树莓派基础之嵌入式开发概述_树莓派嵌入式开发

一、嵌入式概述？

1.什么是嵌入式：

a）嵌入式即嵌入式系统，IEEE（美国电气和电子工程师协会）对其定义是用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置，是一种专用的计算机系统；

b）国内普遍认同的嵌入式系统定义是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能，可靠性，成本，体积，功耗等严格要求的专用计算机系统；

c）从应用对象上加以定义来说，嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械的附属装置。

• 事实上，所有带有数字接口的设备，如手表，微波炉，录像机，汽车，机器人等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统

2.嵌入式芯片选型：

单片机能搞定的
1）共享单车的锁
单片机GPS定位模块 NB-IOT模块发送定位消息 蓝牙 电磁锁

2）宿舍楼下刷卡开铁门
单片机，读卡器，电磁锁

3）快递小哥扫快递二维码
单片机，屏幕，二维码技术

4）共享汽车开锁
GSM通信模块，电磁锁（基于汽车锁改造）

低端单片机搞不定的，用ARM架构，比如STM32，比如ARM+LINUX+QT，比如安卓系统
1）人脸识别
比如C51的摄像头，清晰度低，算法慢， 准确度低

2）带人机交互的
C51，STM32配合屏幕，UI自定义底层UI风格体验差，开发量大

QT方案：通常基于Linux，STM32跑不了Linux，所以用nanopi，树莓派，2440等

安卓的方案：基于安卓，高通的，华为海思等

3.什么是ARM：
公司名字：
英国ARM公司（ARM公司总部设立在上海，执行中国地区所有的产品业务和售后支持。其中在深圳办事处，专门处理ARM相关技术问题。）

硬件架构的一种：
ARM架构（STM32，高通，骁龙，海思，树莓派的Cortex-A53d等）
Intel架构（AMD）
MIPS架构
powerPC架构

二、树莓派开发笔记

1.树莓派刷机：

2.树莓派登录：
2.1 HDMI 视频线 连接到显示器

2.2 串口
2.2.1 设备破解
默认情况，树莓派的串口和蓝牙连接。
想办法断开蓝牙连接，把串口用来数据通信
a）观看树莓派的启动过程，字符

b）修改系统配置，串口登入树莓派
1）打开SD卡根目录的"config.txt"这个文件，将以下内容添加在最后一行并且保存

dtoverlay=pi3-miniuart-bt
这段代码用于停止了蓝牙，解除了对串口的占用。
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2）然后再打开SD卡根目录的"cmdline.txt"，将里面的内容全部替换成以下内容

dwc_otg.lpm_enable=0 console=tty1 console=serial0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait

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2.2.2
默认账号：pi
默认密码：raspberry

2.3 通过网络登入树莓派
2.3.1）让树莓派入网
修改

  sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
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nano是文档编辑器，已进入便可以编写。
Ctrl+o保存，会有提示是否写入。我们按回车，Ctrl+x退出
sudo reboot 重启树莓派
sudo shutdown -h now 关机树莓派

2.3.2） 固定树莓派IP地址

  sudo nano /etc/rc.local
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2.4 图形方式登入树莓派
2.4.1）首先在树莓派在终端用指令下载一个开源软件xrdp(远程桌面)

sudo apt-get install xrdp
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2.4.2）下载好之后在pc机上用远程桌面登入树莓派

3.VIM更新到好用的版本
3.1）默认的源是国外的，apt-get 安装的时候失败，我们更新成国内的源
3.2）
先使用命令编辑sources.list文件

sudo nano /etc/apt/sources.list
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把之前的源用#键注释掉，然后使用下面的源贴进来

deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ stretch main contrib non-free rpi
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更新源

sudo apt-get update
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安装新版VIM

sudo apt-get install vim
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4.树莓派和windows的File Zilla文件共享

拖拽的方式实现双方的传输。强调的是IP地址前面要加sftp,以免传输过程中丢失数据

三、Linux库引入之分文件编程

1.分文件编程：
好处：
分模块编程的思想
比如在工作中，一个大项目：
网络 A同学做
超声波 B同学做
点击 C同学做

对公司而言可以大大提高效率：
a.功能责任划分
b.方便调试
c.主程序简洁

2.来段简单代码演示下：
主函数文件代码

#include<stdio.h>
#include"text.h"//包含调用函数的文件名
int main()
{
    printf("xiaopapa handsome!\n");
    papa();
    return 0;
}
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调用函数文件代码：

#include<stdio.h>
void papa()
{
     printf("yes i think so!\n");
}
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主函数需要包含调用函数的函数名的文件名，所以文件名是：
文件名是text.h

void papa();//文件内容是调用函数的函数名
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运行结果：

两个文件一起编译，然后形成一个可执行程序

注意：

• include<stdio.h> <>是指当你gcc编译一个文件的时候默认情况下，会自动帮你去 /usr/include下找到stdio.h的文件。“ ” 是指会在当前目录下去找 text.h的文件，找不到会去include下去找，找不到就报错

四、Linux库引入之动态库和静态库

库的介绍：
一个“程序函数库”简单来说就是一个文件包含了一些编译好的代码和数据，这些编译好的代码和数据可以在事后供其他的程序使用。程序函数库可以使整个程序更加模块化，更容易重新编译，而且更方便升级。

程序函数库可以分为3种类型：静态函数库（static libraries），共享函数库（shared libraries），动态加载函数库（dynamically loaded libraries）：

1.静态函数库，是在程序执行前（编译）就加入到目标程序中去了；

优点：
1）静态库被打包到应用程序中，加载速度快

2）发布程序无需提供静态库，因为已经在APP中，移植方便

缺点：
1）链接是完整的拷贝至可执行文件中，多次使用就有多份冗余拷贝

2）更新，部署，发布麻烦

2.动态函数库，是在程序执行时动态（临时）由目标程序去调用；

优点：
1）链接时不复制，程序运行时由系统动态加载到内存，供程序调用，系统只加载一次，多个程序共用，节省内存

2）程序升级简单，因为APP里面没用库的源代码，升级之后只要库的名字不变，函数名以及参数不变，只是实现做了优化，就能加载成功

缺点：
1）加载速度比静态库慢

2）发布程序需要提供依赖的动态库

五、静态库的生成和使用

1.静态库的制作
格式 xxxx.a
第一步）gcc demo2.c -c 生成 demo2.o 文件

第二部）ar rcs libdemo2.a demo2.o 生成 libdemo2.a 的静态文件库

2.库的使用

编译 gcc demo1.c -l demo2 -L ./ -o mainProStatic  
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生成mianProStatic可执行文件
-l demo2中的 -l 是制定要用的静态库，库名砍头去尾
-L 则是告诉gcc编译器从-L指定的路径去找静态库。默认是从 /usr/lib 或者 /usr/local/lib 去找

3.下面请看示例：

六、动态库的生成和使用

1.动态库的制作：

gcc -shared -fpic demo2.c -o libdemo2.so
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-shared 指生成动态库

-fpic 指在生成目标文件时就得使用该选项，以生成位置无关的代码

2.动态库的使用：

gcc demo1.c -ldemo2 -L ./ -o mainProDy
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3.引用动态库，怎么指定动态库的位置：
带动态库的程序，可以指定该程序运行的时候，在 LD_LIBRARY_PATH 所指定的路径去找库文件

例如：

export  LD_LIBRARY_PATH="/home/pi/Text"
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相当于在此路径配置了环境变量，该路径下的目标程序的动态库可以被等到执行。

但是该路径设置的环境变量只能在该终端窗口运行，所以我们可以在该路径下写个shell脚本，让他另外开一个终端窗口也可运行：
例如我创建一个文件：touch text2

export LD_LIBRARY_PATH="/home/pi/Text"
./mainProDy
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然后我们在终端上给该文件赋予可执行权限：chmod +x text2
这样我们就可以直接运行该 text2 文件了，./text2 相当于运行了 ./mainProDy 程序。