精通Raspberry Pi

《精通Raspberry Pi》是2015年出版的图书，作者是Warren Gay 。

精通Raspberry Pi基本信息

作者：Warren Gay 著 张龙杰，陈青华，刘勇 译

定价：79.80元

印次：1-1

ISBN：9787302418870

出版日期：2015.11.01

精通Raspberry Pi内容简介

Raspberry Pi完全参考指南催生你的项目创意！ Raspberry Pi是一款优秀教学工具，如果你打算讲授Linux基础原理或Python程序设计课程，该工具将是一个良好开端。但如果你是一名电子工程师、Linux系统管理员或经验丰富的制造商，你不仅要了解基础理论和入门知识，还必须掌握Raspberry Pi的内部工作原理来完成设计。 如果你打算学习Raspberry Pi专业知识、完成电路图、详细了解硬件、报告电压和温度以及重新编译内核，那么 精通Raspberry Pi 一书无疑是你的最佳之选。本书不仅透彻阐释硬件和操作系统，还列举各种可供调整后用于实际项目的示例。

精通Raspberry Pi目录

第1章为什么学习本书？ 1

1.1本书读者对象 1

1.2本书主要内容 2

1.3学习方法 2

1.4本书的组织结构 3

1.5本书中的软件 4

1.6结束语 5

第2章RaspberryPi 7

2.1型号 7

2.2共有的硬件 9

2.3选择哪一种型号？ 9

第3章准备 11

3.1静态IP地址 11

3.2使用SSH 12

3.3虚拟网络计算机 13

3.3.1显示器编号 13

3.3.2几何尺寸 13

3.3.3深度 14

3.3.4像素格式 14

3.3.5密码设置 14

3.3.6服务器的启动 14

3.3.7VNC查看器 14

3.3.8停止VNC服务器 15

3.4原型站 15

3.5AdafruitPiCobbler 16

3.6Gertboard 17

3.7裸机 17

第4章电源 19

4.1计算功率 19

4.2电流需求 20

4.3外围设备电源 20

4.4B型输入电源 21

4.5A型输入电源 22

4.63.3V电源 22

4.7供电的USB集线器 22

4.8电源适配器 22

4.8.1一款不合适的电源 23

4.8.2电子书适配器 23

4.8.3最好的电源 23

4.8.4电压测试 24

4.9蓄电池电源 25

4.9.1要求 25

4.9.2余量 25

4.9.3LM7805调节 25

4.9.4DC-DC降压变换器 26

4.10供电不足的征兆 28

4.11断电 28

第5章头带、LED和复位 29

5.1状态指示LED灯 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头 30

5.2.1安全模式 32

5.2.2逻辑电平 33

5.2.3复位时GPIO的配置 33

5.2.4单总线驱动器 33

5.3P5头 33

5.4复位 34

第6章SDRAM 37

6.1/proc/meminfo 37

6.1.1MemTotal(总存储器) 39

6.1.2MemFree(空闲存储器) 39

6.1.3Buffers(缓冲区) 40

6.1.4Cached(高速缓存的) 40

6.1.5SwapCached(交换的缓冲区) 40

6.1.6Active(活跃的存储器空间) 40

6.1.7Inactive(不活跃的存储器空间) 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(被锁定的) 42

6.1.14SwapTotal(交换的总数) 42

6.1.15SwapFree(自由交换的数量) 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物理存储器 47

6.3存储器映射 48

6.3.1地址 50

6.3.2长度 50

6.3.3保护 50

6.3.4标志 50

6.3.5文件描述符 50

6.3.6偏移 51

6.3.7返回值 51

6.3.8volatile关键字 51

6.4虚拟存储器 52

6.5关于SDRAM的最后一点看法 52

第7章CPU 53

7.1鉴别 53

7.2超频 54

7.3执行 56

7.4线程 57

7.4.1pthread头文件 57

7.4.2pthread错误处理 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条件变量 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电源 70

8.2供电集线器 70

8.3USBAPI支持 71

8.3.1libusb 71

8.3.2Include文件 71

第9章以太网 75

9.1有线以太网 75

9.1.1/etc/network/interfaces 76

9.1.2改变到静态IP 76

9.1.3测试静态IP地址 77

9.1.4USB适配器 78

9.1.5/etc/hosts文件 78

9.2无线以太网 78

第10章SD卡存储 83

10.1SD卡媒介 83

10.2SD卡接口 83

10.3SD卡基础 84

10.4Raspbian区块尺寸 84

10.5容量和性能 86

10.6传送模式 86

10.6.1SPI总线模式 86

10.6.21位SD模式 87

10.6.34位SD模式 88

10.7耗损均衡 88

第11章UART 91

11.1RS-232转换器 91

11.2RS-232 93

11.2.1起始位 93

11.2.2数据位 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中断 96

11.2.7流控制 96

11.3RaspberryPiUART 98

11.4ARMPL011UART 98

11.4.1RTS/CTS访问 98

11.4.2PL011UART特性 99

11.5独占串行线路的使用 100

11.5.1步骤 100

11.5.2验证 101

11.6串行API 101

11.6.1头文件 101

11.6.2open(2) 101

11.6.3结构体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错误 115

第12章GPIO 117

12.1引脚和名称 117

12.2复位后的配置 118

12.3上拉电阻 120

12.3.1配置上拉电阻 120

12.3.2测试上拉状态 124

12.4逻辑电平 125

12.5驱动能力 125

12.5.1输入引脚 126

12.5.2输出引脚 126

12.5.3驱动LED 128

12.5.4测试驱动能力 130

12.6GPIO电流预算 132

12.7配置 132

12.7.1交替功能选择 132

12.7.2输出引脚 133

12.7.3输入引脚 133

12.7.4交替功能 133

12.8SysfsGPIO访问 134

12.8.1export 134

12.8.2unexport 135

12.8.3gpioX 135

12.8.4芯片级 137

12.9GPIO测试器 137

12.10GPIO输入测试 138

12.11可能的波动 140

12.12读取事件 140

12.13直接寄存器访问 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晶体管驱动器 149

12.14.1驱动器设计 149

12.14.2替代品 151

12.14.3电感负载 151

12.14.4驱动器小结 152

12.15GPIO实用程序 152

12.15.1显示GPIO设置 153

12.15.2读GPIO 154

12.15.3写GPIO 154

12.15.4修改驱动层 154

第13章单总线驱动器 155

13.1单总线与供电 155

13.2线上供电 155

13.3主机和从机 156

13.4协议 156

13.4.1复位 157

13.4.2数据输入/输出 157

13.5从机支持 158

13.6读取温度 158

13.6.1总线主机 160

13.6.2从机设备 160

13.6.3读取温度 162

13.7单总线GPIO引脚 162

第14章I2C总线 165

14.1I2C概述 165

14.2SDA和SCL 166

14.3多主机和仲裁 166

14.4总线信号传输 167

14.5数据位 167

14.6消息格式 168

14.7哪些I2C总线？ 169

14.8I2C总线速度 169

14.9工具 170

14.10I2CAPI 170

14.10.1内核模块支持 170

14.10.2头文件 171

14.10.3open(2) 171

14.10.4ioctl(2,I2C_FUNC) 172

14.10.5ioctl(2,I2C_RDWR) 172

第15章SPI总线 175

15.1SPI基础 175

15.2SPI模式 176

15.3信号传输 176

15.4从机选择 177

15.5驱动支持 178

15.6SPIAPI 179

15.6.1头文件 179

15.6.2打开设备 180

15.6.3SPI模式宏 180

15.6.4字的每一位 181

15.6.5时钟频率 182

15.6.6数据输入/输出 182

15.6.7关闭 185

15.6.8写 185

15.6.9读 185

15.7SPI测试 185

第16章引导 189

16.1引导ARMLinux 189

16.2启动顺序 190

16.3引导文件 190

16.4config.txt 191

16.4.1复合视频设置 191

16.4.2高精度视频 192

16.4.3过扫描视频 198

16.4.4帧缓冲器设置 198

16.4.5通用视频选项 199

16.4.6授权的多媒体数字编解码器 200

16.4.7测试 200

16.4.8存储器 200

16.4.9启动引导选项 201

16.4.10超频 205

16.4.11保单与超频 206

16.4.12电压设置 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应急内核 217

第17章初始化 219

17.1运行等级 219

17.2/etc/inittab 220

17.2.1inittab的行为initdefault 220

17.2.2常规启动顺序 221

17.2.3inittab的行为wait 223

17.2.4inittab的行为once 223

17.2.5inittab的行为respawn 224

17.3改变运行等级 224

17.3.1telinit 224

17.3.2运行等级的修改 225

17.3.3单用户模式 225

17.3.4关机和重启 225

17.4创建新的服务 225

第18章vcgencmd 227

18.1vcgencmd命令 227

18.2选项measure_clock 228

18.3选项measure_volts 229

18.4选项measure_temp 230

18.5选项codec_enabled 230

18.6选项version 231

18.7选项get_lcd_info 231

18.8选项get_config 231

第19章Linux控制台 233

19.1可用的控制台 233

19.2串行控制台 234

第20章交叉编译 235

20.1术语 235

20.2操作系统 236

20.3宿主、客户、本地和目标 236

20.3.1平台的限制 237

20.3.2没有VirtualBox(本机) 237

20.3.3使用VirtualBox(Ubuntu/Linux) 237

20.4规划你的交叉开发环境 237

20.5构建交叉编译环境 238

20.5.1下载crosstool-NG 238

20.5.2暂存目录 239

20.5.3解压源码文件(tarball) 239

20.5.4创建/opt/x-tools目录 239

20.5.5安装软件包依赖 239

20.5.6配置crosstool-NG(源代码安装的第一步) 240

20.6编译crosstool-ng 240

20.7将程序安装至系统中 240

20.8路径 240

20.9交叉编译配置 241

20.9.1路径和其他选项 241

20.9.2目标选项 243

20.9.3操作系统 243

20.9.4二进制实用程序 244

20.9.5C语言编译器 244

20.9.6保存配置 245

20.10构建交叉编译器 246

第21章交叉编译内核 249

21.1镜像工具 249

21.2下载内核 250

21.3编辑Makefile 251

21.4makemrproper指令 252

21.5内核配置 252

21.6makemenuconfig指令(图形化的内核配置) 253

21.7make指令 253

21.8准备内核镜像 253

21.9安装内核镜像 254

21.10模块 255

21.11固件 256

21.12SD卡VirtualBox(虚拟机)的安装 257

第22章DHT11传感器 259

22.1特征 259

22.2电路 260

22.3协议 260

22.3.1通用协议 260

22.3.2数据位数 261

22.3.3数据格式 261

22.3.4软件 262

22.3.5选择的方法 263

22.4运行示例 264

22.5源代码 265

第23章MCP23017GPIO扩展器 271

23.1DC特征 271

23.1.1GPIO输出电流 272

23.1.2GPIO输入 272

23.1.3待机电流 273

23.1.4输入逻辑电平 273

23.1.5输出逻辑电平 273

23.2复位时序 274

23.3电路 274

23.4I2C总线 275

23.5接线和测试 275

23.6软件配置 277

23.7主程序 283

23.8i2c_funcs.c模块 288

23.9sysgpio.c模块 291

23.10运行示例 294

23.11响应时间 296

第24章Nunchuk手柄 299

24.1项目概况 299

24.2Nunchuk手柄的特点 299

24.3连接器引脚输出 300

24.4测试连接 301

24.5NunchukI2C协议 302

24.5.1加密 302

24.5.2读取传感器的数据 302

24.6Linuxuinput界面 303

24.6.1使用头文件 304

24.6.2打开设备节点 304

24.6.3配置事件 304

24.6.4创建节点 308

24.6.5发布EV_KEY事件 309

24.6.6发布EV_REL事件 310

24.6.7发布EV_SYN事件 310

24.6.8关闭uinput 311

24.7X-Windows(图形用户界面) 311

24.8输入实用程序 312

24.9测试Nunchuk 312

24.9.1测试./Nunchuk 313

24.9.2Lsinput实用程序 314

24.9.3input-events实用程序 314

24.10程序 315

第25章实时时钟 325

25.1DS1307概述 325

25.1.1X1和X2引脚 326

25.1.2SQW/OUT引脚 326

25.2电源 327

25.33伏特兼容性 328

25.4微小的RTC修改 328

25.5DS1307总线速度 331

25.6RTC和RAM地址映射 331

25.7阅读日期和时间 332

25.8I2C通信 333

25.9接线 334

25.10运行示例 334

25.11最终测试 335

25.12启动脚本 335

第26章VS1838B红外接收器 345

26.1操作参数 345

26.2VS1838B电路 346

26.3软件 347

26.3.1信号元件 348

26.3.2组织机构代码 349

26.3.3命令行选项 349

第27章步进电机 363

27.1软盘步进电机 363

27.2驱动器电路 365

27.3驱动驱动器 368

27.3.1输入电平 368

27.3.2复位/启动电源 369

27.4操作模式 370

27.4.1波驱动(0模式) 370

27.4.2全步进驱动(1模式) 370

27.4.3半步进驱动(2模式) 370

27.5软件 371

第28章H桥驱动器 381

28.1L298驱动器 381

28.1.1传感电阻 382

28.1.2使能A和B 382

28.1.3In1和In2输入 382

28.1.4保护二极管 382

28.2L298PCB 383

28.3从GPIO驱动 384

28.4双极步进模式 386

28.4.1单相波模式 386

28.4.2双相波模式 386

28.4.3半步模式 387

28.5选择驱动GPIO 388

28.6项目示意图 388

28.7程序运行 389

第29章远程控制面板 399

29.1切换输入 399

29.2CD4013 400

29.3触发器测试 401

29.4LED灯 402

29.5?MQ 402

29.5.1执行安装 402

29.5.2编译和链接 403

29.6感测站的设计 403

29.7感测站程序 404

29.8控制台程序 404

29.9传感器源代码 405

29.10控制台源代码 413

第30章脉冲宽度调制 419

30.1PWM介绍 419

30.2PWM参数 420

30.3PWM硬件外设 420

30.4PWM软件 420

30.5仪表电路 420

30.6pwm程序 421

30.6.1PWM硬件设置命令 423

30.6.2基于硬件显示CPU使用百分比(率) 424

30.6.3PWM程序软件 430

30.6.4有多少PWM？ 432

30.6.5运行PWM软件命令 433

30.6.6基于软件显示CPU使用百分比 433

附录A术语表 437

附录B电源标准 443

附录C电子学参考 445

附录DRaspbianapt命令 447

附录EARM编译选项 451

附录FMacOSX技巧 453

参考文献 455