树莓派从购买到基本输入输出

最近比较空闲的没事想搞搞硬件因为是软件工程硬件硬件相关的不太了解虽然二级专业是信息工程有dsp的课程但是dsp太复杂了。。搞不懂。。。当时学的云里雾里实验课拿到板子也完全不知道搞啥而且板子也是相当专业的数字信号处理器其实有点想学嵌入式专业的一些基础的课程 51开发板啊汇编语言啊什么的可惜没有机会于是心血来潮最近想搞个板子玩玩自己搞个智能玩具什么的

强烈建议没有linux使用经验先去研究一些linux相关的知识和操作再来因为本文从安装到使用基本都是在命令行下进行的

购买

板子很多但是对初学者来说选择不多树莓派相比51这些算是比较容易学习使用的了 51开发板因为没有系统所以代码写完之后需要编译然后导入到板子上而且开发的语言选择也不多而树莓派可以安装平时熟悉的操作系统所以开发成本降低了非常多但是树莓派还是有点贵而且配件也贵听说国产有个兼容树莓派的 orange pi的。。。感兴趣的可以试试看嗯嗯还有国产龙芯的板子也可以一试有机会为了方便还是直接买树莓派了买的时候有坑只有裸板连电源都没有另外的配件注意几个点

电源：可选，安卓充电头的输出是5V/1A的树莓派3b需要5V/2A (具体的要求要看具体板子型号的信息) 实测直接使用没有问题不过据说当板子接太多外设的时候可以会造成电量不足一般情况下是没有问题的初学者不买问题也不大为了以防万一可以买
tf卡：必须，板子的系统是安装在tf卡，建议8G以上，有的系统安装完之后可能会很大
hdmi线：建议，因为非常意外，加粗一下，本来以为安装之后可以直接用了结果遇到坑了结果系统安装完成之后打开板子连不上ssh 才意识到sshd服务是没有自动启动的远程根本连不上最后连上显示器搞定不过我猜测是和系统相关的可能有的系统是默认sshd服务打开的官方的RASPBIAN是没有默认开启的具体后面安装系统讲
开发用外设：建议，购买开发者入门套件，买树莓派不搞硬件你买个卵子最烦买树莓派安装了ubuntu 然后当作远程下载工具或者当站点用的了那你tm别买树莓派啊如果只是把树莓派当小型服务器用的建议把树莓派卖了吧我买了一块集合了各种功能的板子 nxez 我买的板子官网上还没上线不过差不多有8个led 4位数字显示屏一个2位开关一个蜂鸣器一个继电器还有其他好几个东西对初学来说非常棒
开发无关外设：随意，盒子，散热器，面包板，杜邦线等，看个人喜好和实际情况因为安装了这些后会占用空间如果板子接口没有做扩展的话不一定能和开发用外设一起安上

安装系统

安装系统是个坑系统挺多官方的非官方的本来想安装ubuntu的结果ubuntu官网出问题了就安装了官方的RASPBIAN JESSIE LITE 2016-11-25 这个是无桌面版本的如果安装有桌面版本( RASPBIAN JESSIE WITH PIXEL)的话上面的hdmi先就有用处了无所谓

官方教程是使用dd命令进行刻盘具体方法不多说其实我挺不想用这个的

刻完之后会发现 tf卡只有几十兆其他空间不可读这个可读的部分是系统的配置文件

除了直接安装系统外官网还给了NOOBS这个工具来安装系统下载下来解压把东西全复制到tf卡上不需要刻录插树莓派上就能直接打开不过这个工具是GUI的需要外接显示器跟着它可以安装配置系统但是这个安装的系统是要现场下载的不方便也有个带了raspbian的版本看心情选择吧挺大的据说还可以用这个工具自己自定义一个系统具体可以查一下其他资料

配置环境

系统是raspbian 基于debian的软件安装非常方便国内也有源http://mirrors.aliyun.com/raspbian/

这个系统默认不自启动ssh server 需要在运行rasp-config里设置开机启动 坑啊。。。以为默认开启的结果怎么也连不上估计可以修改tf卡上的配置让它能自启动可惜我不知道所以这时候就只能接显示器了

系统自带python2&3 自带了操作的库如果使用python的话就不需要配置了我用的是nodejs 之后的操作主要使用wiring-pi这个库所以也没啥系统级的需要配置的不过要注意的是这个库需要root权限运行所以node要安装到全局环境如果使用其他库应该是不需要的

开发

基本知识 – gpio

gpio
就是那一排40pin的接口具体其实只有两种 1. 电源: 3.3V，5V，接地(GND) 2. 可编程GPIO，

其中有几个口可以支持特殊的功能：（以下内容具体什么意思我也不懂，哈哈哈哈哈信息工程白学了）

TxD/RxD是一组，串口通讯用的，
SDA/SCL是一组，IIC协议通讯用的，
MOSI、MISO、SCLK， CE0, CE1，是SPI通讯协议用的，
某几个口支撑pwm，脉冲输入输入，没有特殊标记，不知道有哪些

因为各种说明图里都是把这几个单独标了功能名的刚开始的时候误以为这几个特殊的不能用来普通的如果只用来简单的输入输出这些GPIO接口都是等价的

基本知识 – 接口编号

有三种接口编号方式，1. GPIO BCM 2. wiringPi 3. board: 物理编号挺乱的一般来说各种库都是支持三种编号的自己统一使用一种就可以了很少直接使用物理编号

基本操作 – 输出

有个坑，高电平不一定表示开，有可能低电位才表示开具体要看情况

直接上代码好了

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const wpi = require('wiring-pi');   // 使用这个库来操作GPIO
wpi.setup("gpio");  // 使用 GPIO BCM编码方式
wpi.digitalWrite(18, 1);  //  端口18输出高电平

基本操作 – 输入

输入也有坑

const wpi = require('wiring-pi');
wpi.setup("gpio"); 
wpi.pinMode(18, wpi.INPUT);  // 设置18端口为输入端口
wpi.pullUpDnControl(18, wpi.PUD_DOWN);  // 设置18端口默认输入为低电平，关于pull-up 和 pull-down搞不太清楚  大概是设置一个初始状态的吧应该 
// 在合适的地方，如果没有设置初始状态，直接读取数值是无法确定的 
let input = wpi.digitalRead(18);  // 从18端口读取电平状态

读取的时候坑来了有输入的时候是没有事件通知的所以唯一的办法就通过轮询不停地获取输入的状态一旦有变化就向外通知举个例子，比如这样

//随手写了一个 js 版循环。。。。  还挺好用
function whileTrue(fn, time = 0) { 
    let fnPro = new Promise(r => setTimeout(fn, time, r));
    return fnPro.then(ret => ret && whileTrue(fn, time));
}
const pin = 18;
wpi.pullUpDnControl(pin,  wpi.PUD_DOWN);
let lastInputRaw = 0;
whileTrue((next) => {
    let inputRaw = wpi.digitalRead(pin);
    if (lastInputRaw !== inputRaw) { // 如果有变化
        // TODO  
        lastInputRaw = inputRaw；
    }
    next(true);
}， 10);

基本操作 – 其他

PWM脉冲输出自己研究吧某几个端口可以直接硬件脉冲输出对于其他不支持硬件直接输出的可以用基本的输出来模拟的啊（Soft PWM）
SPI，不懂
I2C/IIC，不懂
串口/Serial，不懂
其他

开发套件上手

研究完基本的输入输出开发套件上的小led灯啊 4位显示屏啊蜂鸣器啊开关啊什么的完全都不是问题了因为几个都是基本的gpio输入输出的东西大不了就是逻辑复杂一点特别是4位显示屏实际上用起来的时候才发现有坑 (之前学逻辑电路学过但是忘了) 建议可以先看一下它的电路结构因为它一次只能显示一个数字要显示不同的数字的话得非常快的不停循环让人眼以为是同时显示的

大概两三天后续：不要买开发套件了，非常坑，功能太少，价格还贵，建议自己直接买小元件，直接买十几个LED，买个面包板，开关，杜邦线，数字显示屏，还可以买一些传感器，温度距离之类的，都非常便宜，一个元件就三四块钱，比开发套件性价比高太多了，led几分钱一个，杜邦线和开关几毛钱一个。开发套件买了之后功能太少太少了，基本的输入输出会了之后就没什么用了。