内容简介
RaspberryPi是新一代的低成本、高性能计算机,有大量的共享资源和应用前景,其计算和编程方式改变了我们的思维方式--在玩的过程中学习。本书主要讲解了出自"魔鬼天才"之手的RaspberryPi各种新奇特创意项目的制作,通过StepbyStep实例、图表与注释,引人入胜。
目录
第1章 初识RaspberryPi
硬件
软件
小结
第2章 LED闪烁器
原型板
焊接
GPl0引脚
apt-get命令
LED项目
小结
第3章 MP3播放器
原型转接头
便携式立体声音箱
音频文件格式
开关硬件输入
有关RasPi时序的考量
MP3项目需求
小结
第4章 相机控制器
项目设备需求
相机陕门操控
电子闪光灯
光电耦合开关
声控和激光模块
接口电路
延时摄影
小结
第5章 GPS
简介
GPS基本工作原理
UltimateGPS接收器
NMEA协议
gpsd程序
小结
第6章 地震检测仪
简介
地震学与地震
模数转换
SPI接口
MCP3008连接测试
地震波数据分析
操控系统
小结
第7章 智能家居
简介
z-Wave网络
RasPi与z-Wave接口
SSH登录
Openz-Wave软件
小结
第8章 家庭安防系统
简介
选购摄像头
组装激光模块
动作检测软件
监控
LaserTrip程序
其他传感器
小结
第9章 NFC/RFLD阅读器
简介
NFC原理
安装libnfc
硬件安装
初始化测试
实验程序
未来的扩展
小结
第10章 l-wire气象站
简介
设计气象站
l-wire协议
l-wire嗅探
组装气象站硬件
l-wire文件系统
查看气象数据
包嗅探
未来的扩展
小结
第11章 本地与远程逻辑控制器
简介
l-wire扩展板
l-wire文件系统(owfs)安装与配置
Linux、硬件和FuSE
8通道I/O板测试步骤
Python测试程序
嗅探监控
Android远程控制
用浏览器测试web服务
小结
第12章 智能小车:第一部分
简介
概述
底盘和驱动马达
伺服电机
第13章 智能小车:第二部分
简介
智能小车框图
I2C软件
蓝牙
智能小车程序
操控智能小车
未来的扩展
小结
第14章 氡气检测仪
简介
放射性与氡气
K2645盖革一米勒计数器
基本测试配置
制作便携辐射检测仪
操作便携盖革一米勒计数器
改进与扩展
小结
第15章 实时时钟和NTP
简介
实时时钟(RTC)
RTC软件
网络时间协议(NTP)介绍
构建RasPiNTP服务器
小结
摘要与插图
第 1章初识Raspberry Pi
本书通过 12个实例,从一些简单基础的操作到一些相对复杂的实例,引导你一步步认识 Raspberry Pi。Raspberry Pi麻雀虽小,五脏俱全。你可以把它看成是一台完整的电脑,并且可以在上面运行一个完整的 Linux操作系统。它也是大家可以买到的同档次电脑中宜的一款。
Raspberry Pi的外形尺寸是 56mm×85mm,与一张标准的信用卡大小相当。别看它尺寸不大,你很快就会发现它具有强大的功能。实物如图 1.1所示。
Raspberry Pi,基于 Linux的微型电脑
了解有关 Raspberry Pi(下文中将缩写为 RasPi)的一些历史和它的设计初衷可以帮助你理解为什么它会被设计成现在的样子以及它的一些局限性。 RasPi的概念是在 2006年左右由英国剑桥大学计算机实验室的 Eben Upton博士和他的同事所提出的。他们发现如今学习计算机科学的学生与以前的学生相比,在知识水平和动手能力上都有所下降。 Upton博士决定设计出一种廉价的计算机,让小朋友可以在上面开展各种实验,避免损坏相对价格更为昂贵的家用普通 PC机。这个想法孵化出 RasPi这个廉价的计算机产品。小朋友们可以在 RasPi上学习编程和开展各种实验,父母就不用担心他们的操作可能会损坏昂贵的计算机了。
Upton博士召集了几个朋友共同创办了 Raspberry Pi基金会,这个在英国注册的慈善机构旨在通过 RasPi这个平台提高小朋友对计算机的认识和兴趣。从现在来看,他们似乎已经实现了他们的理想,他们希望能卖出 1万台以上 RasPi的目标已经被远远超越了。截止本书写作之时,已经售出了超过 100万台 RasPi。在基金会的官方网站 www.raspberrypi.org上,你可以找到有关 RasPi的各种信息、新闻、论坛和常见问题解答等。
RasPi之所以可以卖得这么便宜,很重要的一点在于它采用了一种低成本的设计方案,使用一块 SoC(System on a Chip,片上系统)作为整个产品的基础。所谓片上系统,是指一种把内存、微处理器和图形处理器都集成在一个芯片上的技术。通过使用这样的技术,可以节约印刷电路板( PCB)的空间并简化布线。基金会选择博通公司( Broadcom)的方案来作为 RasPi的微处理器和图形处理器。图 1.2中展示了一些你应当认识和了解的组件和接口。
SoC与相关组件
尽管学习使用 RasPi并不要求你去理解 Broadcom的微处理器,但是如果能了解一些相关的知识,可以帮助你理解为什么 RasPi比你的台式电脑运行起来要慢,以及为什么 RasPi使用 3.3V的低电压来与外界打交道。我会先从硬件的角度来介绍 RasPi,然后再讨论与其相关的软件。
硬.件
Broadcom 2835微处理器及图形处理单元
RasPi使用 Broadcom BCM2835作为它的微处理器及图形处理单元( Graphics Processing Unit,GPU)。 Broadcom是一家专业的芯片设计公司,通过出售知识产权(Intellectual Property,IP)来盈利,而实际的芯片通常由别的厂家来生产。 Broadcom擅长为移动设备(包括智能手机)设计芯片。 BCM2835这块 SoC是由一个主频为 700MHz的ARM 1176JFZ-S微处理器和一块 Broadcom VideoCore. IV图形处理单元构成的。
BCM2835是为移动应用设计的,所以它需要尽可能降低功耗以延长电池的续航时间。通过降低微处理器的主频可以有效降低功耗,这就是它只以 700MHz的主频来运行的原因。这样的运行速度,只是一台主流台式电脑的 1/4。降低主频同时也意味着可以让芯片在更低的电压下工作,这就可以减少芯片工作时所产生的热量并延长芯片寿命。你可以通过超频来提高 BCM2835的运行速度,但我们通常并不建议这么做,因为这会影响芯片工作的稳定性并缩短它的寿命。其实 RasPi的运行速度对于完成本书中所介绍的应用,都已经足够快了。
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