树莓派用户指南（第3版）

树莓派已经销售超过500万，是时候全面了解这一流行硬件了。
本书作者之一是Raspberry Pi的联合创始人。

本书由树莓派联合创始人Eben Upton和技术达人Gareth Halfacree撰写，是对《树莓派用户指南》全面升级之后的成果。本版对树莓派进行了更加系统化的介绍，涵盖硬件配置、编程语言以及教育相关应用，适合树莓派爱好者和入门级读者参考阅读。

树莓派（Raspberry Pi）是一款基于Linux系统的、只有一张信用卡大小的卡片式计算机。研发树莓派的目的是通过低价硬件及自由软件来推动学校的基础计算机学科教育。但很快树莓派就得到计算机和硬件爱好者的青睐，他们用它学习编程，并创造出各种各样新奇的、风靡一时的软硬件应用。
本书由树莓派的共同创始人编写，是树莓派用户指南。全书共5篇17章。第 1 篇包括第 1～7章，分别介绍了树莓派的基础知识、树莓派入门、Linux系统管理、故障排查、网络配置、树莓派软件配置工具和树莓派高级配置；第 2篇包括第8～10章，分别介绍了树莓派作为家庭影院计算机、用于生产环境和树莓派作为Web服务器；第3篇包括第11～13章，分别介绍了Scratch编程、Python编程和Minecraft树莓派版；第4篇包括第14～17章，分别介绍了硬件破解、GPIO端口、树莓派摄像头模块和扩展电路板；第5篇包括3个附录，分别介绍了Python程序代码、树莓派摄像头快速参考和HDMI显示模式。
本书适合程序员、计算机软硬件爱好者，以及对树莓派感兴趣的读者阅读，也适合作为树莓派相关实践课程的基础教程。

Eben Upton是树莓派基金会的创办者，并担任该树莓派基金会的CEO。他目前在世界500强半导体Broadcom公司任职技术总监。他早年曾创办了两家成功的公司，分别是Ideaworks 3D移动游戏公司（现在是Marmalade公司）和Podfun中间件公司，还曾担任剑桥大学圣约翰学院计算机科学专业的教学主管，并和他的父亲Clive Upton教授共同编写了《牛津韵律词典》。Eben拥有剑桥大学的学士、博士及工商管理硕士学位。
Gareth Halfacree是一名技术专栏的自由撰稿人，与Eben Upton共同创立树莓派项目，并合作撰写了树莓派用户指南。他曾是教育部门的系统管理员。Gareth对开源项目有着非常大的热情，并从事过多种职业，经常为GNU/Linux、LibreOffice、Fritzing和Arduino等众多开源项目进行审阅、归档等工作，甚至包括实际的代码贡献。他还是Sleepduino和Burnduino开放式硬件平台项目的创始人，这些开放式项目拓展了Arduino电子原型系统的能力。关于Gareth从事工作的总结可以参阅https://freelance.halfacree.co.uk网站。

第1篇主板
第1章初识树莓派3
1．1主板简介4
1．2Model A6
1．3Model B7
1．4Model B+8
1．5关于Model B的PCB版本修订历史9
1．5．1第1个版本（Rev 1）9
1．5．2第2个版本（Rev 2）9
1．5．3Model B+9
1．6一点背景10
1．6．1ARM与x8610
1．6．2Windows与Linux11
第2章树莓派入门13
2．1连接显示器14
2．1．1复合视频14
2．1．2HDMI视频15
2．1．3DSI视频16
2．2连接音频设备16
2．3连接键盘和鼠标17
2．4在SD卡上安装NOOBS19
2．5连接外部存储设备20
2．6网络连接21
2．6．1有线网络22
2．6．2无线网络23
2．7连接电源24
2．8安装操作系统25
2．8．1使用NOOBS安装25
2．8．2手动安装27
第3章Linux系统管理33
3．1Linux系统概述34
3．2Linux基础36
3．3Raspbian简介37
3．3．1谈谈Raspbian的父亲，Debian42
3．3．2Raspbian的替代方案42
3．4使用外部存储设备43
3．5创建一个新的用户账户45
3．5．1文件系统布局46
3．5．2逻辑布局46
3．5．3物理布局48
3．6安装和卸载软件48
3．6．1从树莓派商店获取软件48
3．6．2从其他途径获取软件51
3．6．3查找你要的软件52
3．6．4安装软件53
3．6．5卸载软件53
3．6．6升级软件54
3．7安全关闭树莓派55
第4章故障排查57
4．1键盘与鼠标的诊断58
4．2供电的诊断59
4．3显示的诊断61
4．4启动的诊断61
4．5网络的诊断62
4．6紧急内核65
第5章网络配置67
5．1有线网络68
5．2无线网络71
5．3通过wpa_gui连接无线网络75
5．4通过终端接入无线网络77
5．4．1No Encryption80
5．4．2WEP Encryption81
5．4．3WPA/WPA2 Encryption81
5．4．4连接到无线网络82
第6章树莓派软件配置工具83
6．1运行raspi-config84
6．2设置选项界面85
6．2．1Expand Filesystem85
6．2．2Change User Password86
6．2．3Enable Boot to Desktop/Scratch86
6．2．4Internationalisation Options87
6．2．5Enable Camera88
6．2．6Add to Rastrack89
6．2．7Overclock89
6．2．8Advanced Options91
6．2．9About raspi-config94
第7章树莓派高级配置97
7．1使用NOOBS编辑配置文件98
7．2配置硬件：config．txt99
7．2．1显示设置100
7．2．2启动设置104
7．2．3树莓派超频104
7．3关闭L2缓存108
7．4内存划分109
7．5配置软件：cmdline．txt110
第2篇构建媒体中心、生产机器和Web服务器
第8章树莓派作为家庭影院计算机115
8．1音乐播放控制台116
8．2专用家庭影院计算机118
8．2．1流网络媒体120
8．2．2本地网络上的流媒体121
8．2．3配置Raspbmc123
第9章树莓派用于生产环境125
9．1使用云端的应用126
9．2使用LibreOffice129
9．3使用Gimp图像编辑器131
第10章树莓派作为Web服务器135
10．1安装LAMP136
10．2安装WordPress140
第3篇树莓派编程
第11章Scratch编程147
11．1Scratch介绍148
11．2例1：Hello World149
11．3例2：动画与声音152
11．4例3：一个简单的游戏154
11．5机器人和传感器160
11．5．1PicoBoard传感器161
11．5．2机器人与LEGO161
11．6进一步阅读161
第12章Python编程163
12．1Python介绍164
12．2例1：Hello World164
12．3例2：注释、输入、变量和循环169
12．4例3：用pygame开发游戏174
12．5例4：Python与网络182
12．6进一步阅读187
第13章Minecraft树莓派版189
13．1Minecraft树莓派版介绍190
13．2安装Minecraft190
13．3运行Minecraft192
13．4探索193
13．5破解Minecraft195
第4篇硬件破解
第14章学习硬件破解203
14．1电子元件204
14．2解读电阻颜色编码206
14．3采购组件207
14．3．1在线零售商207
14．3．2离线零售商208
14．3．3业余爱好专家209
14．4在实验电路板上更进一步210
14．5焊接简介212
第15章GPIO端口217
15．1识别树莓派版本218
15．2GPIO引脚图219
15．3GPIO特性221
15．3．1UART串行总线222
15．3．2I2C总线222
15．3．3SPI总线222
15．4通过Python使用GPIO端口223
15．4．1GPIO输出：闪烁LED灯223
15．4．2GPIO输入：读取按键227
第16章树莓派摄像头模块233
16．1为何使用摄像头模块234
16．2安装摄像头模块235
16．3启用摄像头模式238
16．4拍摄相片239
16．5录制视频242
16．6命令行定时拍照243
第17章扩展电路板249
17．1树莓派的Ciseco Slice扩展板250
17．2Adafruit的树莓派原型扩展板253
17．3Fen的Gertboard逻辑板255
第5篇附录
附录APython程序代码263
附录B树莓派摄像头快速参考269
附录CHDMI显示模式277