.4　雙積分型ADC215

6.3.5　其他類型ADC217

6.3.6　新型集成ADC簡介219

6.3.7　等效采樣技術(shù)223

習(xí)題224

第7章　可編程邏輯器件226

7.1　概述226

7.1.1　PLD發(fā)展歷程226

7.1.2　PLD分類226

7.1.3　PLD常用邏輯符號227

7.2　低密度可編程邏輯器件227

7.2.1　PAL器件227

7.2.2　GAL器件228

7.3　高密度可編程邏輯器件232

7.3.1　CPLD器件232

7.3.2　FPGA器件234

7.4　硬件測試與編程244

7.4.1　硬件測試技術(shù)244

7.4.2　配置與編程245

習(xí)題246

第8章　應(yīng)用數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計247

8.1　概述247

8.1.1　系統(tǒng)設(shè)計247

8.1.2　開發(fā)環(huán)境與設(shè)計方法247

8.1.3　器件選型247

8.2　等精度頻率計的設(shè)計247

8.2.1　設(shè)計任務(wù)247

8.2.2　方案論證248

8.2.3　創(chuàng)建設(shè)計工程251

8.2.4　功能模塊設(shè)計251

8.2.5　系統(tǒng)仿真275

8.3　信號發(fā)生器的設(shè)計277

8.3.1　設(shè)計任務(wù)277

8.3.2　方案論證277

8.3.3　創(chuàng)建設(shè)計工程279

8.3.4　功能模塊設(shè)計280

8.3.5　系統(tǒng)仿真296

8.3.6　優(yōu)化改進298

8.3.7　功能擴展307

習(xí)題308

參考文獻310