1. 引子

在树莓派官方触摸屏发布之前，市场上可用的屏幕有以下三种：

• 直接和GPIO插口对接的屏幕，使用SPI与CPU进行通信。需要特殊的驱动程序将framebuffer的内容发送到LCD控制器上，一般带有触屏功能，大小以3.5寸为主流。受限于SPI通信速度，刷新速率不高；
• 专用USB接口的屏幕，如RoboPeak Mini USB Display。这类屏幕通过USB连接，需要本地运行驱动程序；
• 通用LCD屏幕，通过HDMI和树莓派连接。因其通用性不需要特殊的驱动程序，但是很多都不支持触屏功能，而且都需要额外的转接板，体积较大；

▲ 图.  树莓派官方7寸屏实拍

我自己的需求是将树莓派作为信息显示中心，在屏幕上显示我的HP服务器的运行信息，另外提供一些快捷的传感器监控和控制操作接口。最初一直在官方屏幕和HDMI屏幕之间犹豫，最后还是选择了官方触摸屏。归结起来主要有几个原因：

• 官方屏的LCD模组最有保证，淘宝上的HDMI LCD一般成像质量不高；
• 官方屏的触摸功能在所有方案中是支持的最好的，有十点电容触摸（目前Raspbian还只支持单点，以后会升级），且不需要额外驱动。而HDMI接口的LCD如果有触摸功能，都需要额外接一根USB用于提供触摸控制；
• 官方触屏和树莓派3可以直接通过铜柱物理连接，无需额外的驱动电路板。连线也非常少，只需要一根DSI软排线和供电接口即可。

总体上来说，虽然官方屏的价格高了一些，但是却是所有方案中最可靠、简洁的，所以最后也没有多犹豫就从网上下单了。
▲ 图. 树莓派官方LCD屏实拍 - 正面

2. 入手简评

这款屏幕官方公布的主要参数有：

• 分辨率800 x 480像素，刷新率60fps；
• 10点电容触摸，但是目前只支持单点触控；
• 背后有可供背挂的安装定位孔；
• 可视角度70度 ，可视区域大约为155 x 86mm；
• 非方形像素 - 大约为0.19 x 0.175mm；
• 电源功耗：455mA - 470mA之间，约为2.3W。

虽然说这款屏幕是相对来说比较好的选择，但是拿到手之后还是发现了很多存在的问题：

• 首先是这款屏幕的分辨率只有800 x 480，是WVGA标准，很多应用软件的界面都无法完全显示，使用时要经常拖动窗口来显示需要的信息；同样的，如果是自己开发图形界面，能够显示内容的空间也会比较有限（尤其考虑到任务栏也占用了一部分空间）；
• 其次是这个屏幕的可视角不大。现在主流的LCD屏幕可视角都是120度以上了，而这款屏只有70度，工作时只要稍微变换一下角度屏幕的内容就看不清楚了。可视角的问题在仰视时还可以接受，俯视的时候就非常明显了；
• 最后就是这个屏幕比较吃电，如果和树莓派供用电源，会影响到树莓派的供电。如果出现供电不足的情况，屏幕的右上角就会时不时出现一个方形的彩虹图标。

总体来说这款屏幕从设置到使用还是比较方便的，但是作为官方发布的屏幕，同时再考虑其600块钱的定价，整体性价比就显得不高了。

3. 使用方法

3.1 注意事项（使用前必读）

1) 这款屏幕主要支持的树莓派型号是Model A+, B+, Pi 2和Pi 3。 Model A和B虽然也可以使用，但是会牺牲I2C的功能（因为这两个型号只有一组I2C，而其他型号有两组，可用其中一组作触屏接口）；

2) 至于操作系统，推荐使用最新版原生Raspbian OS。目前对NOOBS系统支持不好，所以还是推荐安装Raspbian；如果已经在使用旧版Raspbian，但是不想重新安装最新的系统，可以使用以下命令升级系统：

以下是官方公布的操作系统支持情况：
- Raspbian - Supported
- Ubuntu MATE - Supported
- RetroPie - Supported
- OpenElec - Supported
- OSMC - Supported
- Arch - Display works, Touch may be tricky: https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?f=108&t=128452
- Kano OS - Not supported

3) 确保使用官方电源（或其他品牌电流供应能力 > 2A以上的电源），保证屏幕可以正常供电；

4) FPC连接头很脆，安装的时候需要小心一点。确保FPC连接头可靠链接，连接端口的卡口扣下。

3.2 安装方法

打开包装后，屏幕背面接口的情况如下图所示：

▲ 图. 树莓派官方LCD屏背面接口

这里主要需要连接的就是LCD软排线和电源供电接口。LCD软排线连接的时候问题不大，主要就是注意接口触电的方向是否正确，不要装反了。至于电源接口，这款屏幕提供三种供电方式：

1) GPIO引脚供电（树莓派向LCD供电）

可以直接从树莓派跳VCC和GND线进行连接，然后给树莓派供电，但是这样就无法使用其他IO扩展板了（如SenseHat）。

▲图. GPIO供电连接方法

2) USB串联供电（LCD向树莓派供电）

将LCD的Power Out端连接至树莓派，然后给LCD电源接口供电。经测试，这种方式供电经常会遇到之前说的供电不足的情况，屏幕右上角会出现彩虹图标。

▲图. USB串联供电连接方法

3) 双USB同时供电

两个USB都单独供电，但是要保证两个USB可以同时上电，否则会出现开机没有初始化屏幕，而没有图形显示的问题。

电源和软排线连线完成后就可以固定树莓派了。树莓派的安装方法有两种：正装和反装。所谓正装，就是将树莓派以相同方向安装在LCD的铜柱固定柱上。而反装，则是将树莓派面朝LCD驱动板进行安装。反装可以节省空间，但是反装就无法再使用GPIO引脚了，所以一般情况下都是正装的。

官方屏不含支架，可以去网上购买专用的LCD支架，像我买的这款用起来就不错：

▲图. LCD亚克力支架

3.3 使用虚拟键盘

对于想使用触摸屏进行全部操作的朋友，可以安装一个虚拟键盘进行文字输入：

3.3.1 Florence

Suggested on the Pi forums by Hove is Florence: http://xmodulo.com/onscreen-virtual-keyboard-linux.html. Install with:

sudo apt-get install florence

3.3.2 Matchbox

Suggested by Alex ( the almighty @raspitv ), and scattered on various blogs, is Matchbox, which you can install like so:

sudo apt-get install matchbox-keyboard

And then find in Accessories > Keyboard.

4. FAQ问题解答

Q: 屏幕上下180度翻转

A: 打开SD卡中的/boot/config.txt文件，增加以下一行：

lcd_rotate=2

也可以直接使用以下命令：

echo "lcd_rotate=2" | sudo tee -a /boot/config.txt

Q: 程序控制背光

A: 打开背光:

echo 0 > /sys/class/backlight/rpi_backlight/bl_power

关闭背光:

echo 1 > /sys/class/backlight/rpi_backlight/bl_power

Q: 在Pi A, B上使用

A: 首先需要将树莓派的IIC线与LCD控制板的IIC总线手动连线在一起，包括SDA ( http://pinout.xyz/pinout/pin3_gpio2) 和 SCL (http://pinout.xyz/pinout/pin5_gpio3)。之后修改配置，在IIC总线上识别LCD：

ignore_lcd=0

注意: 其他IIC设备将无法使用。

Q: 屏幕左上角出现方形彩虹图标

A: 电源供电不足，请使用电流供应能力 > 2A的电源。

Q: 如何使用Kivy图形库

A: Kivy介绍：Kivy is a Python GUI development system for cross-platform applications. It is designed to work with touchscreen devices (phones and tablets), but also runs on the Raspberry Pi. To install Kivy onto your Pi follow the instructions at https://kivy.org/docs/installation/installation-rpi.html.

如果需要在树莓派上正常识别触摸屏输入，需要将触摸屏在Kivy中配置成为输入源。打开配置文件 ~/.kivy/config.ini ，在 [input] 一栏增加以下命令：

Reference

[1] Official 7” Raspberry Pi Touch Screen FAQ, PIMORONI, http://forums.pimoroni.com/t/official-7-raspberry-pi-touch-screen-faq/959

[2] Getting Started with the Pi 7" Touchscreen LCD, PIMORONI, http://learn.pimoroni.com/tutorial/pi-lcd/getting-started-with-raspberry-pi-7-touchscreen-lcd

树莓派自从12年02月最初发布之后，目前已突破800万的总销量。作为树莓派的早期支持者，云飞实验室也一直在关注着它的发展。如今在经历了4年的设计迭代之后，树莓派于16年02月推出了最新一代的树莓派3。树莓派3的本次发布与之前的2代只相差了整整一年时间，但是得益于目前芯片行业的快速发展，树莓派3的性能将会有很大的提升。这主要表现在以下几点：

• 更高的处理速度。树莓派3首次采用了64位处理器：基于Cortex-A53的博通BCM2837。BCM2837为四处理器核心，主频也由树莓派2的900MHz提高到了1.2GHz。根据官方提供的数据，这将使树莓派3的处理速度较2代提高50%。如果和1代的700MHz单核相比，提升大约在3 - 4倍。更高的CPU速度使得树莓派可以胜任更大负荷的运算工作：如科学计算，机器人路径规划等。
• 更高的互联性。树莓派3使用了集成蓝牙4.0和WiFi的设计。集成通信的设计的意义是多方面的。首先，使用者无需再购买额外的USB设备，从一定程度上来说，鼓励了用户在自己的设计中使用这些通信功能；其次，集成的通信模块可以进行更好的功耗管理，同时IO吞吐的性能也会得到提高；最后，可以更进一步的优化内核，只针对板载的芯片专门进行优化。避免可能出现的兼容性或者未优化的驱动导致通信性能下降问题。

图1. 树莓派3外观

图2. 树莓派3外观 (设计渲染图)

从这两点来看，树莓派3代将很有可能再次扩展自己的使用领域，同时在物联网和机器人中得到应用。同类产品如果还是单从硬件角度进行提升，已经无法再与之竞争。因为性能的显著提升且维持原价，在树莓派2代出来时没有入手的玩家，这一次也难免蠢蠢欲动。同时因其性价比的纯粹提升，树莓派1代与2代的销量会大幅下降。因为2代只发布了1年，所以很可能成为绝版，如果出于收藏的目的可以尽早买之。总体上来说，这次树莓派3已经具备了IoT所需要的基本条件（性价比，互联性，体积与功耗）。今后的方向可能是增加更多的IO功能，如PWM和ADC等，是被大多数玩家需要却还没有被支持的。

以下是我对历代树莓派版本的整理与对比：

表1. 发布时间及主要特点

表2. 树莓派历代版本硬件比较