树莓派：开机使用

时间 2019-11-05

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做者：Vamei 出处：http://www.cnblogs.com/vamei 严禁任何形式转载。html

树莓派是一款信用卡大小的超小型电脑，由英国的树莓派基金会研发。因为超小的体积，树莓派从2012年发行起就风靡全球。别看树莓派身板小，它但是一台功能完整的电脑。链接上显示器、鼠标和键盘后，你能够像使用通常台式机那样使用树莓派。对于树莓派3来讲，还内置了WiFi和蓝牙的无线支持，能够更方便地进行无线链接。在许多硬件创新项目中，均可以看到树莓派的身影。我将在一系列文章中，介绍树莓派的基本用法。linux

硬件介绍

下图中是一台树莓派3。能够看到，它提供了丰富的接口。编程

图中标出了树莓派的主要接口。第一次启动树莓派，你须要接入USB接口的鼠标和键盘，以及常见的HDMI显示器。此外，你还须要一个输出电压为5V的电源。这个电源线的输出端是Micro USB，与树莓派链接。树莓派官方的电源插座能够直接插到家用的220V电压插座上。或者，你也能够买一根USB转Micro USB的链接线，把USB那一端插入到PC或其余提供电源的USB端口。一旦接上，树莓派就会自动启动。浏览器

咱们能够顺便看一下树莓派上的其余硬件。树莓派正中是博通的ARM CPU，也就是ARM的心脏。除此以外，正面还有一个GPU芯片，主要用于图像处理。芯片背面的方形芯片，是树莓派的内存。树莓派主要靠这三个芯片进行最重要的控制和运算工做。此外，树莓派还提供了不少通往外部世界的接口。图中最右侧有4个USB口和1个以太网口。在以太网接口插入网线，就能够有线地链接到互联网。下侧除了电源接口、链接显示器的HDMI输出口和音频口，还有一个用于链接专用摄像头的排线口。须要注意的是，树莓派只有在开机时检查到显示设备时，才会向HDMI端口输出，因此必须在开机前就连好HDMI接口的显示器。左侧的上面有一个显示的排线口。考虑到HDMI的普遍使用，该插口出场机会不是很高。左侧的下面有一个Micro SD卡的插口。这张SD卡取代了通常电脑中的硬盘。树莓派的上侧还有一排针脚，构成了通用编程接口（GPIO）。GPIO能够用于和不少原始的硬件外设进行底层链接。网络

系统安装和启动

树莓派只是硬件，咱们还须要软件来让树莓派跑起来。树莓派上最基础的软件就是它的操做系统。因为树莓派用一张Micro SD卡来做为它的存储空间，因此操做系统也是安装在这张SD卡上。树莓派官网提供了Raspbian的镜像文件，只须要把这个镜像文件烧录到SD卡上，就能够把这张SD卡插入到树莓派中使用了。Raspbian是继承自Debian操做系统。Debian是Linux的一个发行版本，而Linux又听从Unix的规范。所以，假如你熟悉Unix家族的任何一款操做系统，都能很快上手树莓派。反过来讲，当你熟悉了Raspbian，那么也能熟练运用苹果OS X这样的Unix系统。socket

Raspbian系统的操做界面编程语言

对于树莓派来讲，全部的软件都安装在一张小型SD卡上，操做系统也不例外。缺了这张SD卡，树莓派就根本无法使用。咱们须要另一台电脑来把操做系统的程序存入到这张SD卡中。不用说，这台电脑必须有SD卡的读写口。不少笔记本电脑都自带SD卡插口。即便没有，一个USB接口的读卡器也能够很便宜地买到。此外，你还要到树莓派官网去下载操做系统的源文件。因为操做系统不时会更新，因此文件的名字也会有差别。我在下文中统称文件名为raspbian.image。编辑器

1）Unix系统ide

若是你的电脑是Unix系统，如Linux和Mac OSX，咱们能够用现成的工具来为树莓派制做操做系统。把SD卡插入电脑的读卡槽后，咱们首先要找到SD卡挂载的路径。工具

若是是在Mac OSX下，那么输入下面命令，能够列出挂载的全部存储设备：

diskutil list

从中找到对应SD卡大小的设备，并记下它的路径，如/dev/disk3。若是是Linux系统下，那么能够用以下命令来找出路径：

sudo fdisk -l

而后，可使用UNIX系统下共通的dd工具，把镜像文件写入SD卡：

sudo dd if=/dev/disk3 of=./raspian.image

2）Windows系统

在Windows下，有现成的图形化软件来完成上述镜像烧录工做，好比树莓派官网推荐的Win32DiskImager。整个操做过程比UNIX系统更加简单，这里再也不赘述。

写入完成后，把SD卡插入到树莓派的卡槽中，为树莓派连通电源，就能够从屏幕上看到树莓派的启动画面了。

桌面

开机完成后，就能够进入到Rapbian的图形化桌面了。图形化桌面提供的主要功能，都包含在上方的导航栏中：

Raspbian系统的操做界面

导航栏左上角的菜单（Menu）包含了不少应用软件。菜单中提供了不少功能软件：

Programming：编程工具，如动态编程语言Python，用于数学运算的Mathematica，以及用于编程教育的Scratch等。
Office：办公软件，即开源的LibreOffice套装。
Internet：互联网软件，如电子邮件客户端和浏览器。
Games：游戏。这里有点失望，除了Minecraft，就是用于游戏编程的Python Games。
Accessories：工具软件，如文件管理器File Manager、终端Terminal、文本编辑器等。
Sound & Videos：VLC播放器。

此外，菜单终端Preferences用于系统设置，你能够在里面设置时间、语言、显示等选项。最下方的Shutdown按钮用于关机或重启。

紧邻着菜单的是来自菜单的五个经常使用软件，依次是浏览器、文件管理器、终端、以及进行科学运算的Mathematica和Wolfgram。在咱们的教程中，最经常使用的就是其中的终端。右侧的几个按钮中，从左到右依次是蓝牙、Wifi、声音控制、CPU使用监控、时间。你能够经过Wifi按钮来链接无线网。最右端列出了全部的可插拔设备，如USB存储器。桌面上除了硕大的树莓派标志，就是一个回收箱Wastebasket。

树莓派的图形化桌面确实可让人探索一段时间。但这个桌面能够说有一些简陋。“画面精美”历来都不是Linux的长处。若是你真的想用这样的桌面系统进行办公的话，恐怕要更加失望。那树莓派的浏览器打开网站上的视频，你极可能会遭遇缓慢的页面加载的缓慢和卡顿的视频播放。你要是想开多个窗口工做的话，桌面很容易就会崩溃。毕竟，树莓派的配置很低端，而计算机图形的呈现都至关消耗资源。幸亏，Linux提供了更好的与树莓派的方式：Shell。

打开终端（Terminal），桌面上就会出现一个黑色背景的窗口。窗口上显示着：

pi@raspberrypi:~ $

这里的pi是你的用户名，raspberrypi是计算机的名字。$是命令提示符。若是你敲击键盘，会发现字符会显示在$提示符的后面，造成一串文本形式的命令。所谓的Shell，就是运行在终端中的程序。它会分析你的文本输入，而后把文本活动转换成相应的计算机活动，很少也很多。

好比说输入date命令：

date

敲击回车键Enter后，会显示出系统当前的时间。

Shell看起来简陋，但实际上比图形化桌面强大得多。Linux操做系统继承自Unix操做系统。不管是Linux，仍是Unix操做系统，最初都只提供了Shell这一种用户操做界面。后来发展起来的图形化的桌面无法提供Shell的全部功能。若是你习惯了这个文本操做界面，还会发现它不但比桌面强大，还比桌面好用得多。如今，我将介绍一些命令，一方面让你更加了解树莓派，另外一方面也让你体验一下Shell。

了解你的树莓派

1）Linux通用命令

Linux系统提供了各类各样的命令。在Shell中输入这些命令，就能够实现许多功能。我在这里介绍一些命令，帮助你来了解本身的树莓派。首先用lscpu的命令来查询CPU的信息：

lscpu

终端窗口中就打印出CPU的信息：

Architecture:          armv7l
Byte Order:            Little Endian
CPU(s):                4
On-line CPU(s) list:   0-3
Thread(s) per core:    1
Core(s) per socket:    4
Socket(s):             1
Model name:            ARMv7 Processor rev 4 (v7l)
CPU max MHz:           1200.0000
CPU min MHz:           600.0000

能够看到，个人树莓派用的是4核的ARM处理器，最高频率能够达到1200MHz。

而后，能够用free命令来了解内存使用情况：

free -h

在使用上面的命令时，增长了-h的选项。这里的字母h是human readable的意思，即把本来以字节为单位的结果，转换成更适合显示的单位。结果以下：

             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:          862M       739M       122M        14M        44M       397M
-/+ buffers/cache:       298M       563M
Swap:          99M         0B        99M

能够看到，内存总量是862M，在接下来的列中，还能够看到已用和自由的内存空间。

而后，咱们能够看看SD卡的存储状况，用命令fdisk：

sudo fdisk -l

命令fdisk用于显示磁盘信息。选项-l表示列出全部磁盘。咱们又看到命令前面增长了sudo。由于fdisk命令的执行须要超级管理员的权限，sudo正是以超级管理员的身份来执行fdisk。结果的最后两行以下：

Device         Boot  Start      End  Sectors  Size Id Type
/dev/mmcblk0p1        8192   131071   122880   60M  c W95 FAT32 (LBA)
/dev/mmcblk0p2      131072 30318591 30187520 14.4G 83 Linux

整个SD卡被分红了两个分区。一个分区有60M大小，专门用于树莓派的开机启动。另外一个分区用于储存其余的全部数据。

使用lsusb，能够找到全部的USB外设：

Bus 001 Device 005: ID 0e8f:2517 GreenAsia Inc. 
Bus 001 Device 006: ID 045e:0750 Microsoft Corp. Wired Keyboard 600
Bus 001 Device 003: ID 0424:ec00 Standard Microsystems Corp. SMSC9512/9514 Fast Ethernet Adapter
Bus 001 Device 002: ID 0424:9514 Standard Microsystems Corp. 
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub

使用uname -a，能够完整地显示出操做系统的信息：

Linux raspberrypi 4.1.19-v7+ #858 SMP Tue Mar 15 15:56:00 GMT 2016 armv7l GNU/Linux

个人系统使用的内核是Linux4.1.19版本。还能从输出结果中看到内核的发布时间是2016年3月15号。

最后，你能够用ifconfig命令来查看网络接口。命令运行结果以下：

eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr b8:27:eb:d8:ed:f4  
          inet6 addr: fe80::9b8b:c0de:d083:6ddd/64 Scope:Link
          UP BROADCAST MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)

lo        Link encap:Local Loopback  
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1
          RX packets:243 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:243 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0 
          RX bytes:19020 (18.5 KiB)  TX bytes:19020 (18.5 KiB)

wlan0     Link encap:Ethernet  HWaddr b8:27:eb:8d:b8:a1  
          inet addr:192.168.0.108  Bcast:192.168.0.255  Mask:255.255.255.0
          inet6 addr: fe80::ba27:ebff:fe8d:b8a1/64 Scope:Link
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:45926 errors:0 dropped:4268 overruns:0 frame:0
          TX packets:10469 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:26867855 (25.6 MiB)  TX bytes:1360267 (1.2 MiB)

其中eth0表明了以太网接口，wlan0表明了Wifi接口。而lo是虚拟出来的本地接口，用来表示本机。在链接上网的接口中，咱们能够看到该接口的IP地址等信息。例如说wlan0的IP地址是192.168.0.108。因为我没有插网线，因此eth0并无IP地址。

2）树莓派专用命令

除了通用的Linux命令，树莓派还提供了vcgencmd命令，用于和树莓派硬件直接互动。好比在Shell中执行：

vcgencmd measure_temp

上面命令中，第二段的measure_temp称为命令的参数。参数是选项以外另外一种给命令提供额外信息的方式。上面的命令将返回CPU的温度：

temp=51.5'C

用下面命令测量树莓派的核心电压：

vcgencmd measure_volts core

返回电压值：

volt=1.2000V

vcgencmd提供的功能还有不少。除了显示硬件信息，你还能用这个命令来控制硬件。它的用法再也不一一列举，具体可参考vcgencmd。

这一篇介绍了树莓派的硬件和基本操做，并由此开启树莓派之旅。

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