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树莓派3B入门使用教程

树莓派概述

Rasapberry Pi(中译:树莓派)是能够和一个键盘一起插入你的电视的信用卡大小的电脑。这是一个性能足够强的小电脑,可以在电子工程中使用,并且能够做许多台式电脑做的事情,比如制作电子表格,处理文档和玩游戏。它还可以播放视频。

树莓派是开源嵌入式移动平台中嘴上欢迎的开发板,它的处理器内核是ARM架构的系列处理器,由博通公司定制开发,不在市面上发售。利用树莓派我们可以做很多有意思的开发,比如当前火热的无人驾驶,或者搭建LNMP环境,作为网站服务器,安装摄像头模块实现拍照、摄像功能等等,甚至可以做一个智能音箱

树莓派3B特点

树莓派3代B型是2016年2月29日正式发布的。

特点:

  • 1.2GHz 四核 Broadcom BCM2837 64 位 ARMv8 处理器
  • 板载 BCM43143 WiFi
  • 板载低功耗蓝牙(BLE)
  • 1GB RAM
  • 4 个 USB 2 端口
  • 40 针扩展 GPIO
  • HDMI 和 RCA 视频输出
  • 四核 1.2GHz Broadcom BCM2837 64 位 CPU
  • CSI 照相机端口用于连接树莓派照相机
  • DSI 显示端口用于连接树莓派触屏显示器
  • 微型 SD 端口,用于下载操作系统以及存储数据
  • 升级切换的微型 USB 电源,高达 2.5A 也可兼容 2A 的

树莓派3B实物图片如下:

树莓派40PIN GPIO口定义

树莓派3B+特性

2018年3月16日,树莓派3B+发布了,主要升级有CPU主频升级到1.4GHZ,处理能力更强,以太网升级到千兆,蓝颜升级到4.2版本,WIFI支持5G双频网络了,3B与3B+详细对比如下图:

树莓派初步上手

树莓派虽然已经在硬件和系统做做得很友好了,各种开源工具和教程也大多比较齐全,但是为了更好的玩转树莓派,还是先得具备以下知识,这样上手起来就没什么难度了。

  • SSH远程访问
  • Linux系统基本命令(ls,ifconfig,cd,mkdir,rm,mv,tar,ps,kill等)
  • 硬件基础知识(GPIO口,I2C,SPI,电机,舵机控制)
  • 熟悉一门编程语言(Python或者C语言等)

当然,你如果不具备以上知识,理论上也是可以完全入门树莓派的,只是中间可能难免会踩些坑,这里我推荐两篇零基础的入门博客。

最后,你得具备如下硬件,这样你才能完全无顾虑的上手树莓派了。

  • 树莓派3B开发板
  • 至少8GTF卡一张
  • 键盘、鼠标、显示屏缺一不可
  • HDMI显示屏连接线
  • 2A充电器,手机常用充电器即可

好了,在准备好硬件环境和了解软件知识后,你就可以上手树莓派了,当然第一步就是给树莓派装系统了,这里我简略写下过程:

  1. 准备系统镜像,去官网选择系统并下载,新手推荐raspbian。
  2. 安装镜像烧写软件并烧录到TF卡中,推荐安装win32diskimager或者Etcher
  3. TF卡插入树莓派,并连接好鼠标、键盘、显示器、电源等,静候树莓派开机
  4. 开机后,首先连接WIFI,然后配置树莓派
  5. 要想用电脑控制树莓派得话,得学会SSH或者VNC远程操控

ARM嵌入式系统相关

树莓派是ARM嵌入式平台得一种,也是最受欢迎得开源嵌入式平台,其实我们生活常用得手机也是嵌入式移动平台得一种。

ARM开发板常用的高端操作系统有android和linux,其中android是专门为ARM移动平台打造的,而linux其实有x86和arm两种,其底层区别很大。

典型的就是很多在x86 linux系统有的软件在arm linux系统没有,比如常用IDE Sublime Text3等,在arm linux系统环境下,新手很难找到一个合适好用的IDE,当然对于高手来说,可以直接用vim或者nano。

ARM Linux

ARM Linux:也是一个完整的操作系统,也包含bootloader(一般是u-boot)、Linux内核和裁剪的文件系统,与发行版Linux的主要关系:

内核一样

ARM Linux与发行版Linux,如Ubuntu、Redhat、CentOS等所使用的Linux内核是一样的,这是他们的共同特点,所以在很多时候,使用方式也都是一致的。就比如WinXP和Win7,使用的都是Windows内核,所以他们操作方式上都很接近。

编译方式不一样

发行版的Linux都是X86计算机上使用,所以他们统一都使用gcc编译器编译,可以在所有的电脑上安装(当然,其中兼容性问题已经由发行组织解决),安装软也是gcc编译源码就可以使用了。而ARM Linux因为指令架构、硬件外围、资源与x86都不一致,所以不能直接使用gcc编译,必须使用指定的交叉编译的gcc编译。

文件系统不一样

发行版Linux的文件系统一般都很大,600M~2G的都有,文件系统上会包含Linux使用的所有功能和软件,是大而全的文件系统。而ARM Linux因为CPU速度、存储容量有限,一般都使用裁剪版本的文件系统,大小在4M~100M不等,其中包含了大部分Linux的功能和软件,可以满足嵌入式开发的需要。如果有一些需要额外添加的应用,也可以经过交叉编译移植到ARM Linux的文件系统上。

树莓派更换阿里更新源

使用树莓派官方更新源,下载速度经常很慢或者电线,建议更换国内的更新源,这里以阿里更新源为例,进行操作。

  1. 编辑 /etc/apt/sources.list 文件,这里推荐就用系统自带的 nano 命令编辑,命令如下:
    sudo nano /etc/apt/sources.list
  2. 进入编辑界面,删除原有的内容,粘贴如下内容:
    deb http://mirrors.aliyun.com/raspbian/raspbian/ jessie main non-free contrib rpi deb-src http://mirrors.aliyun.com/raspbian/raspbian/ jessie main non-free contrib rpi
  3. 更新软件索引清单
    sudo apt-get update
  4. 比较索引清单更新依赖关系
    sudo apt-get upgrade -y

树莓派开机有黑边解决办法

刚开始启动的树莓派系统,一般连接的显示器都会有黑边,解决办法如下:

$sudo chmod 777 /boot/config.txt
$sudo vi config.txt
#uncomment to force a specific HDMI mode (this will force VGA)
hdmi_group=2 //将显示模式切换成DMT(显示器模式)
hdmi_mode=82 //1920×1080 60Hz 1080p 如果显示器不是1080P。则可以参考注1参数修改

树莓派安装pyrhon图像处理库pillow

打开终端,输入以下命令

$pio install pillow

 

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2018-11-08