树莓派

小组成员：

      五组：郭珍、程艳芬、关震

      六组：郑越华、玛伊拉、于钦春、吴思思

一、发展简史

         Raspberry Pi(中文名为“树莓派”,简写为RPi，(或者RasPi / RPI)，是为学习计算机编程教育而设计，只有信用卡大小的微型电脑，其系统基于Linux。

         树莓派由注册于英国的慈善组织“Raspberry Pi 基金会”开发，Eben·Upton/埃·厄普顿为项目带头人。2012年3月，英国剑桥大学埃本·阿普顿（Eben Epton）正式发售世界上最小的台式机，又称卡片式电脑，外形只有信用卡大小，却具有电脑的所有基本功能，这就是Raspberry Pi电脑板，中文译名"树莓派"。这一基金会以提升学校计算机科学及相关学科的教育，让计算机变得有趣为宗旨。基金会期望这 一款电脑无论是在发展中国家还是在发达国家，会有更多的其它应用不断被开发出来，并应用到更多领域。在2006年树莓派早期概念是基于Atmel的 ATmega644单片机，首批上市的10000“台”树莓派的“板子”，由中国台湾和大陆厂家制造。

        它是一款基于ARM的微型电脑主板，以SD/MicroSD卡为内存硬盘，卡片主板周围有1/2/4个USB接口和一个10/100以太网接口（A型没有网口），可连接键盘、鼠标和网线，同时拥有视频模拟信号的电视输出接口和HDMI高清视频输出接口，以上部件全部整合在一张仅比信用卡稍大的主板上，具备所有PC的基本功能，只需接通电视机和键盘，就能执行如电子表格、文字处理、玩游戏、播放高清视频等诸多功能。 Raspberry Pi B款只提供电脑板，无内存、电源、键盘、机箱或连线。

        自问世以来，受众多计算机发烧友和创客的追捧，曾经一“派”难求。别看其外表“娇小”，内“心”却很强大，视频、音频等功能通通皆有，可谓是“麻雀虽小，五脏俱全”。

        随着Windows 10 IoT的发布，我们也将可以用上运行Windows的树莓派。

二、主要型号

         树莓派早期有A和B两个型号，主要区别：A型：1个USB、无有线网络接口、功率2.5W,500mA、256MB RAM；B型：2个USB、支持有线网络、功率3.5W，700mA、512MB RAM。

         2014年7月和11月树莓派分别推出B+和A+两个型号，主要区别：ModelB没有网络接口，将4个USB端口缩小到1个。另外,相对于ModelB来讲，Model A内存容量有所缩小，并具备了更小的尺寸设计。Model A可以说是Model B廉价版本。虽说是廉价版本，但新型号Model A也支持同Model B一样的MicroSD卡读卡器、40-pin的GPI连接端口、博通BCM2385 ARM11处理器、256MB的内存和HDMI输出端口。

        从配置上来说，model B+使用了和model B相同的BCM2835芯片和512MB内存，但和前代产品相比较，B+版本的功耗更低，接口也更丰富。model B+将通用输入输出引脚增加到了40个，USB接口也从B版本的2个增加到了4个，除此之外，modelB+的功耗降低了约0.5W到1W，旧款的SD卡插槽被换成了更美观的推入式microSD卡槽，音频部分则采用了低噪供电。从外形上来看，USB接口被移到了主板的一边，复合视频移到了3.5mm音频口的位置，此外还增加了四个独立的安装孔。

硬件接口

GPIO接口：

        GPIO（GeneralPurposeI/OPorts）意思为通用输入/输出端口，通俗地说，就是一些引脚，可以通过它们输出高低电平或者通过它们读入引脚的状态-是高电平或是低电平。GPIO是个比较重要的概念，用户可以通过GPIO口和硬件进行数据交互（如UART-通用异步收发传输器），控制硬件工作（如LED、蜂鸣器等），读取硬件的工作状态信号（如中断信号）等。

CPU:

        中央处理器（CPU，Central Processing Unit）是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。

          中央处理器主要包括运算器（算术逻辑运算单元，ALU，Arithmetic Logic Unit）和高速缓冲存储器（Cache）及实现它们之间联系的数据（Data）、控制及状态的总线（Bus）。它与内部存储器（Memory）和输入/输出（I/O）设备合称为电子计算机三大核心部件。

USB端口：

          树莓派的USB端口接通时被映射为一个文件存在/dev/目录下，通常是ttyUSB0, ttyUSB1等等。

          USB具有传输速度快，使用方便，支持热插拔，连接灵活，独立供电等优点，可以连接鼠标、键盘、打印机、扫描仪、摄像头、闪存盘、MP3机、手机、移动硬盘。

          CH340G和CP2102都可以进行串口通信，或者买一个USB转接口的转换器进行串口通信。

          树莓派的USB接口是有电流限制的，默认只能达到600mA。

          因树莓派的USB接口电流大小由USB电流保护芯片进行限制，所以通过旁路USB电流保护芯片（即 不让电流从电流保护芯片流过）就可以实现更大电流。以此实现USB接口供电功能。

以太网端口：

        以太网（ Ethernet ）是目前应用最广泛的局域网通讯方式，同时也是一种协议，而以太网接口就是网络数据连接的端口。

        通过以太网接口可以将树莓派接入网络：硬盘录像机把树莓派有线网口IP设置成网关(默认路由)，之后树莓派做NAT上网。你也可以考虑在有线网口上做DHCP等服务优化使用。

        常见以太网接口有：SC光纤接口、RJ-45接口、FDDI接口、AUI接口、BNC接口、Console接口。

RCA视频/音频端口：

         RCA端口中文名叫莲花插座，不仅可以用在音频上，在一般的视频信号上面也能用。AV接口（即RCA接口）实现了音频和视频的分离传输，这就避免了因为音/视频混合干扰而导致的图像质量下降。目前音视频设备上应用最广泛的接口，几乎每台音视频设备上都提供了此类接口，用于音频和视频输入输出。

         树莓派3 既有3.5mm的耳机音频接口，也有hdmi音频输出接口，在实际应用中可能需要调整设置默认音频接口。

         树莓派有两种音频输出模式：HDMI和耳机接口。你可以在任何时候切换这两种模式。如果你的HDMI显示器有内置的音箱，音频是可以通过HDMI接口播放的。你也可以切换到耳机接口，使用耳机或者其它耳机接口的音箱播放。如果你的显示器请求音箱支持，声音默认通过HDMI输出；如果没有，那将通过耳机接口输出。这可能不是你所期望的设置，也有可能自动检测的结果不准确，这种情况你可以手动选择输出。

CSI、DSI接口：

         CSI接口与DSI接口同属一门，都是MIPI（移动产业处理器接口联盟）制定的一种接口规范。

          CSI接口连接摄像头，采用树莓派原生接口CSI来拍摄照片的话，可以通过程序和摄像头接口来进行更多的控制拍摄。

          DSI接口用来连接树莓派触屏显示器。

HDMI接口：

        HDMI是（High Definition Multimedia Interface）的缩写，意思是高清晰度多媒体接口，是一种数字化视频/音频接口技术，适合影像传输的专用型数字化接口，可同时传送音频和影像信号，可以用来连接显示器。

USB电源口

         USB，是英文Universal Serial Bus（通用串行总线）的缩写，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。电源口用来连接电源。

 

TF卡槽（在背面）：

        SD卡是Secure Digital Card的英文缩写，直译就是“安全数字卡”。TF卡即是T-Flash卡，又叫microSD卡，即微型SD卡。

         树莓派不带硬盘，MicroSD卡就是硬盘。

         SD卡对于树莓派来说非常重要，因为树莓派的操作系统和文档以及程序都是存储在SD卡里的。

操作系统

1、Raspbian(单纯的Arm版的Linux系统，基于Debian)是当前实用最广泛的操作系统。

树莓派官方深度定制的硬件驱动与软件程序，官方推荐系统。如果你第一次使用树莓派，请下载这个。Debian的软件策略偏保守，稳定第一，升级是次要的。

2、Pidora(单纯的Arm版的Linux系统，基于Fedora)是拥有另一种风格的树莓派操作系统。

Pidora是社区对Fedora在树莓派上的移植。不是Fedora官方版，但被Fedora官网推荐用于树莓派。Pidora基于Fedora 18，采用另一个轻量桌面环境XFCE。Fedora的软件策略相比于Debian，是略偏向先锋的。Fedora能用到版本稍新，但也经受过实测调试的软件包。

3、Arch Linux ARM(单纯的Arm版的Linux系统，基于Arch Linux)对linux操作系统很熟悉的人大都实用此版本。著名轻量系统Arch Linux在ARM架构上的移植。注重对于开发者的简洁，任何可有可无的软件一律不自带。仅有命令行界面，不建议初学者使用。Arch Linux的软件策略是相当激进的，使用Arch Linux能用到最新的软件包，但也需要承担尝鲜可能的风险。

4、Raspbmc(在Raspbian基础上定制的XBMC影音播放系统)将树莓派设置成电视机的Linux操作系统。多媒体中心、DIY电视盒专用系统。将媒体中心软件XBMC与Raspbian系统结合的衍生系统之一。中文支持良好，建议使用。

5、XBian（也是一个XBMC系统，已经被淘汰）与Raspbmc一样，是Raspbian+XBMC的媒体中心。注重性能优化。（存在中文文件名乱码问题）

6、OpenELEC（用得最多的XBMC跨平台分支，也有树莓派版本，现在更新到了4.0.5，XBMC13.1）是一个小的XBMC媒体操作系统。

7、Risc树莓派版本是功能丰富的树莓派的Linux操作系统。

8、window 10  兼容windows的桌面风格微软在Build 2015大会上宣布推出一个独立的Windows 10开发者预览版，这个版本名称windows 10 IoT Core Insider Preview（Windows 10物联网核心内幕预览版），现在可供开发人员下载和研究，它支持树莓派2和英特尔Minnowboard MAX设备，使设备制造商能够充分利用这些产品有限的硬件资源。据微软表示，Windows 10 IoT Core Insider Preview为设备制造商提供了世界一流的开发工具，通用Windows平台的力量，直接访问硬件的能力，并能在树莓派2等硬件设备上进行远程调试，更新和管理软件。

9、Android的树莓派版本 兼容Android风格的操作系统

学习资源

树莓派官网：https://www.raspberrypi.org/

树莓派微课学习：http://www.jikexueyuan.com/course/714.html

树莓派实验室：http://shumeipai.nxez.com/