Raspberry Pi快速上手指南

本書循序漸進地介紹Pi從如何建置到執行有趣的專題，可由此了解到如何選擇並連接適合的硬體，並自己動手安裝Debian作業系統與撰寫韌體來升級週邊的硬體功能。 接著是有趣的部分，您可透過Pi連接家中網路並上網聊天。並可了解如何使用Pi上的Midori瀏覽器，再者可利用Pi來當作公共資訊機（kiosk system），可用來顯示Twitter的資訊。您也可從此書中了解如何透過Pi來控制家中的電腦。 所謂的Raspberry Pi或Pi是款相當成熟的桌上型電腦，只需花費約35塊美金的價格，就可以擁有上網、播放高解析度影像的功能。此外，由於作業系統採用Linux，因此您不需額外支付作業系統的費用。以上這幾點，可能會讓Pi成為電腦歷史上第一臺拋棄式電腦。 Raspberry Pi這類的電腦將會在不久的未來產生大幅的影響力，這種小又便宜的裝置將引領我們進入一個微電腦普及的新大陸，而您可能就是其中的一份子！《Raspberry Pi快速上手指南》循序漸進地教您如何從選擇與連接適合的硬體，到自己動手安裝Debian作業系統與撰寫韌體來升級週邊的硬體功能。此外，您也會從《Raspberry Pi快速上手指南》中學到Pi能執行哪些有趣的專題，並了解如何透過Pi來控制家中的電腦。《Raspberry Pi快速上手指南》將帶領您一步步進入這個新世界！ 近十年來電腦價格愈來愈便宜，因此電腦現在不只是放在電腦桌下而已，您可發現在生活周遭許多的產品中都有電腦的影子，如：智慧型手機或DVD播放器。雖然電腦已經很便宜了，但您並不會在買雜貨時順手買一台電腦吧。因為您至少要花個幾年來用它，所以您總是在購買電腦時考慮許久。 像Raspberry Pi這類的電腦將會在不久的未來產生大幅度的影響力。所謂的Raspberry Pi或Pi是款相當成熟的桌上型電腦，而且只需花費您35塊美金，就可以擁有上網、播放高解析度影像，此外由於作業系統採用Linux，因此您不需額外支付作業系統的費用。以上這幾點，可能會讓Pi成為電腦歷史上第一台拋棄式電腦。 一開始樹莓派基金會（Raspberry Pi Foundation）設計Pi的目的是用來教小朋友們如何設計程式，因此Pi被拿來當作教學裝置並不意外。而最重要的是您可將Pi當成身旁已有的裝置，舉例來說，當作多媒體娛樂中心或者是便宜但功能強大的網路伺服器，甚至是經典遊戲的模擬器。 此外Pi也能被用來製作電子專題，相對於目前正火紅的Arduino控制板，Pi是採用較成熟的作業系統，因此您可使用較多的程式語言來撰寫您的專題。

致謝 序 第一章：認識Raspberry Pi 1.1了解硬體 1.2其他需知 1.3下一階段 第二章：安裝作業系統 2.1 Pi可用的作業系統有哪些 2.2 設置不同作業系統的SD開機卡 2.3 下一階段 第三章　對Raspbian進行組態設定 3.1 初始化您的Pi 3.2 自訂您的Pi設定值 3.3 啟動桌面 3.4 利用高階封包工具（APT）來管理軟體 3.5 下一階段 第四章　對韌體進行組態設定 4.1 更新韌體或系統核心 4.2 對影像輸出進行組態設定 4.3 測試影音系統的組態值 4.4 下一階段 第五章　小插曲：利用Pi建立一個公共資訊系統（Kiosk） 5.1 顯示Twitter的資訊 5.2 自動刷新瀏覽網頁 5.3 下一階段 第六章 將您的Pi連上網路 6.1 在網頁上執行每日待辦事項 6.2 使用Pi中的安全殼協定 6.3 利用Pi分享桌面資料 6.4 將Pi當作網頁伺服器 6.5 在Pi中加入WiFi的功能 6.6 下一階段 第七章　將Pi變身成多媒體娛樂中心 7.1 安裝Raspbmc 7.2 第一次啟動Raspbmc 7.3 添加檔案到XBMC裡 7.4 以遙控方式控制XBMC 7.5 下一階段 第八章　將Pi當成遊戲主機 8.1 玩互動虛構小說 8.2 玩點與敲擊冒險遊戲 8.3 模擬其他平臺 8.4 玩原生遊戲 8.5 下一階段 第九章　以GPIO針腳進行修修補補 9.1您需要用到的材料 9.2 認識Pi的GPIO針腳 9.3 打造一個基本電路 9.4 使用GPIO針腳來控制LED 9.5 打造一個「顯示記憶體容量」的警示設備 9.6 在瀏覽器上展示GPIO的狀態 9.7 萬一裝置無法運作時怎麼辦？ 9.8 下一階段 附錄A：Linux 入門 A1.1 第一次接觸 A1.2 導覽檔案系統 A1.3 編輯文字檔 A1.4 管理使用者 A1.5 管理作業程序 A1.6 關機與重新啟動Pi A1.7 取得幫助

認識Raspberry Pi 在您第一次使用Raspberry Pi之前，最好先熟悉它的連接插頭以及它能做些什麼。這麼做將有助於您未來找尋專題方向，以及選擇週邊硬體。舉例來說，您需要電源供應器、鍵盤、滑鼠與螢幕。在此章節中您也能了解哪一個裝置最適合您自己的Pi。 1.1 了解硬體 替Pi開箱是一件非常令人興奮的事。通常的情況下，Pi都和一兩頁的電子設備安全指引與快速上手指南放在一個硬紙板製的普通紙盒裡，所以它還是比不上替Apple產品開箱來得過癮。 第一版的Pi是一塊信用卡大小的單板電腦（single-board computer），而且沒有外殼，感覺只能吸引徹頭徹尾的極客（geek）而已。從某種角度來看，它類似您小時候可能打開過的許多電子設備的內部結構。而最新版的Pi或許會有外殼，但到那時候我們應把焦點擺在板子的內部功能，這才是最重要的，不是嗎？ Pi裡有甚麼 Pi大致上可分為A、B兩種模組，其中模組A比較便宜，但相對模組B而言，連接插頭較少。接下來的內容裡我將會詳細描述這兩者的不同點在哪兒，但在我撰寫此書時，模組A仍然還是無法購買（譯註：2013年2月4日已可購買，但銷售區域只限於歐洲）。所以在本書中我會將重點放在模組B。 所有Pi的模組都採用相同的運算核心：一塊名叫BCM2835的系統單晶片（SoC），常用於智慧型手機中。它的特徵是便宜、高效率，而且不耗電，也因此Raspberry團隊認為這塊晶片最適合Pi來使用。 相對於一般的電腦架構，系統單晶片整合了中央處理器（CPU）、圖像處理器（GPU）與記憶體到一塊小小的板子上。這塊BCM2835採用了700Hz的ARM1176JZ-F中央處理器、512MB的隨機存取記憶體（RAM）以及名為VideoCore IV的圖像處理器。第一批生產的Pi只有256MB的隨機存取記憶體，當您要購買Pi時，須注意記憶體容量是否為512MB。 對純使用者來說，圖像處理器是比較麻煩的區塊，由於它的設計及韌體部分有專利，所以原始碼並不開放。對於某些Pi的使用者來說這個問題並不要緊，但對於極度支持自由軟體的使用者來說心裡會有疙瘩。但至少製造商博通（Broadcom）在柏克萊軟體散布授權條款（BSD，Berkeley Software Distribution）下釋放了圖像驅動器的原始碼。 Pi上大多數的連接插頭您應該都很熟悉。舉例來說，在Pi模組B的這塊板子上，您可找到兩個一般大小的USB插頭，您可用它來連接鍵盤與滑鼠。您也可找到一個micro-USB插頭，但它只能用來供電，所以您無法用它來連接更多裝置。假若您需要連接更多的裝置，那麼您必須將它們連接到一個USB分接器。相對來說，模組A只有一個USB插頭，所以您可能總會需要一個額外的USB分接器。 您可直接透過模組B上的乙太（LAN）插頭直接將Pi與網路相連，而模組A並沒有乙太插頭，但您可以透過附加一個USB-to-Ethernet轉換器來連上網。有趣的是，而模組B也是使用它內部的USB硬體來連上網，所以，模組B與有著USB-to-Ethernet轉換器的模組A彼此之間的聯網效能其實並無差別。 由於Pi上配有複合端子（Composite video connector，又稱AV端子）插頭與高清晰度多媒體介面（HDMI，High Definition Multimedia Interface）插頭，您可選擇其中之一將Pi連接到顯示器或電視螢幕上。數位HDMI標準的效能還是比傳統的AV端子標準強得多。使用HDMI，您可以顯示高清畫質的影像，而AV端子卻只能限制在顯示傳統的影像--較年長的極客記憶中兒時的電視影像。您若使用AV端子，高清畫質的影像就無法顯示，而且輸出的畫面會有點閃爍。雖然大多數的電視目前都還附有AV端子接頭，但它這最大的優勢很快地就會全面地被HDMI取代掉。順帶一提，板上並沒有VGA埠，因為Raspberry團隊認為VGA未來也會被HDMI所取代。當然地，您也可以使用轉接頭來將Pi的HDMI影像輸出到一個數位視訊介面（DVI）或視訊圖形陣列（VGA，Video Graphics Array）顯示器。 您可以利用HDMI同時發送聲音與影像，但換作是AV端子的話，您需要另外使用一個音效連接器。這就是AV端子插頭旁邊有個音效插座的原因--您可以將使用標準3.5mm接頭的耳機、揚聲器或是您的音效接收器插上這個插座。 在AV端子埠的左側您會看到包含兩排針腳的擴充接頭，這些針腳大多數是一般用途輸出入針腳（GPIOs，general-purpose input/output pins），您可以用它來將其他電子裝置連接到Pi上。或許您已經從這些針腳的名稱上猜到，它們除了輸出入訊號外並沒有其他的特殊用途，所以您可利用它們來做一些不同的事情。舉例來說，您可以利用擴充接頭將老式的Atari VCS 2600遊戲控制器連到Pi上，這樣就可以使用模擬器來玩您自己最喜歡的8位元遊戲。在第91頁第九章中，您將會學到如何使用擴充接頭，以及親手打造一個小型的硬體專題。 另外您也可在板子上找到其他的連接插頭。CSI連接插頭是用來將攝影機連接到Pi上。DSI連接插頭是將顯示器連接到Pi上。另外還有可用來除錯的JTAG接頭。 Pi的板子上還有五顆表示板子狀態的LED，它們所代表的意義如下： OK LED用來表示SD卡的存取狀態：當板子在存取SD卡時，該LED會閃爍。這顆LED可以用軟體來控制，所以它所表示的意義並不全然正確。 當Pi接上電源後，PWR LED便會亮起。 FDX LED亮起時，這表示網路連線全雙通。 當網路連線啟動後，LNK LED便開始閃爍。 另外使用10M LED來表示乙太連線的傳輸速率是10Mbit/s或是100bit/s。若該LED恆亮，表示板子的乙太連線傳輸速率達到100Mbit/s。 在以下的圖中您可以看到Pi的背面，而且您也可以看到在板子的右側為SD卡的插槽。 而板子並沒有內建記憶體，所以您必須用SD卡來開機。您在之前可能已經用過SD卡了，因為它是一種使用度非常高的儲存媒介，數位相機、手機以及手持式遊戲機裡都可以看到它的蹤影。SD卡有很多尺寸，而且記憶體容量也不盡相同，範圍從1GB到64GB都有。