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第1章 配置與管理 1

1.0引言1

1.1選擇樹莓派型號(hào)1

1.2封裝樹莓派3

1.3選擇電源4

1.4選擇操作系統(tǒng)發(fā)行包6

1.5通過NOOBS刷寫microSD卡7

1.6裝配系統(tǒng)9

1.7連接DVI或VGA顯示器10

1.8使用復(fù)合視頻顯示器/TV10

1.9調(diào)整顯示器中的圖像尺寸12

1.10優(yōu)化性能13

1.11修改密碼15

1.12讓樹莓派開機(jī)后直接進(jìn)入窗口系統(tǒng)16

1.13關(guān)閉樹莓派17

1.14安裝樹莓派攝像頭模塊18

1.15使用藍(lán)牙設(shè)備21

第2章網(wǎng)絡(luò)連接23

2.0引言23

2.1連接有線網(wǎng)絡(luò)23

2.2查看自己的IP地址25

2.3配置靜態(tài)IP地址26

2.4為樹莓派配置網(wǎng)絡(luò)名稱28

2.5配置無線網(wǎng)絡(luò)連接29

2.6使用控制臺(tái)線聯(lián)網(wǎng)31

2.7利用SSH遠(yuǎn)程控制樹莓派33

2.8利用VNC遠(yuǎn)程控制樹莓派35

2.9利用RDP遠(yuǎn)程控制樹莓派36

2.10在Mac網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)文件共享38

2.11在Mac上共享樹莓派的屏幕39

2.12將樹莓派用作網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)服務(wù)器41

2.13網(wǎng)絡(luò)打印44

第3章操作系統(tǒng)47

3.0引言47

3.1通過圖形界面移動(dòng)文件47

3.2啟動(dòng)一個(gè)終端會(huì)話49

3.3利用終端瀏覽文件系統(tǒng)50

3.4復(fù)制文件或文件夾52

3.5重命名文件和文件夾53

3.6編輯文件54

3.7查看文件內(nèi)容56

3.8不借助編輯器的情況下創(chuàng)建文件57

3.9創(chuàng)建目錄57

3.10刪除文件或目錄58

3.11以超級(jí)用戶權(quán)限執(zhí)行任務(wù)59

3.12理解文件權(quán)限60

3.13修改文件的權(quán)限61

3.14修改文件的屬主62

3.15屏幕截圖63

3.16利用apt-get安裝軟件64

3.17刪除利用apt-get安裝的軟件65

3.18利用Pip安裝Python軟件包65

3.19通過命令行獲取文件66

3.20利用Git獲取源代碼67

3.21在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)運(yùn)行程序或腳本67

3.22讓程序或腳本作為服務(wù)自動(dòng)運(yùn)行68

3.23定期自動(dòng)運(yùn)行程序或腳本70

3.24搜索功能71

3.25使用命令行歷史記錄功能72

3.26監(jiān)視處理器活動(dòng)73

3.27文件壓縮75

3.28列出已連接的USB設(shè)備76

3.29將輸出從命令行重定向到文件76

3.30連接文件77

3.31使用管道78

3.32將輸出隱藏到終端78

3.33在后臺(tái)運(yùn)行程序79

3.34創(chuàng)建命令別名80

3.35設(shè)置日期和時(shí)間80

3.36查看SD卡剩余存儲(chǔ)空間81

第4章軟件83

4.0引言83

4.1搭建媒體中心83

4.2安裝Oice軟件84

4.3安裝其他瀏覽器86

4.4使用樹莓派商店87

4.5打造網(wǎng)絡(luò)攝像頭服務(wù)器88

4.6運(yùn)行老式游戲控制臺(tái)模擬器90

4.7運(yùn)行樹莓派版Minecraft92

4.8運(yùn)行Minecraft服務(wù)器93

4.9運(yùn)行Open Arena95

4.10樹莓派無線電發(fā)射器96

4.11運(yùn)行GIMP98

4.12互聯(lián)網(wǎng)廣播99

第5章Python入門101

5.0引言101

5.1在Python 2和Python 3之間做出選擇101

5.2使用IDLE編輯Python程序102

5.3使用Python控制臺(tái)104

5.4利用終端運(yùn)行Python程序105

5.5變量106

5.6顯示輸出結(jié)果107

5.7讀取用戶輸入107

5.8算術(shù)運(yùn)算108

5.9創(chuàng)建字符串109

5.10連接(合并)字符串110

5.11將數(shù)字轉(zhuǎn)換為字符串111

5.12將字符串轉(zhuǎn)換為數(shù)字111

5.13確定字符串的長(zhǎng)度112

5.14確定某字符串在另一個(gè)字符串中的位置113

5.15截取部分字符串113

5.16使用字符串替換另一個(gè)字符串中的內(nèi)容114

5.17字符串的大小寫轉(zhuǎn)換115

5.18根據(jù)條件運(yùn)行命令116

5.19值的比較117

5.20邏輯運(yùn)算符118

5.21將指令重復(fù)執(zhí)行特定次數(shù)119

5.22重復(fù)執(zhí)行指令直到特定條件改變?yōu)橹?20

5.23跳出循環(huán)語句120

5.24定義Python函數(shù)121

第6章Python語言中的列表與字典123

6.0引言123

6.1創(chuàng)建列表123

6.2訪問列表元素124

6.3確定列表長(zhǎng)度125

6.4為列表添加元素125

6.5刪除列表元素126

6.6通過解析字符串創(chuàng)建列表127

6.7遍歷列表127

6.8枚舉列表128

6.9列表排序129

6.10分割列表130

6.11將函數(shù)應(yīng)用于列表131

6.12創(chuàng)建字典131

6.13訪問字典133

6.14刪除字典元素134

6.15遍歷字典134

第7章Python高級(jí)特性137

7.0引言137

7.1格式化數(shù)字137

7.2格式化時(shí)間和日期138

7.3返回多個(gè)值139

7.4定義類140

7.5定義方法141

7.6繼承142

7.7向文件中寫入內(nèi)容143

7.8讀文件144

7.9序列化(Pickling)145

7.10異常處理146

7.11使用模塊147

7.12隨機(jī)數(shù)148

7.13利用Python發(fā)送Web請(qǐng)求149

7.14Python的命令行參數(shù)150

7.15從Python運(yùn)行Linux命令151

7.16從Python發(fā)送電子郵件152

7.17利用Python編寫簡(jiǎn)單Web服務(wù)器153

7.18同時(shí)進(jìn)行多件事情154

7.19讓Python無所事事156

7.20將Python應(yīng)用于樹莓派版Minecraft156

第8章機(jī)器視覺159

8.0引言159

8.1安裝SimpleCV159

8.2為機(jī)器視覺配置USB攝像頭160

8.3將樹莓派的攝像頭模塊用于機(jī)器視覺162

8.4數(shù)硬幣163

8.5人臉檢測(cè)166

8.6運(yùn)動(dòng)檢測(cè)168

8.7光學(xué)字符識(shí)別170

第9章硬件基礎(chǔ)173

9.0引言173

9.1GPIO連接器使用說明173

9.2使用GPIO接口時(shí)樹莓派的安全保護(hù)176

9.3配置I2C176

9.4使用I2C工具178

9.5配置SPI179

9.6安裝PySerial以便從Python訪問串口180

9.7安裝Minicom以檢測(cè)串口181

9.8使用帶有跳線的面包板182

9.9使用樹莓派的排線連接面包板183

9.10使用樹莓派Squid184

9.11使用Raspberry Squid按鈕186

9.12利用兩個(gè)電阻將5V信號(hào)轉(zhuǎn)換為3.3V187

9.13利用電平轉(zhuǎn)換模塊將5V信號(hào)轉(zhuǎn)換為3.3V189

9.14利用電池為樹莓派供電190

9.15利用鋰電池為樹莓派供電192

9.16Sense HAT入門指南193

9.17Explorer HAT Pro入門指南194

9.18RaspiRobot Board入門指南196

9.19使用Pi Plate原型板198

9.20制作樹莓派擴(kuò)展板(Hardware At Top，HAT)201

9.21樹莓派的計(jì)算模塊204

9.22Pi Zero205

第10章控制硬件207

10.0引言207

10.1連接LED207

10.2讓GPIO引腳進(jìn)入安全狀態(tài)209

10.3控制LED的亮度210

10.4制造蜂鳴聲213

10.5利用晶體管開關(guān)大功率直流設(shè)備214

10.6使用繼電器控制大功率設(shè)備的開關(guān)216

10.7控制高壓交流設(shè)備219

10.8編寫用于控制開關(guān)的用戶界面220

10.9編寫控制LED和電機(jī)的PWM功率的用戶界面221

10.10改變RGB LED的顏色223

10.11使用大量LED(Charlieplexing方式)225

10.12將模擬儀表用作顯示器228

10.13中斷編程230

第11章電機(jī)233

11.0引言233

11.1控制伺服電機(jī)233

11.2控制伺服電機(jī)237

11.3控制多臺(tái)伺服電機(jī)239

11.4控制直流電動(dòng)機(jī)的速度242

11.5控制直流電機(jī)的方向244

11.6使用單極步進(jìn)電機(jī)248

11.7使用雙極步進(jìn)電機(jī)252

11.8利用步進(jìn)電機(jī)HAT驅(qū)動(dòng)雙極步進(jìn)電機(jī)253

11.9使用RaspiRobot板驅(qū)動(dòng)雙極步進(jìn)電機(jī)256

11.10打造一款簡(jiǎn)單的機(jī)器人小車257

第12章數(shù)字輸入261

12.0引言261

12.1連接按鈕開關(guān)261

12.2通過按鈕開關(guān)切換開關(guān)狀態(tài)264

12.3使用雙位撥動(dòng)開關(guān)或滑動(dòng)開關(guān)265

12.4使用三位撥動(dòng)開關(guān)或滑動(dòng)開關(guān)266

12.5按鈕去抖269

12.6使用外部上拉電阻271

12.7使用旋轉(zhuǎn)(正交)編碼器272

12.8使用數(shù)字鍵盤275

12.9檢測(cè)移動(dòng)278

12.10為樹莓派添加GPS280

12.11攔截按鍵283

12.12攔截鼠標(biāo)移動(dòng)285

12.13使用實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊286

第13章傳感器291

13.0引言291

13.1使用電阻式傳感器291

13.2測(cè)量亮度296

13.3利用熱敏電阻測(cè)量溫度298

13.4檢測(cè)甲烷301

13.5測(cè)量電壓304

13.6為測(cè)量而降低電壓306

13.7使用電阻式傳感器與ADC309

13.8使用ADC測(cè)量溫度310

13.9測(cè)量樹莓派的CPU溫度312

13.10利用Sense HAT測(cè)量溫度、濕度和氣壓313

13.11利用數(shù)字傳感器測(cè)量溫度315

13.12利用MCP3008模塊測(cè)量加速度318

13.13使用Sense HAT的慣性管理單元(IMU)321

13.14利用Sense HAT尋找磁北323

13.15利用簧片開關(guān)檢測(cè)磁鐵323

13.16利用Sense HAT感應(yīng)磁場(chǎng)325

13.17測(cè)量距離325

13.18電容式觸摸傳感技術(shù)328

13.19顯示傳感器的值331

13.20利用USB閃存驅(qū)動(dòng)器記錄日志332

第14章顯示設(shè)備335

14.0引言335

14.1使用四位LED顯示設(shè)備335

14.2在I2C LED矩陣上面顯示消息337

14.3使用Sense HAT LED矩形顯示器339

14.4在Alphanumeric LCD HAT上顯示消息341

14.5在Alphanumeric LCD模塊上顯示消息343

14.6使用OLED圖形顯示器347

14.7使用可尋址的RGB LED燈條349

第15章物聯(lián)網(wǎng)355

15.0引言355

15.1使用Web接口控制GPIO輸出355

15.2在網(wǎng)頁上面顯示傳感器讀數(shù)360

15.3使用IFTTT發(fā)送電子郵件及其他通知363

15.4利用ThingSpeak發(fā)送Tweets367

15.5CheerLights369

15.6向ThingSpeak發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)370

15.7使用Dweet和IFTTT響應(yīng)Tweet373

第16章Arduino與樹莓派377

16.0引言377

16.1通過樹莓派對(duì)Arduino進(jìn)行編程378

16.2利用Serial Monitor與Arduino進(jìn)行通信380

16.3配置PyFirmata以便通過樹莓派來控制Arduino382

16.4通過樹莓派對(duì)Arduino的數(shù)字輸出進(jìn)行寫操作384

16.5使用PyFirmata與TTL串口386

16.6使用PyFirmata讀取Arduino的數(shù)字輸入388

16.7利用PyFirmata讀取Arduino的模擬輸入390

16.8模擬輸出(PWM)與PyFirmata391

16.9利用PyFirmata控制伺服電機(jī)393

16.10定制基于TTL Serial的Arduino通信395

16.11通過I2C自定義與Arduino之間的通信399

16.12在樹莓派上使用小型Arduino402

16.13aLaMode板與樹莓派入門403

16.14在樹莓派和aLaMode板上使用Arduino Shield406

附錄A配件與供應(yīng)商409

附錄B樹莓派引腳415