精通Raspberry Pi

《精通Raspberry Pi》是2015年出版的圖書，作者是[美]Warren Gay 。

基本介紹

• 書名：精通Raspberry Pi
• 作者：[美]Warren Gay 著 張龍傑，陳青華，劉勇 譯
• 出版時間：2015.11.01

基本信息

作者：[美]Warren Gay 著 張龍傑，陳青華，劉勇 譯
定價：79.80元
印次：1-1
ISBN：9787302418870
出版日期：2015.11.01

內容簡介

Raspberry Pi完全參考指南催生你的項目創意！ Raspberry Pi是一款優秀教學工具，如果你打算講授Linux基礎原理或Python程式設計課程，該工具將是一個良好開端。但如果你是一名電子工程師、Linux系統管理員或經驗豐富的製造商，你不僅要了解基礎理論和入門知識，還必須掌握Raspberry Pi的內部工作原理來完成設計。 如果你打算學習Raspberry Pi專業知識、完成電路圖、詳細了解硬體、報告電壓和溫度以及重新編譯核心，那么 精通Raspberry Pi 一書無疑是你的最佳之選。本書不僅透徹闡釋硬體和作業系統，還列舉各種可供調整後用於實際項目的示例。

目錄

第1章為什麼學習本書？ 1

1.1本書讀者對象 1

1.2本書主要內容 2

1.3學習方法 2

1.4本書的組織結構 3

1.5本書中的軟體 4

1.6結束語 5

第2章RaspberryPi 7

2.1型號 7

2.2共有的硬體 9

2.3選擇哪一種型號？ 9

第3章準備 11

3.1靜態IP位址 11

3.2使用SSH 12

3.3虛擬網路計算機 13

3.3.1顯示器編號 13

3.3.2幾何尺寸 13

3.3.3深度 14

3.3.4像素格式 14

3.3.5密碼設定 14

3.3.6伺服器的啟動 14

3.3.7VNC查看器 14

3.3.8停止VNC伺服器 15

3.4原型站 15

3.5AdafruitPiCobbler 16

3.6Gertboard 17

3.7裸機 17

第4章電源 19

4.1計算功率 19

4.2電流需求 20

4.3外圍設備電源 20

4.4B型輸入電源 21

4.5A型輸入電源 22

4.63.3V電源 22

4.7供電的USB集線器 22

4.8電源適配器 22

4.8.1一款不合適的電源 23

4.8.2電子書適配器 23

4.8.3最好的電源 23

4.8.4電壓測試 24

4.9蓄電池電源 25

4.9.1要求 25

4.9.2餘量 25

4.9.3LM7805調節 25

4.9.4DC-DC降壓變換器 26

4.10供電不足的徵兆 28

4.11斷電 28

第5章頭帶、LED和復位 29

5.1狀態指示LED燈 29

5.1.1OK或ACTLED 29

5.1.2PWRLED 29

5.1.3FDXLED 30

5.1.4LNKLED 30

5.1.510M或10/100LED 30

5.2P1頭 30

5.2.1安全模式 32

5.2.2邏輯電平 33

5.2.3復位時GPIO的配置 33

5.2.4單匯流排驅動器 33

5.3P5頭 33

5.4復位 34

第6章SDRAM 37

6.1/proc/meminfo 37

6.1.1MemTotal(總存儲器) 39

6.1.2MemFree(空閒存儲器) 39

6.1.3Buffers(緩衝區) 40

6.1.4Cached(高速快取的) 40

6.1.5SwapCached(交換的緩衝區) 40

6.1.6Active(活躍的存儲器空間) 40

6.1.7Inactive(不活躍的存儲器空間) 40

6.1.8Active(anon) 41

6.1.9Inactive(anon) 41

6.1.10Active(file) 41

6.1.11Inactive(file) 41

6.1.12Unevictable(不可回收的) 42

6.1.13Mlocked(被鎖定的) 42

6.1.14SwapTotal(交換的總數) 42

6.1.15SwapFree(自由交換的數量) 42

6.1.16Dirty 42

6.1.17Writeback 43

6.1.18AnonPages 43

6.1.19Mapped 43

6.1.20Shmem 43

6.1.21Slab 43

6.1.22SReclaimable 44

6.1.23SUnreclaim 44

6.1.24KernelStack 44

6.1.25PageTables 44

6.1.26NFS_Unstable 44

6.1.27Bounce 45

6.1.28WritebackTmp 45

6.1.29CommitLimit 45

6.1.30Committed_AS 46

6.1.31VmallocTotal 47

6.1.32VmallocUsed 47

6.1.33VmallocChunk 47

6.2物理存儲器 47

6.3存儲器映射 48

6.3.1地址 50

6.3.2長度 50

6.3.3保護 50

6.3.4標誌 50

6.3.5檔案描述符 50

6.3.6偏移 51

6.3.7返回值 51

6.3.8volatile關鍵字 51

6.4虛擬存儲器 52

6.5關於SDRAM的最後一點看法 52

第7章CPU 53

7.1鑑別 53

7.2超頻 54

7.3執行 56

7.4執行緒 57

7.4.1pthread頭檔案 57

7.4.2pthread錯誤處理 57

7.4.3pthread_create(3) 58

7.4.4pthread_attr_t 59

7.4.5pthread_join(3) 60

7.4.6pthread_detach(3) 61

7.4.7pthread_self(3) 62

7.4.8pthread_kill(3) 62

7.5mutex 63

7.5.1pthread_mutex_create(3) 63

7.5.2pthread_mutex_destroy(3) 63

7.5.3pthread_mutex_lock(3) 64

7.5.4pthread_mutex_unlock(3) 64

7.6條件變數 65

7.6.1pthread_cond_init(3) 66

7.6.2pthread_cond_destroy(3) 67

7.6.3pthread_cond_wait(3) 67

7.6.4pthread_cond_signal(3) 68

7.6.5pthread_cond_broadcast(3) 68

第8章USB 69

8.1電源 70

8.2供電集線器 70

8.3USBAPI支持 71

8.3.1libusb 71

8.3.2Include檔案 71

第9章乙太網 75

9.1有線乙太網 75

9.1.1/etc/network/interfaces 76

9.1.2改變到靜態IP 76

9.1.3測試靜態IP位址 77

9.1.4USB適配器 78

9.1.5/etc/hosts檔案 78

9.2無線乙太網 78

第10章SD卡存儲 83

10.1SD卡媒介 83

10.2SD卡接口 83

10.3SD卡基礎 84

10.4Raspbian區塊尺寸 84

10.5容量和性能 86

10.6傳送模式 86

10.6.1SPI匯流排模式 86

10.6.21位SD模式 87

10.6.34位SD模式 88

10.7耗損均衡 88

第11章UART 91

11.1RS-232轉換器 91

11.2RS-232 93

11.2.1起始位 93

11.2.2數據位 94

11.2.3奇偶位 94

11.2.4停止位 94

11.2.5波特率 95

11.2.6中斷 96

11.2.7流控制 96

11.3RaspberryPiUART 98

11.4ARMPL011UART 98

11.4.1RTS/CTS訪問 98

11.4.2PL011UART特性 99

11.5獨占串列線路的使用 100

11.5.1步驟 100

11.5.2驗證 101

11.6串列API 101

11.6.1頭檔案 101

11.6.2open(2) 101

11.6.3結構體termios 102

11.6.4tcgetattr(3) 104

11.6.5tcsetattr(3) 105

11.6.6tcsendbreak(3) 105

11.6.7tcdrain(3) 106

11.6.8tcflush(3) 106

11.6.9tcflow(3) 107

11.6.10cfmakeraw(3) 107

11.6.11cfgetispeed(3) 110

11.6.12cfgetospeed(3) 110

11.6.13cfsetispeed(3) 111

11.6.14cfsetospeed(3) 111

11.6.15cfsetspeed(3) 111

11.6.16read(2) 112

11.6.17write(2) 113

11.6.18readv(2)和writev(2) 114

11.6.19EINTR錯誤 115

第12章GPIO 117

12.1引腳和名稱 117

12.2復位後的配置 118

12.3上拉電阻 120

12.3.1配置上拉電阻 120

12.3.2測試上拉狀態 124

12.4邏輯電平 125

12.5驅動能力 125

12.5.1輸入引腳 126

12.5.2輸出引腳 126

12.5.3驅動LED 128

12.5.4測試驅動能力 130

12.6GPIO電流預算 132

12.7配置 132

12.7.1交替功能選擇 132

12.7.2輸出引腳 133

12.7.3輸入引腳 133

12.7.4交替功能 133

12.8SysfsGPIO訪問 134

12.8.1export 134

12.8.2unexport 135

12.8.3gpioX 135

12.8.4晶片級 137

12.9GPIO測試器 137

12.10GPIO輸入測試 138

12.11可能的波動 140

12.12讀取事件 140

12.13直接暫存器訪問 145

12.13.1gpio_init() 146

12.13.2gpio_config() 146

12.13.3gpio_write() 146

12.13.4gpio_read() 147

12.13.5gpio_io.c 147

12.14GPIO電晶體驅動器 149

12.14.1驅動器設計 149

12.14.2替代品 151

12.14.3電感負載 151

12.14.4驅動器小結 152

12.15GPIO實用程式 152

12.15.1顯示GPIO設定 153

12.15.2讀GPIO 154

12.15.3寫GPIO 154

12.15.4修改驅動層 154

第13章單匯流排驅動器 155

13.1單匯流排與供電 155

13.2線上供電 155

13.3主機和從機 156

13.4協定 156

13.4.1復位 157

13.4.2數據輸入/輸出 157

13.5從機支持 158

13.6讀取溫度 158

13.6.1匯流排主機 160

13.6.2從機設備 160

13.6.3讀取溫度 162

13.7單匯流排GPIO引腳 162

第14章I2C匯流排 165

14.1I2C概述 165

14.2SDA和SCL 166

14.3多主機和仲裁 166

14.4匯流排信號傳輸 167

14.5數據位 167

14.6訊息格式 168

14.7哪些I2C匯流排？ 169

14.8I2C匯流排速度 169

14.9工具 170

14.10I2CAPI 170

14.10.1核心模組支持 170

14.10.2頭檔案 171

14.10.3open(2) 171

14.10.4ioctl(2,I2C_FUNC) 172

14.10.5ioctl(2,I2C_RDWR) 172

第15章SPI匯流排 175

15.1SPI基礎 175

15.2SPI模式 176

15.3信號傳輸 176

15.4從機選擇 177

15.5驅動支持 178

15.6SPIAPI 179

15.6.1頭檔案 179

15.6.2打開設備 180

15.6.3SPI模式宏 180

15.6.4字的每一位 181

15.6.5時鐘頻率 182

15.6.6數據輸入/輸出 182

15.6.7關閉 185

15.6.8寫 185

15.6.9讀 185

15.7SPI測試 185

第16章引導 189

16.1引導ARMLinux 189

16.2啟動順序 190

16.3引導檔案 190

16.4config.txt 191

16.4.1複合視頻設定 191

16.4.2高精度視頻 192

16.4.3過掃描視頻 198

16.4.4幀緩衝器設定 198

16.4.5通用視頻選項 199

16.4.6授權的多媒體數字編解碼器 200

16.4.7測試 200

16.4.8存儲器 200

16.4.9啟動引導選項 201

16.4.10超頻 205

16.4.11保單與超頻 206

16.4.12電壓設定 210

16.5cmdline.txt 212

16.5.1Serialconsole= 213

16.5.2Virtualconsole= 214

16.5.3kgdboc= 214

16.5.4root= 214

16.5.5rootfstype= 215

16.5.6elevator= 215

16.5.7rootwait= 215

16.5.8nfsroot= 216

16.5.9ip= 217

16.6應急核心 217

第17章初始化 219

17.1運行等級 219

17.2/etc/inittab 220

17.2.1inittab的行為initdefault 220

17.2.2常規啟動順序 221

17.2.3inittab的行為wait 223

17.2.4inittab的行為once 223

17.2.5inittab的行為respawn 224

17.3改變運行等級 224

17.3.1telinit 224

17.3.2運行等級的修改 225

17.3.3單用戶模式 225

17.3.4關機和重啟 225

17.4創建新的服務 225

第18章vcgencmd 227

18.1vcgencmd命令 227

18.2選項measure_clock 228

18.3選項measure_volts 229

18.4選項measure_temp 230

18.5選項codec_enabled 230

18.6選項version 231

18.7選項get_lcd_info 231

18.8選項get_config 231

第19章Linux控制台 233

19.1可用的控制台 233

19.2串列控制台 234

第20章交叉編譯 235

20.1術語 235

20.2作業系統 236

20.3宿主、客戶、本地和目標 236

20.3.1平台的限制 237

20.3.2沒有VirtualBox(本機) 237

20.3.3使用VirtualBox(Ubuntu/Linux) 237

20.4規劃你的交叉開發環境 237

20.5構建交叉編譯環境 238

20.5.1下載crosstool-NG 238

20.5.2暫存目錄 239

20.5.3解壓源碼檔案(tarball) 239

20.5.4創建/opt/x-tools目錄 239

20.5.5安裝軟體包依賴 239

20.5.6配置crosstool-NG(原始碼安裝的第一步) 240

20.6編譯crosstool-ng 240

20.7將程式安裝至系統中 240

20.8路徑 240

20.9交叉編譯配置 241

20.9.1路徑和其他選項 241

20.9.2目標選項 243

20.9.3作業系統 243

20.9.4二進制實用程式 244

20.9.5C語言編譯器 244

20.9.6保存配置 245

20.10構建交叉編譯器 246

第21章交叉編譯核心 249

21.1鏡像工具 249

21.2下載核心 250

21.3編輯Makefile 251

21.4makemrproper指令 252

21.5核心配置 252

21.6makemenuconfig指令(圖形化的核心配置) 253

21.7make指令 253

21.8準備核心鏡像 253

21.9安裝核心鏡像 254

21.10模組 255

21.11固件 256

21.12SD卡VirtualBox(虛擬機)的安裝 257

第22章DHT11感測器 259

22.1特徵 259

22.2電路 260

22.3協定 260

22.3.1通用協定 260

22.3.2數據位數 261

22.3.3數據格式 261

22.3.4軟體 262

22.3.5選擇的方法 263

22.4運行示例 264

22.5原始碼 265

第23章MCP23017GPIO擴展器 271

23.1DC特徵 271

23.1.1GPIO輸出電流 272

23.1.2GPIO輸入 272

23.1.3待機電流 273

23.1.4輸入邏輯電平 273

23.1.5輸出邏輯電平 273

23.2復位時序 274

23.3電路 274

23.4I2C匯流排 275

23.5接線和測試 275

23.6軟體配置 277

23.7主程式 283

23.8i2c_funcs.c模組 288

23.9sysgpio.c模組 291

23.10運行示例 294

23.11回響時間 296

第24章Nunchuk手柄 299

24.1項目概況 299

24.2Nunchuk手柄的特點 299

24.3連線器引腳輸出 300

24.4測試連線 301

24.5NunchukI2C協定 302

24.5.1加密 302

24.5.2讀取感測器的數據 302

24.6Linuxuinput界面 303

24.6.1使用頭檔案 304

24.6.2打開設備節點 304

24.6.3配置事件 304

24.6.4創建節點 308

24.6.5發布EV_KEY事件 309

24.6.6發布EV_REL事件 310

24.6.7發布EV_SYN事件 310

24.6.8關閉uinput 311

24.7X-Windows(圖形用戶界面) 311

24.8輸入實用程式 312

24.9測試Nunchuk 312

24.9.1測試./Nunchuk 313

24.9.2Lsinput實用程式 314

24.9.3input-events實用程式 314

24.10程式 315

第25章實時時鐘 325

25.1DS1307概述 325

25.1.1X1和X2引腳 326

25.1.2SQW/OUT引腳 326

25.2電源 327

25.33伏特兼容性 328

25.4微小的RTC修改 328

25.5DS1307匯流排速度 331

25.6RTC和RAM地址映射 331

25.7閱讀日期和時間 332

25.8I2C通信 333

25.9接線 334

25.10運行示例 334

25.11最終測試 335

25.12啟動腳本 335

第26章VS1838B紅外接收器 345

26.1操作參數 345

26.2VS1838B電路 346

26.3軟體 347

26.3.1信號元件 348

26.3.2組織機構代碼 349

26.3.3命令行選項 349

第27章步進電機 363

27.1軟碟步進電機 363

27.2驅動器電路 365

27.3驅動驅動器 368

27.3.1輸入電平 368

27.3.2復位/啟動電源 369

27.4操作模式 370

27.4.1波驅動(0模式) 370

27.4.2全步進驅動(1模式) 370

27.4.3半步進驅動(2模式) 370

27.5軟體 371

第28章H橋驅動器 381

28.1L298驅動器 381

28.1.1感測電阻 382

28.1.2使能A和B 382

28.1.3In1和In2輸入 382

28.1.4保護二極體 382

28.2L298PCB 383

28.3從GPIO驅動 384

28.4雙極步進模式 386

28.4.1單相波模式 386

28.4.2雙相波模式 386

28.4.3半步模式 387

28.5選擇驅動GPIO 388

28.6項目示意圖 388

28.7程式運行 389

第29章遠程控制臺 399

29.1切換輸入 399

29.2CD4013 400

29.3觸發器測試 401

29.4LED燈 402

29.5?MQ 402

29.5.1執行安裝 402

29.5.2編譯和連結 403

29.6感測站的設計 403

29.7感測站程式 404

29.8控制台程式 404

29.9感測器原始碼 405

29.10控制台原始碼 413

第30章脈衝寬度調製 419

30.1PWM介紹 419

30.2PWM參數 420

30.3PWM硬體外設 420

30.4PWM軟體 420

30.5儀表電路 420

30.6pwm程式 421

30.6.1PWM硬體設定命令 423

30.6.2基於硬體顯示CPU使用百分比(率) 424

30.6.3PWM程式軟體 430

30.6.4有多少PWM？ 432

30.6.5運行PWM軟體命令 433

30.6.6基於軟體顯示CPU使用百分比 433

附錄A術語表 437

附錄B電源標準 443

附錄C電子學參考 445

附錄DRaspbianapt命令 447

附錄EARM編譯選項 451

附錄FMacOSX技巧 453

參考文獻 455