树莓派应用开发全流程指南

### 树莓派交互应用开发指南 #### 1. 树莓派设置 要开始使用树莓派，最简单的方法是安装Raspbian操作系统。你可以从树莓派官方网站（www.raspberrypi.org/downloads/）下载。为了方便操作，建议使用NOOBS（New Out - Of - Box Software）压缩文件。 具体操作步骤如下： 1. 下载NOOBS压缩文件后进行解压。 2. 使用FAT文件系统格式化一张容量较大（4GB或更大）的micro - SD卡。 3. 将解压后的文件复制到SD卡中。 4. 把SD卡插入树莓派设备并启动。 5. 设备启动后，会提示你选择操作系统和语言，完成安装。 在安装阶段，你可以使用HDMI显示器，或者通过HDMI转VGA适配器使用VGA显示器。后续，你可以通过SSH（安全外壳）从另一台计算机连接到树莓派设备，SSH登录的凭证如下： - 用户：pi - 密码：raspberry 如果你默认没有安装GUI（图形用户界面），可以随时使用以下命令启动： ```bash startx ``` 要配置设备和端口，可以使用树莓派配置工具： ```bash raspi - config ``` 安装完操作系统后，第一步是更新系统。在SSH窗口中输入以下命令： ```bash sudo apt - get update sudo apt - get upgrade ``` 这里使用`sudo`命令是为了以root权限执行命令，因为标准的“pi”用户没有足够的权限来修改系统文件或安装应用程序。`apt - get`是标准的Debian包管理器，第一个命令用于获取最新可用软件包列表，第二个命令用于安装当前已安装系统模块/软件包的更新。 #### 2. 选择脚本语言 在树莓派上，Python已成为事实上的标准脚本语言，因为有大量的软件包可用于控制各种设备。不过要注意，大多数软件包适用于Python 2，部分适用于Python 3。Python语言有两个版本：Python 2是较旧且更成熟的版本，支持范围更广；Python 3是新的“更好”版本，提供了面向对象设计的现代语言结构，但在树莓派等平台上的支持有限，并且为Python 3编写的脚本和软件包无法在Python 2上运行。 同时，Perl在嵌入式平台上也有相当的支持，但安装一些Perl软件包对于大多数新手来说可能是一项艰巨的任务。 #### 3. 配置I2C 大部分I2C配置说明可在以下URL找到，该页面还有更多关于如何为树莓派安装其他配件和插件的教程：https://learn.adafruit.com/adafruits - raspberry - pi - lesson - 4 - gpio - setup/configuring - i2c I2C是一种常用的标准，用于实现芯片之间的通信。由于树莓派支持I2C，因此可以将其连接到各种支持I2C的芯片和模块。以下是一些使用I2C设备和模块的Adafruit项目： - http://learn.adafruit.com/mcp230xx - gpio - expander - on - the - raspberry - pi - http://learn.adafruit.com/adafruit - 16x2 - character - lcd - plus - keypad - for - raspberry - pi - http://learn.adafruit.com/adding - a - real - time - clock - to - raspberry - pi - http://learn.adafruit.com/matrix - 7 - segment - led - backpack - with - the - raspberry - pi - http://learn.adafruit.com/mcp4725 - 12 - bit - dac - with - raspberry - pi - http://learn.adafruit.com/adafruit - 16 - channel - servo - driver - with - raspberry - pi - http://learn.adafruit.com/using - the - bmp085 - with - raspberry - pi I2C总线允许将多个设备连接到树莓派，每个设备都有唯一的地址，设备地址通常可以通过更改模块上的跳线设置来设置。为了确保一切正常工作，能够查看哪些设备已连接到树莓派是很有用的。为此，在终端中运行以下命令安装`i2c - tools`实用程序： ```bash sudo apt - get install i2c - tools ``` 为了使用Python与I2C工具，需要安装`python - smbus`软件包： ```bash sudo apt - get install python - smbus ``` 如果你计划使用Perl来构建控制I2C设备的工具，则需要安装一些额外的软件包： ```bash sudo apt - get install libi2c - dev build - essential libmoose - perl sudo cpan Device::SMBus ``` #### 4. 安装I2C内核支持 以root权限运行`raspi - config`，并按照提示为ARM核心和Linux内核安装I2C支持： ```bash sudo raspi - config ``` 选择“Advanced Options/I2C”并启用该接口，允许I2C内核模块默认加载。更改设置后，需要重启设备，重启后模块应已加载并可用。 通过查看以下文件的内容来验证i2c模块是否可用： ```bash cat /etc/modules ``` 该文件的内容应类似于以下示例： ```plaintext # /etc/modules: kernel modules to load at boot time. # # This file contains the names of kernel modules that should be loaded # at boot time, one per line. Lines beginning with "#" are ignored. i2c - bcm2708 i2c - dev ``` 如果重启后，`/etc/modules`文件中不存在这些模块，可以使用`vi`编辑器以root权限编辑该文件并添加上述两行： ```bash sudo vi /etc/modules ``` 另一种简单的方法是使用以下单行命令： ```bash sudo echo "i2c - bcm2708" >> /etc/modules sudo echo "i2c - dev" >> /etc/modules ``` 根据你安装操作系统的时间、版本以及在树莓派上进行的其他实验，某些模块可能会被列入`modprobe`黑名单。该文件用于禁用某些模块，防止它们在启动时加载。查看文件内容： ```bash sudo cat /etc/modprobe.d/raspi - blacklist.conf ``` 你可以使用`vi`编辑器以root权限编辑该文件，注释或删除包含相关模块名称的行： ```bash sudo vi /etc/modprobe.d/raspi - blacklist.conf ``` 也可以使用以下单行命令： ```bash MPBL=/etc/modprobe.d/raspi - blacklist.conf; [ -f ${MPBL} ] && sudo perl -p -i -e 's:^(blacklist (spi|i2c) - bcm2708):#$1:g' ${MPBL} ``` 此