绿色空调器单片机控制电路原理与维修图说 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业出版社

作者:肖凤明

出品人:

页数:349

译者:

出版时间:2004-5

价格:32.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787505398757

丛书系列:

图书标签:

• 单片机
• 空调器
• 绿色空调
• 电路原理
• 维修图解
• 电子技术
• 家用电器
• 控制电路
• 故障诊断
• 实操指南

《现代嵌入式系统设计与应用实践：基于树莓派与FPGA平台》 图书简介 本书深入探讨了当代嵌入式系统设计的核心理论、前沿技术与工程实践，旨在为读者提供一个从基础概念到复杂系统实现的全面技术蓝图。全书内容聚焦于两大主流且极具潜力的平台：树莓派（Raspberry Pi）微型计算机和现场可编程门阵列（FPGA），构建了一个理论与实践紧密结合的学习路径。 第一部分：嵌入式系统基础理论与环境构建 本部分首先为读者奠定了坚实的理论基础。详细阐述了嵌入式系统的基本架构、硬件组成（处理器选型、存储器、外设接口）以及软件栈的层次结构。重点解析了实时操作系统（RTOS）的核心概念，包括任务管理、调度算法（如时间片轮转、优先级继承）、进程间通信（IPC）机制（信号量、消息队列、互斥锁）及其在资源受限环境下的优化策略。 在环境构建方面，本书详述了交叉编译工具链的搭建、版本控制系统（Git）在嵌入式项目中的应用，以及常用的调试技术，如JTAG/SWD接口的使用、逻辑分析仪在信号层面的排障方法。此外，还引入了嵌入式Linux操作系统的原理，特别关注内核的编译、设备树（Device Tree）的结构与修改，以及驱动程序的编写与加载流程，为后续的硬件交互打下基础。 第二部分：基于树莓派的物联网与高性能计算 树莓派作为强大的单板计算机，是实现快速原型开发和物联网（IoT）应用的首选平台。本部分将树莓派作为核心载体，系统地介绍了其SoC（System on Chip）架构、内存管理单元（MMU）的作用，以及如何利用其多核能力进行并行处理。 在软件开发层面，本书提供了丰富的Python和C/C++编程实践。重点内容包括： 1. GPIO编程与传感器集成： 详细介绍了如何通过Python库（如RPi.GPIO或WiringPi）安全、高效地控制通用输入输出引脚，并给出了采集温度、湿度、光照等环境参数，并驱动舵机、步进电机等执行器的完整案例。 2. 网络通信协议栈： 深入剖析了TCP/IP协议族在树莓派上的实现，并提供了MQTT、CoAP等面向IoT的轻量级消息协议的实际应用示例，包括搭建私有Broker和实现数据持久化。 3. 多媒体处理与边缘计算： 探讨了如何利用树莓派的GPU加速能力进行基本的图像处理（OpenCV库应用），以及如何部署轻量级的机器学习模型（如TensorFlow Lite），实现初步的边缘智能决策。 4. 操作系统级优化： 讲解了针对特定应用场景（如低功耗运行、系统启动加速）对树莓派Linux系统进行定制化裁剪和性能调优的技巧。 第三部分：FPGA硬件加速与定制化逻辑设计 FPGA部分则侧重于硬件描述语言（HDL）的应用和底层硬件的直接控制能力。本书采用Verilog HDL作为主要描述语言，辅以VHDL作为对比介绍。 1. HDL基础与设计流程： 系统讲解了组合逻辑与时序逻辑的设计方法，状态机的建模（如Moore和Mealy状态机），以及关键的时钟域交叉（CDC）处理技术。详细描述了从RTL代码编写、综合、布局布线到比特流生成（Bitstream Generation）的完整FPGA设计流程。 2. I/O接口与总线结构： 重点介绍了如何使用约束文件（XDC/UCF）精确控制I/O引脚的时序和电气特性。在系统集成方面，深入解析了片上总线协议，如Wishbone、AXI Lite（与ARM核的互操作性），并提供了实现高速串行接口（如UART、SPI、I2C）的模块代码。 3. 高级硬件加速模块设计： 本部分包含多个复杂的硬件加速案例，例如： 数字信号处理（DSP）： 设计并实战了定点数的快速傅里叶变换（FFT）模块，分析了其在硬件中的并行优势。 图像处理流水线： 构建一个基于硬件的边缘检测或色彩空间转换单元，演示如何通过流水线结构大幅提高数据吞吐量。 自定义处理器核的轻量级实现： 介绍如何利用FPGA实现一个精简的RISC-V或MIPS子集核，用于特定的控制任务，从而实现完全定制化的指令集。 第四部分：系统集成、验证与故障诊断 最后一部分将树莓派的软件能力与FPGA的硬件加速能力进行融合，这是现代高性能嵌入式系统的关键挑战。 1. 异构系统协同工作： 详细指导读者如何通过PCIe或高速UART接口，在树莓派（主控端）与FPGA（加速卡）之间建立高效的数据通信通道。重点讲解了数据缓冲区的管理和中断机制的实现，确保数据流动的实时性和可靠性。 2. 系统级验证： 引入了硬件仿真工具（如ModelSim/Vivado Simulator）和硬件在环（HIL）测试的概念。强调了设计验证的重要性，包括功能仿真、时序仿真以及在实际部署前的功耗分析。 3. 高级故障排除： 针对系统级集成的常见难题，如时钟漂移、数据溢出、总线仲裁冲突等，提供了系统化的诊断流程和工具使用指南，包括如何利用示波器和逻辑分析仪捕获并分析高速信号的异常行为。 本书内容结构清晰，案例翔实，适合具有一定微控制器基础，希望向高性能、定制化嵌入式系统方向深入发展的电子工程师、软件开发者以及高年级计算机科学与电子工程专业的学生阅读和参考。通过本书的学习，读者将能够独立完成从底层硬件逻辑到上层应用软件的完整嵌入式系统设计与开发工作。

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我对这本书的结构安排感到非常满意，它似乎是本着“循序渐进”的教学理念来构建内容的。我注意到前几章并没有直接一头扎进复杂的汇编语言和底层寄存器操作，而是先花了大篇幅介绍了空调系统作为一个整体的工作流程，以及与之配套的传感器的基本原理。这种由宏观到微观的铺垫方式，极大地降低了初学者的学习门槛。例如，在讲解温度传感器的线性化处理时，作者不是简单地给出一个公式，而是通过一个实际的电压-温度曲线图，配合表格数据，把抽象的物理量如何转化为单片机可识别的数字信号的过程阐述得非常透彻。这种务实的叙事风格，让我感觉像是跟着一位经验丰富的老技师在实际车间里进行实地教学，而不是面对一本冷冰冰的教科书。它真正体现了理论指导实践的价值，让人对后续更深层次的控制算法部分充满了期待。

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这本书的封面设计非常吸引人，那种深沉的墨绿色调配上简洁的白色标题字体，一下子就抓住了我的眼球。我手里这本看起来是初版，纸张的质感不错，摸起来比较厚实，不是那种容易泛黄的劣质纸张。内页的印刷清晰度也值得称赞，尤其是那些电路图，线条勾勒得非常精准，即便是像我这种对电子工程不是特别精通的“野生派”维修爱好者，也能大致分辨出各个元器件的位置和连接方式。翻阅了几页，发现作者在排版上颇下功夫，图文并茂的布局让枯燥的技术资料变得易于消化。虽然我还没深入到具体的技术细节中，但从整体的装帧和视觉呈现来看，这本书无疑是为专业读者准备的精品。它给我的第一印象是：这是一本经过精心打磨、注重用户体验的技术手册，让人愿意把它摆在工作台上随时翻阅，而不是束之高阁。这对于一本工具书来说，已经是成功的一半了。

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这本书的价值不仅仅在于教会你如何修理，更在于提升你对整个空调控制系统“生态”的理解。它不仅仅关注于单片机这个“大脑”，还花了很多篇幅来解释各种执行器和反馈部件是如何与大脑协同工作的。比如，直流变频模块的PWM信号是如何精确控制压缩机转速的，以及如何通过采集回来的电流和电压信号来实时进行功率反馈和修正。这种系统级的分析视角，让这本书超越了一般的维修工具书，更像是一本深入浅出的“嵌入式系统在暖通空调中的应用”的入门教材。它提供了一种全新的、系统性的思维框架，让读者在面对下一代智能家居控制系统时，也能游刃有余地进行拆解和分析，这对于职业技术提升来说，是无价的收获。

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深入阅读后，我发现作者对于不同品牌和型号单片机在实际应用中的“变通”处理，把握得相当到位。在探讨通用控制逻辑时，书中的描述是清晰且普适的；但当涉及到特定品牌空调的自检码或特殊保护机制时，作者并没有采取一概而论的方式。他通过几个具体的案例，展示了不同芯片（比如某几家主流的微控制器供应商）在处理中断优先级和看门狗定时器时的细微差异。这种细致的区分，避免了读者在实际操作中因为“水土不服”而产生的困惑。我尤其欣赏作者在描述软件编程逻辑时，大量使用流程图来替代大段的代码注释。流程图的视觉冲击力更强，能够帮助读者迅速理解程序在不同条件下的分支走向，这比纯文本的代码阅读效率高太多了。

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这本书在图示的详尽程度上，可以说是超出了我的预期。我过去看的很多维修手册，电路图要么过于简化，要么就是直接丢给你一张密密麻麻的工厂原版图，根本不知道哪个部分是核心控制单元。然而，这本书的作者显然是站在一线维修人员的角度来重新绘制和标注这些图纸的。每一个关键的功能模块，比如电源稳压电路、时钟晶振电路，都有独立的、经过重新优化的方框图和原理图。更绝的是，针对一些常见的故障点，作者还专门绘制了“故障分析导向图”，用红色的箭头和批注清晰地标明了测试点和电压参考值。这对于我这种需要快速定位问题的实践者来说，简直是“救命稻草”。它不仅告诉你“是什么”，更重要的是告诉你“怎么测”和“哪里容易坏”，这种实用主义精神非常可贵。

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