面向Arduino用戶的樹莓派實用指南：物聯網應用開發（簡體書）

本書全面介紹了樹莓派開發板的配置步驟、開發環境構建和實際應用技術，講述了在樹莓派上採用C++語言和庫進行開發的方法，更為難得的是介紹了結合使用Arduino和樹莓派的工具與流程。全書共分為13章，第1章為完成書中的項目提供了一份採購清單；第2～5章從硬件設置、操作系統安裝和管理、樹莓派上C++開發的流程和庫等方面進行了介紹；第6～11章則採用實例的方式介紹了樹莓派在多個方面的開發過程；第12章詳細描述了如何綜合利用Arduino和樹莓派；第13章為總結和建議部分。本書適用于有意學習樹莓派開發的讀者，尤其適合具有Arduino經驗的讀者快速入門，也可作為STEAM教育的課程設計藍本。

梁捷，常年從事飛行器控制、航空仿真系統的研究，目前感興趣的研究方向包括嵌入式系統、有限元分析、微機電系統等。

譯者序
前言
作者簡介
審校者簡介
第1章 採購清單 1
1.1 樹莓派 1
1.1.1 3B+型樹莓派 1
1.1.2 為何購買3B+型樹莓派 4
1.1.3 Zero W型樹莓派 4
1.1.4 為何購買Zero W型樹莓派 5
1.1.5 適配器 6
1.1.6 其他型號的樹莓派 7
1.2 樹莓派的GPIO分線板 7
1.3 5V USB微型電源 9
1.4 集成電路 10
1.4.1 ATmega328P-PU 10
1.4.2 16MHz TTL時鐘振盪器 11
1.4.3 74LVC245A八進制總線收發器 12
1.5 LED 13
1.5.1 10段光帶 13
1.5.2 普通LED 14
1.6 microSD卡 14
1.7 USB閃存設備 15
1.8 電阻 15
1.9 連接線和麵包板 16
1.10 微動開關 17
1.11 焊接工具和技巧 17
1.12 關於供貨商 18
1.13 關於元器件 18
1.14 元器件一覽 18
第2章 結識樹莓派 20
2.1 簡介 20
2.1.1 Windows 20
2.1.2 MacOS X 20
2.1.3 Linux 20
2.2 所需工具 21
2.3 硬件設置 21
2.3.1 3B+型樹莓派 21
2.3.2 Zero W型樹莓派 22
2.3.3 兩型樹莓派 22
2.4 用NOOBS安裝Raspbian 22
2.4.1 什麼是NOOBS 22
2.4.2 什麼是Raspbian 23
2.4.3 格式化microSD卡 24
2.4.4 下載NOOBS 29
2.4.5 安裝NOOBS 30
2.5 啟動NOOBS 32
2.6 排除故障 32
2.7 安裝Raspbian 33
2.8 本章小結 36
第3章 Linux基礎 37
3.1 導航 37
3.1.1 桌面 37
3.1.2 終端應用程序 38
3.1.3 網絡瀏覽器 39
3.1.4 桌面的背後 39
3.2 重啟和關閉樹莓派 40
3.2.1 在GUI/桌面中啟動和關閉樹莓派 40
3.2.2 在終端中啟動和關閉樹莓派 40
3.2.3 命令摘要 42
3.3 配置 42
3.3.1 樹莓派的配置應用程序 42
3.3.2 WiFi和網絡配置 44
3.4 安裝和更新軟件 44
3.4.1 GUI軟件安裝程序 44
3.4.2 apt-get包管理器 44
3.5 文件系統導航 50
3.5.1 GUI/桌面 50
3.5.2 終端 53
3.5.3 所在何處 54
3.5.4 目錄中有什麼 55
3.5.5 創建文件 58
3.5.6 刪除文件 59
3.5.7 創建目錄 60
3.5.8 刪除目錄和文件 61
3.5.9 小結 63
3.6 權限和特權 63
3.6.1 用戶和組 64
3.6.2 root和sudo 67
3.7 內存和驅動程序 70
3.7.1 內存 70
3.7.2 驅動程序 70
3.8 術語 71
3.9 本章小結 72
第4章 結識C++ 73
4.1 Arduino包的內容 73
4.1.1 在樹莓派上安裝Arduino 73
4.1.2 IDE 76
4.1.3 編譯器 76
4.1.4 函數庫 78
4.1.5 上傳程序 79
4.2 結識Geany 79
4.3 設置Geany 82
4.4 編寫第一個C++程序 87
4.4.1 C++編程方式 87
4.4.2 TicTac程序 90
4.5 本章小結 109
第5章 結識WiringPi 110
5.1 什麼是WiringPi 110
5.2 WiringPi函數 110
5.2.1 設置函數 111
5.2.2 接線函數 111
5.2.3 線程函數 113
5.2.4 中斷函數 114
5.2.5 定時函數 115
5.3 GPIO命令行工具 117
5.4 GPIO組和權限 118
5.5 在Geany中調用WiringPi 119
5.6 搭建拉森(紀念)掃描器 119
5.6.1 所需工具 120
5.6.2 歐姆定律 121
5.6.3 電路連接示意 122
5.6.4 電路搭建 122
5.6.5 項目 123
5.6.6 程序 124
5.6.7 首次運行程序 126
5.6.8 代碼 127
5.7 本章小結 129
第6章 輸入和輸出 130
6.1 所需工具 130
6.2 修改後的電路 130
6.2.1 微動開關 130
6.2.2 上拉電阻和下拉電阻 132
6.3 Button_Polled項目 132
6.3.1 項目概述 132
6.3.2 修改代碼 133
6.3.3 代碼 134
6.4 Button_Interrupt項目 137
6.4.1 項目概述 137
6.4.2 修改代碼 138
6.4.3 代碼 141
6.5 本章小結 144
第7章 一台樹莓派和多個進程 145
7.1 進程 145
7.2 設計多進程拉森掃描器 146
7.2.1 fork命令 147
7.2.2 控制信號 147
7.2.3 修改代碼 148
7.3 代碼 152
7.4 運行程序 157
7.5 Linux中的進程 158
7.6 本章小結 160
第8章 單進程和多線程 161
8.1 進程與內存 161
8.1.1 內核空間 162
8.1.2 堆棧 162
8.1.3 內存映射段 162
8.1.4 堆 162
8.1.5 BSS段 162
8.1.6 數據段 162
8.1.7 文本段 163
8.2 線程 163
8.2.1 線程函數 163
8.2.2 線程ID 164
8.2.3 創建線程 164
8.2.4 取消線程 164
8.2.5 流程控制 164
8.2.6 內存保護：互斥鎖 165
8.3 POSIX線程與WiringPi線程 166
8.4 Larson_pthread 167
8.4.1 工作規劃 167
8.4.2 修改代碼 167
8.4.3 代碼 169
8.5 Larson_wiringPiThread 175
8.6 本章小結 181
第9章 從樹莓派走向世界：網絡套接字 182
9.1 互聯網上的小裝置 182
9.2 安全性 182
9.3 網絡簡介 183
9.3.1 TCP/IP端口和套接字 183
9.3.2 IPv4和IPv6 184
9.3.3 域名服務 185
9.3.4 客戶端和服務器 185
9.4 程序 186
9.5 規劃 186
9.5.1 gpio_class類 187
9.5.2 socket_class類 188
9.5.3 main()函數 189
9.5.4 關於std::string類的一些討論 18