打开世界的遥控器：解密顺序控制 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[日] 井出万盛 著，单美玲 译

图书标签:

• 顺序控制
• 自动化
• 物联网
• 智能家居
• 编程
• DIY
• 电子技术
• 嵌入式系统
• 遥控器
• 解密

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030319005

版次：1

商品编码：12193156

包装：平装

丛书名： 形形色色的科学趣味科普丛书

开本：32开

出版时间：2011-08-01

用纸：胶版纸

页数：178

字数：166000

正文语种：中文

内容简介

　　在我们生活的世界中，各种各样的事物和现象，其中都必定包含着“科学”的成分。“形形色色的科学”趣味科普丛书，把我们生活和身边方方面面的科学知识，活灵活现、生动有趣地展示给你，让你在畅快阅读中收获这些鲜活的科学知识！
　　日常生活中不可缺少的洗衣机、空调，工业生产线上的自动化设备，高楼大厦里的电梯，十字路口的交通信号灯……带有自动控制功能的机器，就像现代社会的各种遥控器，在各个领域发挥着它们的作用。
　　《打开世界的遥控器：解密顺序控制》详细介绍了自动控制概要、顺序控制原理、电能和电信号的传递、电磁继电器、半导体、微型计算机等知识。你一定会喜欢上这个精彩纷呈的“控制世界”！
　　《打开世界的遥控器：解密顺序控制》适合青少年读者、科学爱好者以及大众读者阅读。

作者简介

　　井出万盛，1951年出生于日本长野县。现在为湘南工科大学及其附属大学的外聘讲师。电气学会正式会员，日本自动装置学会正式会员。

内页插图

目录

第1章 自动控制的概要与顺序控制
机械的自动操作称为自动控制
自动控制中有开路和闭路
自动控制因顺序控制与反馈控制成立
也有很多不使用电气的顺序控制
路灯的自动亮灭通过光传感器操作
防盗用感应灯在只变暗的情况下并不点灯
电动屏的控制通过按键开关进行
信号机是时间经过后会转换的时限控制与条件控制的组合
汽车的雨刷器是时限控制+位置控制
通过条件控制合理运行的电梯
自动洗衣机通过微型计算机进行顺序控制
自动贩卖机是箱状的自动装置
COLUMN 活动偶人通过顺序控制活动

第2章 电气能量的传达与电气信号的传达
现在正是电气顺序控制时代
开关控制电气电路的开闭
电磁继电器上绝缘的电磁石电路和开关
电磁石的电路和灯泡的亮灯电路共享电源
能量微小的电气信号（信息）通过光传达
顺序控制的命令通过开关输入
大电流的控制通过电磁开闭器进行
管理时间是计时器的功能
计算数量是计数器的功能
被控制最多的机械是电动机
往返运动的控制通过制动器进行
感应器和开关对掌握周围情况的必要性
电灯或蜂鸣器会告知控制的状态
顺序控制由信息处理和驱动两部分构成
COLUMN 文字符号对照

第3章 电磁继电器构成的顺序控制基本电路
程序控制电路的基本画法
用时序图记录机器运转的状态
电磁继电器的动作时间延迟现象
电磁继电器自我开启的“自锁电路”
自锁电路是电气信号的输入电路
根据开关不同电磁继电器有动作电路与复位电路（NOT）
基于常开触点的电磁继电器的动作有AND与OR
基于常闭触点的电磁继电器的动作有NAND与NOR
常开触点与常闭触点可形成不同步电路
使用互锁电路使其他的电路不运转
优先电路是电磁继电器按照优先等级高的顺序动作
使用顺序动作电路来决定顺序后动作
计时器电路是时间等待装置
使用计时器电路的顺序动作电路也可指定时间
计数电路在计算脉冲信号后接通开关
COLUMN 信号机被LED所替代

第4章 基于电磁继电器的顺序控制的实际情况
大型直流电动机通过抑制电流起动
大型直流电动机使用起动电阻来起动
三相感应电动机的运转控制使用自锁电路
三相感应电动机的正逆转控制需要互锁
传送带的终端控制通过限位开关进行
连接适合三相感应电动机的起动
三相感应电动机通过连接起动而通过△连接运转
COLUMN 电源接合器或充电器变小

第5章 基于半导体的顺序控制的基本电路
晶体管有放大作用与开关的功能
使用二极管可形成逻辑电路（AND与OR）
使用晶体管可形成NAND或NOR电路
逻辑电路可由集成电路（IC）构成
组合逻辑电路可形成新的逻辑电路
触发电路有各种各样的种类
计数器可由触发电路制作而成
解码器将2进制转换为10进制
7段LED通过专用解码器运行
编码器将10进制转换为2进制
基于IC的计时器可由计数器制作而成
半导体闸流管（SCR）是开闭电气电路的理想开关
固态继电器是无触点继电器
COLUMN 有通过电磁继电器形成的计算机

第6章 微型计算机与顺序控制
微型计算机的诞生使人们的生活环境为之一变
微型计算机用5V的电压运行
开路集电极输出低态有效
微型计算机无法直接驱动电磁继电器
微型计算机中附加着丰富的功能
计算机使用2进制或16进制
数据的输入输出通过程序来进行
微型计算机可控制小型直流电动机
流程图是编程的关键
编完的程序翻译成计算机语言
画图可形成目标程序
微型计算机也可进行反馈控制
顺序控制的数字输入输出绝缘后使用
COLUMN 阿波罗13号也装载着微型计算机

第7章 基于PLC的顺序控制
PLC中内置微型计算机
顺序控制图迅速变身梯形图
编写梯形图语言的基本要点
PLC内部专用继电器
将梯形图转换为助记符
计时器的基本为限时计时器
计数器里带有重置输入
PLC带有数据存储器
COLUMN 电子血压计是一种顺序控制
参考文献

前言/序言

　　围绕顺序控制的环境在这半个世纪之间发生了很大的变化。一个是因为半导体技术的进步，通过半导体可开闭电气电路。另一个是微型计算机的出现。
　　40年前的顺序控制是以电磁继电器开闭电气电路为主流。那个时期，基于半导体的无触点继电器被开发出来，且迅速地引入到顺序控制中。而且，微型计算机的出现使小型轻量的顺序控制器得以实现，进而发展到引用到家电产品。现在，无触点继电器或微型计算机内置的PLC（可编程逻辑控制器）活跃在新的机器里。
　　说顺序控制的技术实际上被浓缩在微型计算机中也不为过。微型计算机是考虑顺序时必不可少的存在。最近微型计算机用的程序可简单地形成，实现了低价格的PLC。而且，顺序控制不仅是应用在自动装置或生产线等产业界，在身边的场所也会看到很多，如自动贩卖机或自动洗衣机、电灶或电饭锅等。
　　顺序控制中，有使用电磁继电器的电力领域与使用微型计算机或个人计算机的电子电路或软件领域，掌握两个领域后才可以看到全局。本书使用电磁继电器或逻辑电路来讲解顺序控制的基础，对基于半导体的顺序控制的技巧进行思考，且对使用微型计算机的顺序控制进行讨论。最后也介绍基于PLC的控制技术的基础。也就是说，从顺序控制的实务基础到微型计算机或PLC的基础技术，广泛的视点进行捕捉且整理，从而可把握顺序控制的概要。
　　如果本书能够被各位年轻技术人员用作拥有新目标的入门书来有效利用，我会感到幸福。而且，本书如果有助于磨炼制作的感性，没有比这更令人愉快的事情了。

《信号的脉动：现代生活中的秩序编织者》 我们是否曾静默地凝视过，那些看似平凡的日常现象背后，隐藏着如何精妙的逻辑？清晨，当闹钟准时响起，将你从梦境拉回现实，这是一个信号。按下电灯开关，光线瞬间洒落，这也是一个信号。交通信号灯的红绿交替，手机屏幕上弹出的信息提示，甚至是银行账户中变动的数字，无一不承载着特定的信息，并触发着一系列连锁反应。这些“信号”看似分散，却在无形中构成了现代社会运转的底层骨架，串联起无数的个体行为与宏观系统。 《信号的脉动：现代生活中的秩序编织者》正是试图揭开这些“信号”的神秘面纱，深入探究它们如何被产生、传递、解读，并最终驱动着世界的有序运行。这本书并非一本冰冷的理论手册，而是一次充满启发性的探索之旅，带领读者穿越物理世界与信息世界的交汇点，理解那些看不见的力量如何塑造着我们的生活。 一、信号的起源：从自然界的呼唤到人为的指令 信号并非现代文明的专属。早在人类出现之前，自然界就已是信号的海洋。植物通过气味吸引传粉者，动物通过叫声、姿态、气味传递危险、求偶或领地的信息。这些生物信号，是生命在漫长进化过程中发展出的沟通与协作的基石。 人类文明的曙光，便是对信号的初步运用与改造。烽火台的烟雾、鼓点的节奏、旗帜的挥舞，都是早期的信号系统，用于远距离传递信息，协调集体行动。随着科技的发展，信号的载体和形式日益丰富。电报、电话、广播、电视，将信息传递的范围和速度推向了新的高度。而如今，数字信号的洪流更是以前所未有的方式渗透到我们生活的每一个角落。 本书的第一部分，将带领读者回顾信号的演变历程，从最原始的自然信号，到人类文明早期借助物理媒介传递的信息，再到现代高度发达的电子信号和数字信号。我们将探讨不同信号形式的特点、优势与局限，理解为何某些信号形式能够被更广泛地接受和应用，又为何新的信号技术层出不穷，不断刷新我们对信息传递的认知。我们将看到，信号的每一次飞跃，都伴随着社会生产力的巨大提升和生活方式的深刻变革。 二、信号的语言：编码、解码与意义的传递 信号的有效性，在于其能够被准确地“翻译”。一个未被理解的信号，与一串随机的噪声无异。因此，信号的产生离不开“编码”的过程，而其接受则需要“解码”的环节。《信号的脉动》将深入剖析信号的编码与解码机制。 在数字世界中，一切信息都被转化为二进制的0和1。这看似简单的形式，却蕴藏着无穷的组合可能，能够表达文字、图像、声音、视频等一切我们能够想象的信息。我们将探讨不同的编码方式，如ASCII、UTF-8在文本编码中的应用，JPEG、PNG在图像编码中的原理，以及MP3、AAC在音频编码中的技术。这些编码方式并非随意选择，而是经过精心的设计，旨在尽可能高效、准确地还原原始信息，同时最大程度地节省存储空间和传输带宽。 然而，编码的意义不仅仅在于数据的表示。在更广义的信号传递中，编码还涉及到约定俗成的规则和共享的理解。例如，交通信号灯的颜色不仅仅是颜色本身，而是约定俗成的“停车”或“通行”指令。一个握手、一个微笑，都可以是传递情感和意图的信号。本书将分析不同情境下的编码规则，以及这些规则如何建立起沟通的桥梁。 解码的过程，则是信号从接收端到被理解的转化。接收者需要根据预设的规则，将接收到的信号序列还原成有意义的信息。这其中涉及到噪声的干扰、信息的丢失或失真，以及解码器本身的精度。我们将探讨在信号传输过程中可能遇到的挑战，以及现代通信技术如何通过纠错编码、信道编码等技术，最大限度地提高解码的准确性，确保信息的完整与可靠。 三、信号的通路：从比特流到信息洪流 信号的产生和被理解，仅仅是连接的起点。信号需要通过各种“通路”才能抵达目的地。这些通路，构成了现代社会信息传递的网络。 从最早的口耳相传、书信往来，到电报、电话线路，再到我们现在习以为常的互联网、移动通信网络，信号的通路正在变得越来越宽广、越来越密集。本书将详细介绍各种信号通路的技术原理和发展演进。我们将深入了解光纤通信如何以光的速度传递信息，无线通信又如何借助电磁波构建起覆盖全球的连接。 我们会探讨网络协议的作用，例如TCP/IP协议如何确保数据包在互联网上的可靠传输，HTTP协议如何支撑万维网的浏览体验。理解这些协议，就像理解语言的语法，它们是确保不同设备、不同系统之间能够顺畅沟通的“规则”。 同时，我们将关注信号通路的物理基础设施。从基站、卫星、路由器，到数据中心，这些庞大的硬件体系支撑着信息洪流的奔腾。我们将了解到，信号的传输并非一蹴而就，而是经过层层中继、路由和转发，最终才能抵达目标设备。这其中涉及到信号的放大、再生、调制解调等复杂的技术过程。 四、信号的智慧：控制、反馈与自动化 信号的真正力量，在于它们所驱动的“控制”与“反馈”系统。单个的信号可能不起眼，但当它们被整合进一个系统，并形成闭环的反馈机制时，便能够实现复杂的自动化控制。 《信号的脉动》将揭示信号在自动化系统中的核心作用。例如，在家中，恒温器的温度传感器收集室内温度信号，与预设的温度进行比较，如果温差过大，便向空调或暖气发送控制信号，使其启动或停止工作，这就是一个简单的反馈控制系统。 在工业生产中，各种传感器实时监测生产线的运行状态，并将数据信号传输到中央控制系统。控制系统根据这些信号，调整机器的运行参数，优化生产流程，确保产品质量。火箭发射、飞机导航、自动驾驶汽车，无一不是高度复杂的信号控制系统的杰作。 我们将探讨“反馈”的原理，理解正反馈和负反馈在系统稳定性和增值中的不同作用。一个稳定的系统，往往依赖于有效的负反馈，能够及时纠正偏差，维持平衡。而某些情况下，正反馈也能被用来放大效应，例如在生物体内，激素的分泌就常常涉及正反馈机制。 本书还将介绍人工智能与信号控制的深度融合。机器学习算法能够从海量的信号数据中学习规律，并做出更智能的控制决策。例如，推荐算法根据你的浏览信号，为你推荐感兴趣的内容；智能家居系统则能够学习你的生活习惯，主动调节环境。 五、信号的未来：无限可能与挑战 随着科技的飞速发展，信号的应用边界正在不断拓展。量子通信、生物信号接口、脑机接口等新兴技术，正预示着信号将以我们难以想象的方式，继续改变人类的生活。 我们将展望信号技术的未来发展方向。例如，量子通信能否实现绝对安全的保密通信？生物信号接口如何实现人与机器更自然的交互？脑机接口又将如何开启人类认知的新篇章？ 与此同时，信号的普及也带来了新的挑战。信息过载、隐私泄露、网络安全等问题，都与信号的广泛传播息息相关。本书将引导读者思考这些挑战，并探讨如何通过技术创新和社会规范，构建一个更加安全、健康、可信的信号生态系统。 《信号的脉动：现代生活中的秩序编织者》是一次对我们所处世界的深度观察。它邀请你放下浮躁，静下心来，去聆听那些无声的信号，去理解那些隐藏的逻辑。当你能够识别出信号的来源，理解其传递的语言，掌握其通路的奥秘，洞察其控制的智慧，你将发现，这个世界比你想象的更加精妙，而你，也能够以更清醒的视角，去驾驭和创造属于自己的未来。这是一场关于理解、关于连接、关于秩序的探索，它将让你重新认识我们赖以生存的这个信号驱动的世界。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排，实在是太像一出精心编排的舞台剧了。开场是铺垫和悬念（基础概念和历史回顾），中间部分是冲突和高潮（复杂系统的解构与序列冲突的解决），最后则是收尾和升华（对未来技术趋势的展望）。最让我惊喜的是，它对“并行控制”和“异步事件”的处理。很多同类书籍往往将“顺序”描绘成一种铁板一块的线性结构，但在现实世界中，充满了需要同时发生的事件和突发中断。作者并没有回避这些“不守规矩”的部分，而是用一种近乎艺术性的方式，展示了如何在混乱中建立起有效的优先级和抢占机制。我仿佛能看到那些数据包在网络中穿梭，或者工厂流水线上的机械臂，它们是如何在高压下，依然坚守着自己被赋予的执行次序。这种对系统鲁棒性的深入剖析，体现了作者对工程实践的深刻理解，而不是空泛的理论推演。我甚至开始怀疑，我工作中的某些效率瓶颈，是不是因为我们没有给流程设计一个更优的“控制流”。这本书提供了一种全新的诊断工具。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，这本书的挑战性是存在的，但这种挑战是令人愉悦的。有那么几章涉及到状态图的绘制和转移函数的推导时，我不得不找来纸笔，重新激活了大学时期尘封的数学肌肉。但是，与我以往阅读技术书籍的体验不同，这里的困难感并非源于作者的故弄玄虚，而是源于问题本身的内在复杂性。作者在关键时刻总会适时地插入一些“思维导图”或者“情景重现”，帮助读者将抽象的数学符号“具象化”。比如，他用一个极其简单的“灯泡开关”模型，一步步推导出布尔代数在序列控制中的应用，这种由简入繁的引导方式，让我感到自己不是在被动接受知识，而是在主动参与知识的构建过程。读完这些章节，我感觉自己的“抽象思维带宽”得到了显著的提升。对我来说，这本书的价值已经超越了“学会如何控制”，而是升华到了“理解控制的本质”的层次。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简直是一场视觉的盛宴，那种深邃的蓝色调配上霓虹灯般的线条，立刻把我带入了一个充满神秘感和技术氛围的空间。我是一个对电子设备和底层逻辑痴迷的业余爱好者，所以这本书的名字——《打开世界的遥控器：解密顺序控制》——简直就是为我量身定做的。光是“遥控器”这个意象，就充满了掌控全局的诱惑力。我期望它能像一把万能钥匙，揭示那些隐藏在日常电器、复杂机械乃至软件算法背后的，控制万物运行的精妙指令序列。我猜想作者一定是个逻辑鬼才，能够把抽象的“顺序”概念，用生动到让人拍案叫绝的方式呈现出来。我特别期待它能深入浅出地讲解状态机、有限自动机这类理论，而不是堆砌晦涩难懂的数学公式。如果它能结合一些我熟悉的工业控制案例，比如电梯的运行逻辑或者交通信号灯的切换机制，那就太完美了。我甚至幻想，读完这本书，我能用一种全新的视角去看待世界——不再是杂乱无章的事件集合，而是一串串精巧排列的、可以被预测和优化的流程。这本书给我的第一印象，是那种沉甸甸的、仿佛握住了某种核心秘密的期待感。

评分☆☆☆☆☆

读完前三章，我感到一种久违的智力上的“饥渴”得到了极大的满足。作者叙事的手法极其老练，他没有急于抛出那些高深的理论术语，而是先从一个我们都经历过的场景入手——比如，为什么按下启动键后，机器需要等待几秒钟才能真正开始工作？这种看似微不足道的延迟，在作者的笔下，立刻被赋予了深层的意义——那是系统在进行必要的初始化和状态校验。我尤其欣赏他对“时序”的哲学探讨。他将“顺序”提升到了认知论的高度，认为人类思维的建立本身就是一种序列处理过程。这种跨学科的融合，让我感觉自己读的不是一本技术手册，而是一部关于“秩序的诞生”的史诗。他用词考究，偶尔穿插一些古老的典故来类比现代的控制逻辑，使得阅读体验充满了阅读古典名著般的韵味。我发现自己常常停下来，不是因为内容太难，而是因为思路被他引导到了一些我从未思考过的角落，迫使我必须放慢速度，细细品味他构建的这个逻辑迷宫。这绝对是一本能让你对日常生活中习以为常的“流程”产生敬畏感的书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的收尾部分，尤其让我对“遥控器”这个主题有了更宏大、更具前瞻性的理解。作者并没有止步于描述现有的技术，而是大胆地将“顺序控制”的原理，投射到了人工智能的学习过程和意识的形成机制上。他提出了一个发人深省的观点：或许我们感知到的自由意志，也只是一种在海量并行信息流中，被特定算法筛选和排序后的“有效序列输出”。这种大胆的类比，让我读完后久久不能平静，甚至开始重新审视自己做出的每一个决定背后的逻辑链条。全书的笔调从严谨的工程学探讨，巧妙地过渡到了对人类存在的哲学思辨，这种收束有力而不失温度的处理，是极其罕见的。这本书不仅仅是一本关于电子或机械控制的书，它更像是一部关于“如何组织信息以创造意义”的思维工具书，非常值得那些追求深度思考的人反复咀嚼。