好玩的nanopi

時間 2021-08-15

http://wiki.friendlyarm.com/wiki/index.php/NanoPi_NEO/zh#TF.E5.8D.A1.E5.90.AF.E5.8A.A8

友善之臂

準備工作

要開啓你的NanoPi NEO新玩具，請先準備好以下硬件

NanoPi NEO主板
microSD卡/TF卡: Class10或以上的 8GB SDHC卡
一個microUSB接口的外接電源，要求輸出爲5V/2A（可使用同規格的手機充電器）
一臺電腦，需要聯網，建議使用Ubuntu 16.04 64位系統

經測試使用的TF卡

製作啓動NanoPi NEO的TF卡時，建議Class10或以上的 8GB SDHC卡。以下是經友善之臂測試驗證過的高速TF卡：

SanDisk閃迪 TF 8G Class10 Micro/SD 高速 TF卡：

SanDisk閃迪 TF128G 至尊高速MicroSDXC TF 128G Class10 48MB/S:

川宇 8G手機內存卡 8GTF卡存儲卡 C10高速class10 micro SD卡：

安裝系統

下載系統固件

首先訪問下載地址下載需要的固件文件(officail-ROMs目錄)和燒寫工具(tools目錄)：

使用以下固件：
nanopi-neo_friendlycore-xenial_3.4.y_YYYYMMDD.img.zip	基於UbuntuCore構建的FriendlyCore系統固件，使用Linux-3.4.y內核
nanopi-neo_friendlycore-xenial_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip	基於UbuntuCore構建的FriendlyCore系統固件，使用Linux-4.x.y內核
nanopi-neo_debian-nas-jessie_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip	NAS系統固件，使用Linux-4.x.y內核，配合1-bay NAS Dock使用
nanopi-neo_ubuntu-oled_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip	OLED系統固件，使用Linux-4.x.y內核，配合NanoHat OLED使用
燒寫工具：
win32diskimager.rar	Windows平臺下的系統燒寫工具，Linux平臺下可以用dd命令燒寫系統

Linux-3.4.y和Linux-4.x.y系統固件差異

Linux-3.4.y內核爲CPU芯片廠商全志科技官方提供的內核，全志爲該內核做了十分多的定製開發，所以該內核完善度高但是不夠純淨，對應的系統固件發熱量較大；
Linux-4.x.y內核仍在不斷地完善中，並且儘可能地保持和Linus Torvalds主線內核一致，該內核擁有和主線內核一致的特性，是一個比較純淨的內核，對應的系統固件發熱量較小。如果產品不需要使用VPU和GPU功能，可以使用該內核；

兩者的具體差異如下:

燒寫Linux系統

TF卡啓動

FriendlyCore / Debian / Ubuntu 系統本質上都屬於 Linux 系統的發行版，所以它們的燒寫方法是一樣。
將 Linux 系統固件和燒寫工具 win32diskimager.rar 分別解壓，在 Windows 下插入TF卡（限4G及以上的卡)，以管理員身份運行 win32diskimager 工具，在 win32diskimager 工具的界面上，選擇你的TF卡盤符，選擇系統固件，點擊 Write 按鈕燒寫即可。
當製作完成TF卡後，拔出TF卡插入 BOOT 卡槽，上電啓動（注意，這裏需要5V/2A的供電），你可以看到PWR燈常亮以及SATA燈閃爍，這時你已經成功啓動系統。

FriendlyCore的使用

介紹

FriendlyCore，是一個沒有X-windows環境，基於Ubuntu core構建的系統，使用Qt-Embedded作爲圖形界面的輕量級系統，兼容Ubuntu系統軟件源，非常適合於企業用戶用作產品的基礎OS。

本系統除了保留Ubuntu Core的特性以外，還包括以下特性：

支持電容和電阻觸摸屏（型號：S700, X710, S70, HD702, S430, HD101, S70等友善推出的LCD屏)
支持WiFi連接
支持以太網連接
支持藍牙，已預裝bluez等相關軟件包
支持音頻播放
支持Qt5.9 EGLES和OpenGL ES1.1/2.0 (限S5P4418/S5P6818平臺)

運行FriendlyCore

要在電視上進行操作，你需要連接USB鼠標和鍵盤。
如果您需要進行內核開發，你最好選購一個串口配件，連接了串口，則可以通過串口終端對開發板進行操作。

以下是串口配件的接法，接上串口，即可調試。
接上串口後，你可以選擇從串口模塊的DC口或者從MicroUSB口 (如果有) 進行供電：

也可以使用USB轉串口模塊調試，請注意需要使用5V/2A電源給開發板MicroUSB供電：

FriendlyCore默認帳戶：

普通用戶：

   用戶名: pi
   密碼: pi

Root用戶：

   用戶名: root
   密碼: fa

默認會以 pi 用戶自動登錄，你可以使用 sudo npi-config 命令取消自動登錄。

更新軟件包：

 
  $ sudo apt-get update 
 

使用npi-config配置系統

npi-config是一個命令行下的系統配置工具，可以對系統進行一些初始化的配置，可配置的項目包括：用戶密碼、系統語言、時區、Hostname、SSH開關、自動登錄選項等，在命令行執行以下命令即可進入:

 
  $ sudo npi-config 
 

npi-config的顯示界面如下所示：

開發Qt應用

請參考 How to build Qt application

開機自動運行Qt示例程序

使用npi-config工具進行開啓：

 
  sudo npi-config 
 

進入Boot Options -> Autologin -> Qt/Embedded，選擇Enable然後重啓即可。

擴展TF卡文件系統

第一次啓動FriendlyCore系統時，系統會自動擴展文件系統分區，請耐心等待，TF卡/eMMC的容量越大，需要等待的時間越長，進入系統後執行下列命令查看文件系統分區大小：

 
  df -h 
 

連接WiFi

FriendlyCore 使用 NetworkManager 工具來管理網絡，其在命令行下對應的命令是 nmcli，要連接WiFi，相關的命令如下：

查看網絡設備列表

 
  $ sudo nmcli dev 
 

注意，如果列出的設備狀態是 unmanaged 的，說明網絡設備不受NetworkManager管理，你需要清空 /etc/network/interfaces下的網絡設置,然後重啓.

開啓WiFi

 
  $ sudo nmcli r wifi on 
 

掃描附近的 WiFi 熱點

 
  $ sudo nmcli dev wifi 
 

連接到指定的 WiFi 熱點

 
  $ sudo nmcli dev wifi connect "SSID" password "PASSWORD" 
 

請將 SSID和 PASSWORD 替換成實際的 WiFi名稱和密碼。
連接成功後，下次開機，WiFi 也會自動連接。

更詳細的NetworkManager使用指南可參考這篇文章： Use NetworkManager to configure network settings

使用USB WiFi

系統已經支持市面上衆多常見的USB WiFi，已測試過的USB WiFi型號如下：

序號	型號
1	RTL8188CUS/8188EU 802.11n WLAN Adapter
2	RT2070 Wireless Adapter
3	RT2870/RT3070 Wireless Adapter
4	RTL8192CU Wireless Adapter
5	小米WiFi mt7601

連接以太網

默認插上網線開機，會自動連接並通過DHCP獲取IP地址，如需要配置靜態IP地址，請參考 NetworkManager 的相關文檔: Use NetworkManager to configure network settings。

使用藍牙

如果你的開發闆闆載有藍牙模塊，可輸入以下命令搜索周邊的藍牙設備：

 
  hcitool scan 
 

使用hciconfig命令來了解接口的狀態。

HDMI或者3.5mm音頻設備輸出聲音

系統默認接HDMI或者3.5mm耳機座沒有輸出聲音，因爲系統缺省沒安裝聲音部分的安裝包。如希望HDMI或者3.5mm耳機座接音頻設備輸出聲音，需要給系統安裝上缺省的alsa包。

　首先，保證你的板子刷的是最新Debian固件，並且能連外網；
　啓動板子後，執行以下步驟安裝alsa包：

 
  $ apt-get update
$ apt-get install libasound2
$ apt-get install alsa-base
$ apt-get install alsa-utils 
 

安裝好需要的庫後，拷貝一首 .wav 格式的音樂到開發板上，接上耳機或揚聲器，播放音樂（系統默認從3.5mm耳機座輸出聲音）：

 
  $ aplay /root/Music/test.wav 
 

系統默認從3.5mm耳機座輸出聲音，如果想切換到HDMI需要執行下列操作:

查看系統當前所有的聲卡設備的***。這裏假設aplay的輸出如下, 並不是真實情況, 請根據實際情況進行相對應的修改:

 
  $ aplay -l
card 0: 3.5mm codec
card 1: HDMI 
 

上面的信息表示card 0代表3.5mm耳機孔，card 1代表HDMI音頻, 修改配置文件/etc/asound.conf如下:

 
  pcm.!default {
    type hw
    card 1
    device 0
}
 
ctl.!default {
    type hw
    card 1
} 
 

設置完成後需要重啓系統HDMI即可輸出聲音。

連接DVP攝像頭模塊(CAM500B)

CAM500B是一款500萬像素攝像頭模塊，以DVP並行信號輸出，詳細信息請參考Matirx-CAM500B。
連接開發板和CAM500B，然後上電啓動系統，連接網絡，以root用戶登錄終端並編譯運行mjpg-streamer:

 
  $ cd /root/mjpg-streamer
$ make
$ ./start.sh 
 

mjpg-streamer是一個開源的網絡視頻流服務器，在板子上成功運行mjpg-streamer後會打印下列信息:

 
   
 i: Using V4L2 device.: /dev/video0
 i: Desired Resolution: 1280 x 720
 i: Frames Per Second.: 30
 i: Format............: YUV
 i: JPEG Quality......: 90
 o: www-folder-path...: ./www/
 o: HTTP TCP port.....: 8080
 o: username:password.: disabled
 o: commands..........: enabled 
 

假設開發板的IP地址爲192.168.1.230，在PC的瀏覽器中輸入 192.168.1.230:8080 就能瀏覽攝像頭採集的畫面了，效果如下:

mjpg-streamer是用libjpeg對攝像頭數據進行軟編碼，Linux-4.x內核的ROM目前並不支持視頻硬編碼, 但是如果使用Linux-3.x內核的ROM的話, 則可以使用ffmpeg對攝像頭數據進行硬編碼，這樣能大大降低CPU的佔用率並提高編碼速度:

 
  $ ffmpeg -t 30 -f v4l2 -channel 0 -video_size 1280x720 -i /dev/video0 -pix_fmt nv12 -r 30 -b:v 64k -c:v cedrus264 test.mp4 
 

默認會錄製30秒的視頻，輸入q能終止錄製。錄製完成後會在當前目錄生成一個名爲test.mp4的視頻文件，可將其拷貝到PC上進行播放驗證。

連接USB攝像頭模塊(FA-CAM202)

FA-CAM202是一款200萬像素的USB攝像頭模塊, 連接測試USB攝像頭的方法請參考 <連接DVP攝像頭模塊(CAM500B)> 章節。
請自行修改start.sh, 確保使用正確的/dev/videoX節點, 下列命令可以用來確定FA-CAM202攝像頭的video節點:

 
  $ apt-get install v4l-utils
$ v4l2-ctl -d /dev/video1 -D
Driver Info (not using libv4l2):
        Driver name   : uvcvideo
        Card type     : HC 3358+2100: HC 3358+2100
        Bus info      : usb-1c1b000.usb-1
	... 
 

命令行查看CPU工作溫度

在串口終端執行如下命令，可以快速地獲取CPU的當前溫度和運行頻率等信息：

 
  $ cpu_freq 
 

通過Rpi-Monitor查看系統狀態

系統裏已經集成了Rpi-Monitor，該服務允許用戶在通過瀏覽器查看開發板系統狀態。
假設開發板的IP地址爲192.168.1.230，在PC的瀏覽器中輸入下述地址:

 
168.1.230:8888 
 

可以進入如下頁面:

用戶可以非常方便地查看到系統負載、CPU的頻率和溫度、可用內存、SD卡容量等信息。

測試看門狗

使用下列命令可以測試看門狗功能:

 
  $ cd /root/demo/watchdog/
$ gcc watchdog_demo.c -o watchdog_demo
$ ./watchdog_demo /dev/watchdog0 10
Set timeout: 10 seconds
Get timeout: 10 seconds
System will reboot in 10 second 
 

系統將在10秒之後重啓。

測試紅外接收

使用下列命令可以測試紅外接收:

 
  $ apt-get install ir-keytable
$ echo "+rc-5 +nec +rc-6 +jvc +sony +rc-5-sz +sanyo +sharp +mce_kbd +xmp" > /sys/class/rc/rc0/protocols   # 使能紅外協議
$ ir-keytable -t
Testing events. Please, press CTRL-C to abort. 
 

ir-keytable -t用於檢查是否有接收到紅外信號, 使用任意遙控器發送按鍵信息給紅外接收器, 可以看到類似下列信息:

 
  1522404275.767215: event type EV_MSC(0x04): scancode = 0xe0e43
1522404275.767215: event type EV_SYN(0x00).
1522404278.911267: event type EV_MSC(0x04): scancode = 0xe0e42
1522404278.911267: event type EV_SYN(0x00). 
 

通過WiringNP測試GPIO

wiringPi庫最早是由Gordon Henderson所編寫並維護的一個用C語言寫成的類庫，除了GPIO庫，還包括了I2C庫、SPI庫、UART庫和軟件PWM庫等，由於wiringPi的API函數和arduino非常相似，這也使得它廣受歡迎。 wiringPi庫除了提供wiringPi類庫及其頭文件外，還提供了一個命令行工具gpio：可以用來設置和讀寫GPIO管腳，以方便在Shell腳本中控制GPIO管腳。
我們在FriendlyCore系統中集成了這個工具以便客戶測試GPIO管腳。詳細信息請參看 WiringNP

運行Qt示例程序

執行以下命令：

 
  $ sudo /opt/QtE-Demo/run.sh 
 

運行結果如下，這是一個開源的QtDemo:

如何編譯FriendlyCore系統

使用開源社區主線BSP

NEO現已支持使用Linux-4.x.y內核，並使用Ubuntu Core 16.04，關於H3芯片系列開發板使用主線U-boot和Linux-4.x.y的方法，請參考維基：Mainline U-boot & Linux

使用全志原廠BSP

準備工作

訪問此處下載地址的sources/nanopi-h3-bsp目錄，下載所有壓縮文件，使用7-Zip工具解壓後得到lichee目錄和android目錄，請務必保證這2個目錄位於同一個目錄中，如下：

 
  $ ls ./
android lichee

也可以從github上克隆lichee源碼：

 
  $ git clone https://github.com/friendlyarm/h3_lichee.git lichee 
 

注：lichee是全志爲其CPU的板級支持包所起的項目名稱，裏面包含了U-boot，Linux等源碼和衆多的編譯腳本。

安裝交叉編譯器

訪問此處下載地址的toolchain目錄，下載交叉編譯器gcc-linaro-arm.tar.xz，將該壓縮包放置在lichee/brandy/toochain/目錄下即可，無需解壓。

編譯lichee源碼

編譯全志 H3 的BSP源碼包必須使用64bit的Linux PC系統，並安裝下列軟件包，下列操作均基於Ubuntu-14.04 LTS-64bit：

 
  $ sudo apt-get install gawk git gnupg flex bison gperf build-essential \
zip curl libc6-dev libncurses5-dev:i386 x11proto-core-dev \
libx11-dev:i386 libreadline6-dev:i386 libgl1-mesa-glx:i386 \
libgl1-mesa-dev g++-multilib mingw32 tofrodos \
python-markdown libxml2-utils xsltproc zlib1g-dev:i386 
 

編譯lichee源碼包，執行命令：

 
  $ cd lichee/fa_tools
$ ./build.sh -b nanopi-neo -p linux -t all

該命令會一次性編譯好U-boot、Linux內核和模塊。
lichee目錄裏內置了交叉編譯器，當進行源碼編譯時，會自動使用該內置的編譯器，所以無需手動安裝編譯器。

下列命令可以更新TF卡上的U-boot：

 
  $ cd lichee/fa_tools/
$ ./fuse.sh -d /dev/sdX -p linux -t u-boot

/dev/sdX請替換爲實際的TF卡設備文件名。
內核boot.img和驅動模塊均位於linux-3.4/output目錄下，將boot.img拷貝到TF卡的boot分區的根目錄即可更新內核。

編譯U-boot

注意: 必須先完整地編譯整個lichee目錄後，才能進行單獨編譯U-boot的操作。如果你想單獨編譯U-boot，可以執行命令：

 
  $ cd lichee/fa_tools/
$ ./build.sh -b nanopi-neo -p linux -t u-boot

下列命令可以更新TF卡上的U-boot：

 
  $ cd lichee/fa_tools/
$ ./fuse.sh -d /dev/sdX -p linux -t u-boot

/dev/sdX請替換爲實際的TF卡設備文件名。

編譯Linux內核

注意: 必須先完整地編譯整個lichee目錄後，才能進行單獨編譯Linux內核的操作。如果你想單獨編譯Linux內核，可以執行命令：

 
  $ cd lichee/fa_tools/
$ ./build.sh -b nanopi-neo -p linux -t kernel

編譯完成後內核boot.img和驅動模塊均位於linux-3.4/output目錄下，將boot.img拷貝到TF卡的boot分區的根目錄即可。

清理lichee源碼

 
  $ cd lichee/fa_tools/
$ ./build.sh -b nanopi-neo -p linux -t clean

使用NEO擴展配件及編程示例

使用1-bay NAS Dock DIY自已的NAS服務器

1-bay NAS Dock是一個用於搭建迷你、小巧的桌上型NAS（Network Attached Storage：網絡附屬存儲）設備的擴展底板，它採用了高速穩定的專業級USB 3.0 to SATA轉換芯片(JSM568), 可直接安裝使用2.5寸小硬盤，並採用TI公司DC-DC芯片實現穩定可靠的12V-5V電源轉換，支持板載RTC時鐘備份電池；我們還基於最新主線內核Linux-4.11和Debian-Jessie 爲其移植了開源NAS軟件系統OpenMediaVault，另外配上我們專門爲其定製的精緻噴砂金屬鋁外殼，就能夠快速的搭建屬於你的專用數據存儲服務器，詳見：1-bay_NAS_Dock

使用Python編程操作NanoHat OLED擴展板

NanoHat OLED是一款精緻小巧的單色OLED顯示屏，帶3個按鍵，我們不僅提供了源代碼級驅動，而且爲您展現了一個簡單實用的Shell界面, 通過它你可以查看系統時間，系統運行狀態，以及關機等操作；你還可以下載所有源代碼自行修改編譯，設計自己喜歡的界面；配上我們專門爲其定製的全金屬鋁外殼，相信你一定會愛不釋手！詳見：NanoHat OLED

使用Python編程控制NanoHat Motor 電機驅動模塊

該模塊可驅動四個5V PWM舵機模塊和四個12V直流電機或者兩個12V四線步進電機，詳見：NanoHat Motor

使用NanoHat PCM5102A 數字音頻解碼模塊

NanoHat PCM5102A採用了TI公司專業的立體聲DAC音頻芯片PCM5102A，爲您提供數字音頻信號完美還原的音樂盛宴, 詳見：NanoHat PCM5102A

完全兼容的Arduino的UNO Dock擴展板

UNO Dock本身就是一個Arduino UNO，你可以使用Arduino IDE開發下載運行所有Arduino工程項目；它還是NanoPi NEO的擴展塢，不僅爲其提供穩定可靠的電源輸入，還可以使用Python編程控制Arduino配件，藉助強大的Ubuntu生態系統，快速把你的Arduino項目送上雲端，詳見：UNO Dock for NanoPi NEO v1.0

Power Dock 高效的電源轉換模塊

Power Dock for NanoPi NEO是一個高效的電源轉換模塊，能爲用電設備提供穩定可靠的供電, 詳見：Power Dock for NanoPi NEO

NanoHat Proto 可堆疊的麪包板模塊

NanoHat Proto是一個功能高度自由的模塊, 板載EEPROM，詳見：NanoHat Proto

Matrix - 2'8 SPI Key TFT顯示模塊

Matrix-2'8_SPI_Key_TFT模塊是一款2.8英寸的TFT 觸摸LCD，模塊採用ST7789S驅動IC和XPT2046電阻式觸摸IC，屏幕分辨率爲240*320，採用SPI控制接口，模塊還包含3個獨立按鍵，可根據需要自定義功能。詳見：Matrix - 2'8 SPI Key TFT

3D 打印外殼

3D打印外殼下載鏈接

資源鏈接

手冊原理圖等開發資料

開發文檔及教程

使用Python操作硬件模塊開發教程及代碼

可以和BakeBit - NEO Hub連接使用的模塊如下：

使用C語言操作硬件模塊開發教程及代碼

模塊介紹以及開發文檔：

硬件更新

NanoPi NEO Version Compare & List（Hardware）

version	NanoPi NEO V1.0	NanoPi NEO V1.1	NanoPi NEO V1.2	NanoPi NEO V1.3
Photo
電源管理部分	① VDD1V2-SYS由LDO供電	① VDD1V2-SYS由LDO供電	① VDD1V2-SYS由LDO改爲DC/DC供電（NanoPi NEO V1.2主要改版部分是降低發熱量）	① VDD1V2-SYSDC/DC供電與V1.2版一致。 ⑤ 更換VDD-CPUX供電DC/DC芯片爲MP2143DJ以改善發熱量。
Audio 排針接口		② NanoPi NEO V1.1/V1.2版相對V1.0版增加了板載Audio部分	② NanoPi NEO V1.1/V1.2版相對V1.0版增加了板載Audio部分	② ④ NanoPi NEO V1.3版相對V1.1/V1.2版交換了Audio接口和Debug_UART接口位置 ② 改善了Audio接口錄音質量
12Pin 2.54mm排針定義	③ NanoPi NEO V1.0版排針定義	③ NanoPi NEO V1.1版相對V1.0版更改了排針定義	③ NanoPi NEO V1.2版和V1.1版排針定義一致	③ NanoPi NEO V1.3版和V1.1/V1.2版排針定義一致

好玩的nanopi

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準備工作

經測試使用的TF卡

安裝系統

下載系統固件

Linux-3.4.y和Linux-4.x.y系統固件差異

燒寫Linux系統

TF卡啓動

FriendlyCore的使用

介紹

運行FriendlyCore

使用npi-config配置系統

開發Qt應用

開機自動運行Qt示例程序

擴展TF卡文件系統

連接WiFi

連接以太網

使用藍牙

HDMI或者3.5mm音頻設備輸出聲音

連接DVP攝像頭模塊(CAM500B)

連接USB攝像頭模塊(FA-CAM202)

命令行查看CPU工作溫度

通過Rpi-Monitor查看系統狀態

測試看門狗

測試紅外接收

通過WiringNP測試GPIO

運行Qt示例程序

如何編譯FriendlyCore系統

使用開源社區主線BSP

使用全志原廠BSP

準備工作

安裝交叉編譯器

編譯lichee源碼

編譯U-boot

編譯Linux內核

清理lichee源碼

更多OS

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Armbian

Android

使用NEO擴展配件及編程示例

使用1-bay NAS Dock DIY自已的NAS服務器

使用Python編程操作NanoHat OLED擴展板

使用Python編程控制NanoHat Motor 電機驅動模塊

使用NanoHat PCM5102A 數字音頻解碼模塊

完全兼容的Arduino的UNO Dock擴展板

Power Dock 高效的電源轉換模塊

NanoHat Proto 可堆疊的麪包板模塊

Matrix - 2'8 SPI Key TFT顯示模塊

3D 打印外殼

資源鏈接

手冊原理圖等開發資料

開發文檔及教程

使用Python操作硬件模塊開發教程及代碼

使用C語言操作硬件模塊開發教程及代碼

硬件更新