DIY技巧：如何設定您的Raspberry Pi

概述

Raspberry Pi是適合DIYers、業餘愛好者和學生使用的單板機系列。該系列產品的問世旨在促進全世界的電腦學科教育。Arduino和Raspberry Pi之間的區別在於Arduinos是基於微控制器的主機板，而Raspberry Pi是基於微處理器的主機板，並且配有作業系統（OS）。在本教程中，我將向您展示如何通過引導作業系統磁片映射來設定Raspberry Pi。然後，我將演示如何使用GPIO讓LED每秒閃爍一次。

預計完成時間：45 分鐘 — 1小時。

需準備的零件和裝置

• Raspberry Pi 3 型號 B
• Micro SD 卡
• Micro USB 資料線
• 鍵盤
• 滑鼠
• 監控器
• LED 燈
• 電阻
• 麵包板
• 跳線
• 電腦與互聯網連接

目錄

1. 設定您的 Raspberry Pi
   1. 正在下載 NOOB
   2. 格式化 Micro SD卡（可選）
   3. 首次啟動並安裝 Raspbian
2. 繪製電路
3. 讓LED閃爍
1. 編寫腳本程式
2. 運行腳本程式
4. 附錄：LED_flash.py (Python 腳本)

1) 設定您的 Raspberry Pi：下載 NOOBS

正如我在概述中所述，Raspberry Pis是配有作業系統的微型電腦。在本教程中，我將向您展示如何安裝OS Raspbian。Raspbian是一套獲得了Raspberry社區支援的基於Linux的作業系統。

第一步是從以下網址下載最新版本的 NOOBS（New Out Of Box軟體）：https://www.raspberrypi.org/downloads/noobs/。NOOBS是作業系統安裝程式，用於在Raspberry Pi上安裝不同的作業系統。

注：如果您購買的micro SD卡預先安裝了NOOBS，則可以跳過此步驟以及下一步。

如果您的micro SD卡是新的，則可能需要將其格式化。您可以使用SD Card Formatter 4.0執行此操作。此步驟為可選。

安裝NOOBS並格式化SD卡後，您可以將提取的所有NOOBS檔複製到SD卡。務必複製資料夾中的所有檔，請勿只複製資料夾本身，否則NOOBS將無法啟動。從電腦中取出SD卡並將其插入Raspberry Pi。

圖1：Raspberry Pi

您現在可以第一次啟動Raspberry Pi了。將鍵盤、滑鼠和顯示器連接到Raspberry Pi（圖1：Raspberry Pi）。插入USB資料線為Raspberry Pi供電；您的Pi將啟動並出現一個視窗（圖2：NOOBS初始化畫面）。視窗中會列出備選安裝的所有不同作業系統。安裝Raspbian Lite，選中核取方塊以選擇Raspbian Lite，然後按一下“安裝”（圖3：作業系統安裝選項（NOOBS））。NOOBS即將安裝Raspbian Lite。請耐心等候；可能需要10-20分鐘。

安裝完成後，需要您登錄。Raspbian的默認登錄名即用戶名：pi，密碼：raspberry。注：輸入密碼時，您將看不到輸入的字元。本教程中的其餘內容將通過命令列進行說明。

圖2：NOOBS初始化畫面

圖3：作業系統安裝選項（NOOBS）

圖4：在NOOBS上安裝Raspbian Lite

2) 繪製電路

待繪製的電路很簡單。我正在使用麵包板搭建電路；隨意將元件焊接在一起，或者為Raspberry Pi製作一個原型擴展板。我喜歡先繪製好電路的Fritzing電路圖（圖5：Fritzing電路圖）。Fritzing是一種開源式原理圖識別和PCB佈線軟體。登陸以下網址可下載Fritzing：http://fritzing.org/home/.

LED和電阻應串聯在引腳11（GPIO17）和引腳25（接地）之間。電阻用於限制通過LED的電流，並應根據LED的大小進行相應調整，以防燒壞。請記住LED上的較長引腳為正極，應連接到引腳11。

3) 編寫代碼

若想使LED閃爍，需要編寫並運行Python腳本。Python是一種編譯過的程式語言。我不打算在本教程中詳細介紹Python，但是我將向您展示如何在Raspberry Pi上用Python編寫腳本然後運行腳本。然後，您可以利用上述知識在Python中編寫其他腳本，並在Raspberry Pi中使用GPIO。在進行下一步之前，請確保您的Raspberry Pi已連接到Internet。

首先確保您擁有最新版本的RPi.GPIO。RPi.GPIO是一個Python庫，用於控制Raspberry Pi GPIO引腳。要更新到最新版本，請在命令列中鍵入以下兩個命令：

更新了RPi.GPIO之後，您就可以製作一個Python指令檔。我將其命名為“LED_blink”，但不確定是否曾經起了另一個名字。要創建檔，請在命令列中鍵入以下內容：

您將進入腳本編輯的新視窗。將附錄中的腳本複製到編輯器中並保存檔。

圖6：從命令列運行腳本

現在輸入以下命令（圖6：從命令列運行腳本）：

現在，LED應該實現了每秒閃爍，即每秒熄滅（圖7：LED熄滅）和亮起（圖8：LED亮起）。欲停止運行腳本，請按鍵盤上的“CTRL + C”。

恭喜您！您的Raspberry Pi已設定完成並正在運行。您現在可以使用它來運行腳本或其他應用程式了。

圖7：LED熄滅

圖8：LED亮起

4) 附錄：LED_Flash.py (Python Script)

1. import RPi.GPIO as GPIO
2. import time
4. LedPin = 11 # pin11
6. def setup():
7. GPIO.setmode(GPIO.BOARD) # Numbers GPIOs by physical location
8. GPIO.setup(LedPin, GPIO.OUT) # Set LedPin’s mode is output
9. GPIO.output(LedPin, GPIO.HIGH) # Set LedPin high(+3.3V) to turn on led
11. def blink():
12. while True:
13. GPIO.output(LedPin, GPIO.HIGH) # led on
14. time.sleep(1)
15. GPIO.output(LedPin, GPIO.LOW) # led off
16. time.sleep(1)
18. def destroy():
19. GPIO.output(LedPin, GPIO.LOW) # led off
20. GPIO.cleanup() # Release resource
22. if __name__ == ‘__main__’: # Program start from here
23. setup()
24. try:
25. blink()
26. except KeyboardInterrupt: # When ‘Ctrl+C’ is pressed, the child program destroy() will be executed.
27. destroy()