1 Raspberry介绍
树莓派本质是一台迷你的嵌入式计算机，就像其他任何一台台式机或者笔记本那样，利用树莓派可以做很多事情。普通的计算机主板依靠硬盘来存储数据，但树莓派则使用TF卡作为“硬盘”。
利用树莓派可以编辑文档、浏览网页、玩游戏、播放视频、播放音频等，还可以利用树莓派制作智能小车、示波器、电子相框、家庭影院、相机等。在树莓派的官网上，有很多开源的应用示例，可以通过下面的网址访问。
https://projects.raspberrypi.org/en
1.1 接口介绍
(1)对外接口
树莓派4B采用了一颗由博通公司（Broadcom Corporation）出品的、集成了GPU和CPU的BCM2711芯片。树莓派所适应的CPU是ARM架构的，和我们平时在PC上所使用的X86和AMD64架构不同，而ARM是一款精简指令集（RISC）处理器。该指令集的一大特点就是指令系统非常简单，能让硬件最快执行最常用的指令，因此指令的数量十分有限。ARM架构芯片最常见的就是用于我们熟悉的智能手机，如苹果的A7、三星的猎户座及国产华为的海思处理器等。
(1-1)核心
SOC：Broadcom BCM2711
CPU：Broadcom BCM2711，1.5 GHz，64-bit，4核心，ARM Cortex-A72 架构，1MB shared L2 cache
Quad core Cortex-A72 (ARM v8) 64-bit @ 1.5GHz
RAM：1、2、4 GB LPDDR4-3200 RAM (shared with GPU)
1GB/2GB/4GB/8GB(Rev1.2)LPDDR4
SOC称为系统级芯片，也称片上芯片 System on a Chip，是一个专有目标的集成电路的产品，其中包括完整系统并有嵌入软件的全部内容。目前SOC更多的集成处理器(包括CPU，GPU，DSP)，存储器，基带，各种接口控制模块，各种互联总线等，其典型代表为手机芯片。
ARM公司生产的就是CPU，它将自己的CPU设计卖给其他公司，而其他公司就根据ARM提供的CPU添加上自己所需要的各种外设控制器，这就是SOC（华为麒麟）。可以简单的这么理解，SOC包含CPU，芯片的发展就是从CPU发展到SOC。
LPDDR可以说是全球范围内最广泛使用于移动设备的“工作记忆”内存，Low Power Double Data Rate 4 。
(1-2)网络
以太网：10/100/1000 Mbit/s
无线网：b/g/n/ac 双频 2.4/5 GHz
蓝牙：5.0
(1-3)多媒体
GPU：Broadcom VideoCore VI @ 500 MHz
VideoCore VI，H.265 (4Kp60 decode)，H.264 (1080p60 decode, 1080p30 encode)，OpenGL ES 3.0 graphics 500Mhz
HDMI：micro-HDMI
高清多媒体接口（High Definition Multimedia Interface，HDMI）
DSI：板载排线
MIPI（Mobile Industry Processor Interface）是2003年由ARM， Nokia， ST ，TI等公司成立的一个联盟，目的是把手机内部的接口如摄像头、显示屏接口、射频/基带接口等标准化，从而减少手机设计的复杂程度和增加设计灵活性。MIPI - DSI协议具有高速、低耗能以及低干扰的特点，能够在性能和节电两种模式中切换，非常适合在移动设备上使用，所以在很多手机、可穿戴设备、物联网、虚拟现实以及车载智能系统上得到了应用。
DSI是for Display的显示接口，Display Serial Interface。
CSI：板载排线
CSI是for Camera的摄像头接口，Camera Serial Interface
树莓派板上设置有MIPI-DSI接口，以及HDMI输出，所以可以支持MIPI-DSI接口的液晶屏和HDMI格式的显示器。
(1-4)PoE功能接口
英文全称是：Power Over Ethernet以太网供电。好处是可以为一些基于IP的终端（如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等）传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。
要用这个功能是要配套一个POE HAT模块。
(2)扩展接口
(3)管脚介绍
1.2 型号对比
2 Raspberry安装工具
软件：
(1)SDFormatter.exe
(2)Win32DiskImager
(3)Raspberry操作系统
硬件：
(1)Raspberry 4b主板
(2)TF卡
SD卡一般是相机使用的大的内存卡，TF就是手机使用的小的内存卡， 不管是SD卡还是TF卡如果坏了都可以试着用内存卡修复工具修复，也可以用数据恢复软件恢复数据。
SD卡是Secure Digital Card的英文缩写，直译就是“安全数字卡”。TF卡即是T-Flash卡，又叫micro SD卡，即微型SD卡。
树莓派传感器套件45合一：66
树莓派喇叭：6
树莓派GPIO扩展版：15
杜邦线：8
树莓派麦克风：9
树莓派亚克力风扇：22
树莓派4B：450
万能表：10
32GTF卡：23
2.1 Raspberry操作系统
https://www.raspberrypi.org/software/operating-systems/#third-party-software
(1)Raspberry Pi OS (32-bit)
包含Raspberry桌面操作系统和推荐软件的系统【推荐】；
只包含Raspberry桌面操作系统；
不包含桌面的轻量化系统。
(2)Raspberry Pi Desktop
树莓派官方的 raspbian 操作系统有 PC 版本，就是能用来安装到自己的电脑上。可能是官方的推广策略，先把树莓派系统推出来，让大家可以在 PC 上体验。
无树莓派硬件体验：虚拟机安装 Raspberry Pi Desktop 操作系统
Raspberry Pi Desktop 是基于 Debian Buster 的衍生发行版。
i386是32位微处理器的统称。
virtualbox设置桥接网卡
镜像2021-01-11-raspios-buster-i386.iso
类型Linux
版本Debian 32-bit
选择“Graphical Install
默认用户名/密码pi/raspberry
(3)Third-party software
2.2 安装系统
树莓派4B新手配置（无显示屏、无网线、同一WiFi）
树莓派3b+，4b新手入门到手开箱第一次使用之十大步骤
(1)将SD卡用SDFormatter格式化
(2)用Win32DiskImager将下载好的系统镜像写入SD卡中
2021-01-11-raspios-buster-armhf-full.img
烧录好系统之后，会分为三个区，在win上显示了boot分区。系统每次开机时都会读取boot分区中的信息，所以进行以下配置后，每次开关机无需重新配置。
(3)开启ssh服务
此步骤使得我们能够使用ssh功能远程连接树莓派。
打开SD卡盘，在里面创建一个文件名为ssh无后缀的文件。
(4)查看树莓派ip
首先用网线连接树莓派和笔记本。
然后在wlan属性中设置internet共享。
最后查询ip地址
CMD>arp -a
发现通过共享的方式连接比较慢。
2.3 设置连接wifi
读卡器写好系统以后，打开读卡器
新建文件wpa_supplicant.conf
country=CN
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
network={
ssid="ES-144565"
psk="33720657"
key_mgmt=WPA-PSK
priority=2
}
network={
ssid="HUAWEIP40"
psk="123456789"
key_mgmt=WPA-PSK
priority=1
}
前三行不变，一个network块表示一个网络。ssid表示网络名称，psk表示网络密码，key_mgmt表示网络加密方式，priority表示连接优先级，优先级越大越先连接此网络（不能是负数）。
CMD>ping raspberrypi.local
通过IPV6的地址经过ssh连接树莓派。
相当于操作文件/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf。
2.4 更换树莓派源
#备份
sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list_backup
sudo cp /etc/apt/sources.list.d/raspi.list /etc/apt/sources.list.d/raspi.list_backup
#sudo vi /etc/apt/sources.list
deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ buster main contrib non-free rpi
deb-src http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ buster main contrib non-free rpi
#sudo vi /etc/apt/sources.list.d/raspi.list
deb http://mirror.tuna.tsinghua.edu.cn/raspberrypi/ buster main ui
deb-src http://mirror.tuna.tsinghua.edu.cn/raspberrypi/ buster main ui
#sudo apt-get update #更新系统软件
2.5 通过vnc客户端连接树莓派桌面
(1)开启vnc
在ssh界面输入：
pi@raspberrypi:~ $ sudo raspi-config
依次进行操作：Interfacing Options --> VNC -> Yes-> Finish。
Created symlink
/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/vncserver-x11-serviced.service
→
/lib/systemd/system/vncserver-x11-serviced.service.
(2)安装启动tightvncserver
$sudo apt-get install tightvncserver安装tightvncserver
$ vncpasswd设置一个VNC密码【bigdata】
先输入操作密码两次，然后会询问是否设置一个查看(view-only)密码，一般没必要。
$ tightvncserver启动tightvncserver
最后的数字是连接树莓派的端口号。
windows安装tightvnc-2.8.59-gpl-setup-64bit.msi。
输入ip与端口号，例如：192.168.0.199:1
按要求输入刚刚设置的vncpasswd密码。
Ctrl+Alt+Shift+F全屏切换。
2.6 正确关闭树莓派
树莓派是一块微型主板，但这块主板上没有开机，关机按钮。当我们通过mini USB接口把树莓派接上电源的时候，安装在SD卡里的系统会自动启动。但是怎么关机呢？
很多人会这样想：既然接上电源自动开机，那么拔掉电源不就关了机。这种关机相当于非正常关机（比如突然断电）, 长期地非正常关机会损坏树莓派的SD卡。
正确的关机方法是
(1)先执行下面的命令
$sudo shutdown -h now
(2)当上面的命令执行后，会发现在树莓派的LED状态指示灯中，只有PWR指示灯（电源指示灯）亮着，其他的指示灯都不亮，说明系统已经关闭了。接下来拔掉电源，PWR指示灯随即熄灭。这样才是正确的关机。
3 安装配置
3.1 安装vim编辑器
$sudo apt-get install vim编辑器
3.2 传输文件
开启树莓派的ssh服务，先由ipv6地址登入，ifconfig查看ipv4地址，切换为ipv4地址登陆。mobaxterm软件即可拖动传入文件。
3.3 python版本
$ pip install numpy
numpy in /usr/lib/python2.7/dist-packages (1.16.2)
$ pip3 install numpy
numpy in /usr/lib/python3/dist-packages (1.16.2)
3.4 连接蓝牙
(1)在蓝牙的图标下，选择Remove Device…，选中蓝牙耳机删除。
(2)重新打开蓝牙耳机，使之处于配对状态种。
(3)在蓝牙的图标下，选择Add Device…，找到我们的蓝牙耳机，进行配对。
(4)配对成功后，马上右击音量的图标，选择Audio Outputs，在该栏目下找到我们的蓝牙耳机，选中，修改输出音频为蓝牙耳机。
(5)打开有音频的网页，播放声音测试。
其中AV jack–Audio Video插孔
$ systemctl status bluetooth查看蓝牙运行状态
3.5 手机连接树莓派
使用手机端的ssh工具ConnectBot。
(1)ConnectBot
ConnectBot是Android平台的SSH客户端，应该算是第一个适用于Android的客户端了
(2)JuiceSSH
Android上最好用的免费SSH客户端了，功能强大，它带有特殊字符及键盘按键的弹出式键盘，包括Ctrl、Alt、Tab、空格、回退等。
3.6 更改系统时间为24制
系统安装之后，系统默认是世界时间，在我们东八区，会晚8小时，另外，系统的时间是12小时，通过date命令查看时间，上午显示AM，下午显示PM，如果不习惯，可以修改为24小时时间格式。
修改时间为24小时，我们可以修改/etc/default/locale，默认没有LC_TIME这个变量，删除一行LC_ALL=en_US.UTF-8，我们在文件中增加一行，设置改变量如下：
$ sudo vim /etc/default/locale
# File generated by update-locale
LANG=en_US.UTF-8
LC_TIME=en_DK.UTF-8
LANGUAGE=en_US.UTF-8
修改之后，重启机器，就可以生效。
$ locale
$ sudo apt install ntpdate
$ ntpdate us.pool.ntp.org利用ntpdate同步标准时间
3.7 查看TF卡使用情况
(1)查看硬盘及分区信息
$ sudo fdisk -l
Disk /dev/ram0: 4 MiB, 4194304 bytes, 8192 sectors
Disk /dev/ram1: 4 MiB, 4194304 bytes, 8192 sectors
Disk /dev/ram2: 4 MiB, 4194304 bytes, 8192 sectors
Disk /dev/ram3: 4 MiB, 4194304 bytes, 8192 sectors
Disk /dev/ram4: 4 MiB, 4194304 bytes, 8192 sectors
Disk /dev/ram5: 4 MiB, 4194304 bytes, 8192 sectors
Disk /dev/ram6: 4 MiB, 4194304 bytes, 8192 sectors
Disk /dev/ram7: 4 MiB, 4194304 bytes, 8192 sectors
Disk /dev/ram8: 4 MiB, 4194304 bytes, 8192 sectors
Disk /dev/ram9: 4 MiB, 4194304 bytes, 8192 sectors
Disk /dev/ram10: 4 MiB, 4194304 bytes, 8192 sectors
Disk /dev/ram11: 4 MiB, 4194304 bytes, 8192 sectors
Disk /dev/ram12: 4 MiB, 4194304 bytes, 8192 sectors
Disk /dev/ram13: 4 MiB, 4194304 bytes, 8192 sectors
Disk /dev/ram14: 4 MiB, 4194304 bytes, 8192 sectors
Disk /dev/ram15: 4 MiB, 4194304 bytes, 8192 sectors
Disk /dev/mmcblk0: 14.9 GiB, 15931539456 bytes, 31116288 sectors
Disklabel type: dos Disk identifier: 0x57eec67a
Device Boot Start End Sectors Size Id Type
/dev/mmcblk0p1 8192 532479 524288 256M c W95 FAT32 (LBA)
/dev/mmcblk0p2 532480 31116287 30583808 14.6G 83 Linux
(1-1)Linux系统挂载FAT32的U盘
FAT32是Windows系统硬盘分bai区格式的一种。这种格式采用FAT32位的文件分配表，使其对磁盘的dao管理能力大大zhuan增强,但由于FAT32分区内无法存放大于4GB的单个文件，且性能不佳，易产生磁盘碎片。目前已被性能更优异的NTFS分区格式所取代。
LBA(Logical Block Address),中文名称：逻辑区块地址。是描述电脑存储设备上数据所在区块的通用机制，一般用在像硬盘这样的辅助记忆设备。LBA可以意指某个数据区块的地址或是某个地址所指向的数据区块。
FAT32即硬盘分区格式的一种。
FAT32（LBA）即带有逻辑块寻址模式的硬盘分区。
(1-2)说明
U盘大小16G。
1610001000*1000/1024/1024/1024=14.9G。
硬盘符:/dev/mmcblk0,大小14.9G
分区一:/dev/mmcblk0p1,大小256M
分区二:/dev/mmcblk0p2,大小14.6G
mmcblk0p2代表
mmc（本意是MultiMedia card，sd卡就是从这个发展来的，这里代表sd设备）
blk（block，块设备）
0（第dao一个块设备，也就是第一张sd卡）
p（partition，分区）
2（第3个分区）
(2)查看挂载
其中的/dev/root就是/dev/mmcblk0p2。