raspberry pi_如何将Raspberry Pi配置为微控制器

raspberry pi

Raspberry Pi体积小，功耗低，因此受到电子爱好者和教育工作者的欢迎。因此，它与“制造商”场景相关联，有时Arduino （和Arduino风格的嵌入式微控制器）与Pi之间的界限变得模糊。

事实是，Raspberry Pi和Arduino是非常不同的设备，即使它们经常在同一工作台上同时出现。 Arduino在某些项目中很有意义，但对于其他项目，Pi实际上可能是更好的选择（例如，如果您触发复杂的多媒体事件）。但是，如果您期望Pi可以替代Arduino，那么您会感到有些意外。我在不同的Craft.io项目中都使用了Arduino和Pi，有时是因为一个显然是另一个的正确选择，而有时是因为我手上只有一个而不是另一个。如果您已经习惯了Arduino（或者您已经读了很多，并且不清楚它和Pi的不同之处），那么这里是我在获得Pi时发现的额外步骤与微型PC相比，其作用更像嵌入式微控制器。

通用输入输出

人们了解Arduino的第一件事是，除非您有足够的知识来连接它，否则它就不会有用。您需要输入传感器和输出设备，或者您正在对微控制器进行编程而无任何控制。 Pi是与之相反的极性。它所做的大部分工作可能完全基于软件，因此连接舷外电子设备的趋势不太常见。但这不是必须的。

Raspberry Pi具有许多GPIO引脚（具体数量取决于型号），可以检测输入或发送输出信号。与Arduino不同，所有这些引脚都是数字 IO，这意味着它们知道两种状态：开和关。大多数Arduino开发板还具有模拟引脚，可以检测状态的程度，其实际应用是能够连接温度传感器，光传感器或电位计等用于任意输入的功能。

只要您可以使用二进制输入和输出，Pi的GPIO引脚就非常有用。但是，与Arduino不同的是，不能通过软件访问这些引脚。要与GPIO引脚通信，必须安装GPIO库。提供了两个开发库：

RPi.GPIO Python

RPi.GPIO是一个Python库，可为您提供从GPIO引脚读取和输出的功能。就Arduino用户的期望而言，这是一个相当高级的接口，因此没有SPI或串行功能。但是对于简单的项目，它工作得很好。您可以打开和关闭LED，启动电动机等等。

接线图

WiringPi是用C语言编写的GPIO访问库。使用Arduino系统的任何人都会熟悉它的语法和一般设计，并且它是一个低级库，它甚至包含允许您使用外部板卡的模块（例如Arduino）或类似设备）作为模拟输入。

原始WiringPi项目的贡献者为Python，Ruby，Perl，Java等编写了包装器。

实时表现

与Arduino不同，使用GPIO库不能提供实时性能。 Python库具有Python的开销，它需要定期在后台执行内存管理任务，甚至WiringPi都受Linux内核的调度决定的约束。实际上，除非您要构建非常依赖实时性能的设备，否则这实际上对您而言并不重要。在准备一个基于Pi的多媒体项目时，我做了一些测试，试图使用安全性限制来提高性能，但是它们都失败了（我从来没有去重新编译内核，因此没有帮助）。最终，我发现该项目（一个音乐界面要接受不可预测的输入，并且确实需要某种即时响应感），绝对不会错过任何节奏，但您的里程可能会因项目而异。

开机启动

由于Arduino是嵌入式系统，因此您一直将刷新到其芯片上的程序运行。您打开Arduino的电源，程序开始运行，不断循环，直到关闭电源。 Pi不会那样做。在为Pi供电时，它将加载操作系统，然后耐心地等待您登录或执行某些操作。

如果您需要嵌入式行为，则实际上需要告诉Pi在启动时自动启动应用程序。更好的是，您可以删除不需要的进程，以便加快启动时间。你不必做这种方式（你可以只设置你的皮的桌面自动登录，然后设置启动应用程序），但如果你处理郫县作为伪嵌入式设备和不需要一个桌面，为什么要使用资源来运行一个？为什么引入作为变量，明知来讲演示-ING冷静新的机器人（或任何你正在建设），任何事情如果有问题，总会出错？

为了使Pi表现得像嵌入式OS，首先要剥离不需要的服务。这些服务是什么取决于您的项目。如果您的项目不需要网络，请禁用网络服务。如果您的项目不需要图形界面，请从系统中丢失X11软件包。查看启动时正在运行的服务，并尽可能地禁用它们。

您还希望Pi自动登录。如何执行此操作取决于您正在运行的Pi发行版。

没有系统

Pi的大多数现代发行版都将Systemd用于初始化过程（启动过程），但有些却没有。要在不使用Systemd的系统上激活自动登录，请编辑（具有sudo权限） / etc / inittab文件并更改此行：


1 : 2345 :respawn: / sbin / getty 38400 tty1

对此：


1 : 2345 :respawn: / sbin / getty --autologin your-username-here 38400 tty1

在此处将您的用户名替换为您要自动登录的用户的用户名。您的Pi可能是pi的默认用户，但您可能已经创建了一个新用户。如果不确定，请使用whoami查找您的用户名。

进行更改后，请重新启动以确保它可以工作。 Pi应该启动到外壳程序提示符（而不是登录提示符）。

要在成功启动后立即运行您的应用程序，请将您的应用程序作为命令添加到文件/etc/rc.local的最后一行上方（应显示为exit 0 ）。例如，这是我的示例项目的最后两行：

$ sudo tail -n / etc / rc.local

        / usr / local / bin / robotnix / robotnix.py

        exit 0

确保rc.local是可执行的，并且要启动的应用程序是可执行的：

$ sudo chmod a+x / etc / rc.local

        $ sudo chmod a+x / usr / local / bin / robotnix / robotnix.py

成功重新登录后，再次重新启动以测试您的应用程序是否启动。

`在CentOS，Pidora和其他系统上运行`

在使用Systemd的发行版（例如CentOS）上，该过程类似，但是发生在一组不同的配置文件中。

对于自动登录过程，编辑文件> /usr/lib/systemd/system/getty@.service并注释掉以下行：


ExecStart =- / sbin / agetty --noclear % I 38400

并用以下变体替换它：

## old line ## ExecStart=-/sbin/agetty --noclear %I 38400

        ## new command

        ExecStart = / sbin / agetty --autologin your-username-here --noclear % I 38400

这个Systemd文件产生了该过程，这与使用inittab的传统UNIX方法不同。

重新启动您的Pi以测试自动登录。

假设自动登录按预期工作（Pi应该启动到外壳提示符，而不是登录提示符），下一步是为您的应用程序创建自动启动规则。整个Internet都建议在rc.local中放置命令应该可以工作（因为从理论上讲，Systemd会执行rc.local的向后兼容性执行），但是我在这方面取得了一些成功。自定义Systemd规则除成功外别无其他。

要编写Systemd规则，请创建一个具有sudo特权的文件，名为/etc/systemd/system/robotnix.service （您可以随意命名；我使用robotnix，因为这是我生成的示例项目的名称对于本文）。

文件内容：

[ Unit ]

        Description =Robot Script Startup

[ Service ] Type =idle ExecStart = / usr / local / bin / robotnix / robotnix.py

[ Install ] WantedBy =multi-user.target

现在启用该服务以在启动时发生：


$  sudo systemctl enable robotnix.service

再次重新启动Pi，以确保您的应用程序正在自动启动。

Pi还是Arduino？

它们都小巧，功能强大，并且都用于电子爱好项目，但是Raspberry Pi不是Arduino。但是，Pi可以在紧要关头发挥出色的作用。也就是说，如果您还没有并且对此感到好奇，请不要害怕尝试使用Arduino。它们都是您工具包中的绝佳工具。使用本文中的技巧，您可以将Pi用作将来Arduino项目的测试平台，也可以在一台设备上同时兼顾两者。

无论您在下一个硬件项目中最终使用什么，请保持打开状态并保持乐趣。

翻译自: https://opensource.com/life/16/3/how-configure-raspberry-pi-microcontroller

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