NanoPi M1 Plus2/zh

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1 介绍

File:NanoPi M1 Plus2-1.jpg
概览
File:NanoPi M1 Plus2-2.jpg
正面
File:NanoPi M1 Plus2-3.jpg
背面
  • NanoPi M1 Plus2（以下简称M1 Plus2）是友善之臂团队面向创客、嵌入式爱好者，电子艺术家、发烧友等群体推出的又一款完全开源的掌上创客神器。

2 资源特性

3 接口布局和尺寸

3.1 接口布局

File:NanoPI-M1-Plus2-layout.jpg
NanoPi M1 Plus2接口布局
File:M1 Plus2 pinout-02.jpg
pinout
  • GPIO管脚定义
Pin# Name Linux gpio Pin# Name Linux gpio
1 SYS_3.3V 2 VDD_5V
3 I2C0_SDA 4 VDD_5V
5 I2C0_SCL 6 GND
7 GPIOG11 203 8 UART1_TX/GPIOG6 198
9 GND 10 UART1_RX/GPIOG7 199
11 UART2_TX/GPIOA0 0 12 PWM1/GPIOA6 6
13 UART2_RTS/GPIOA2 2 14 GND
15 UART2_CTS/GPIOA3 3 16 UART1_RTS/GPIOG8 200
17 SYS_3.3V 18 UART1_CTS/GPIOG9 201
19 SPI0_MOSI/GPIOC0 64 20 GND
21 SPI0_MISO/GPIOC1 65 22 UART2_RX/GPIOA1 1
23 SPI0_CLK/GPIOC2 66 24 SPI0_CS/GPIOC3 67
  • USB/Audio/IR 定义
NanoPI-M1-Plus2 NanoPI-M1-Plus2 V1.1/V1.2
Pin# Name Description Pin# Name Description
1 VDD_5V 5V Power Out 1 VDD_5V 5V Power Out
2 USB-DP1 USB1 DP Signal 2 USB-DP1 USB1 DP Signal
3 USB-DM1 USB1 DM Signal 3 USB-DM1 USB1 DM Signal
4 USB-DP2 USB2 DP Signal 4 USB-DP2 USB2 DP Signal
5 USB-DM2 USB2 DM Signal 5 USB-DM2 USB2 DM Signal
6 GPIOL11/IR-RX GPIOL11 or IR Receive 6 GPIOL11/IR-RX GPIOL11 or IR Receive
7 SPDIF-OUT/GPIOA17 GPIOA17 or SPDIF-OUT 7 SPDIF-OUT/GPIOA17 GPIOA17 or SPDIF-OUT
8 MICIN1P Microphone Positive Input 8 PCM0_SYNC/I2S0_LRC I2S/PCM Sample Rate Clock/Sync
9 MICIN1N Microphone Negative Input 9 PCM0_CLK/I2S0_BCK I2S/PCM Sample Rate Clock
10 LINEOUTR LINE-OUT Right Channel Output 10 PCM0_DOUT/I2S0_SDOUT I2S/PCM Serial Data Output
11 LINEOUTL LINE-OUT Left Channel Output 11 PCM0_DIN/I2S0_SDIN I2S/PCM Serial Data Input
12 GND 0V 12 GND 0V
  • V1.1/V1.2 Audio
Pin# Name Description
1 MICIN1P Microphone Positive Input
2 MICIN1N Microphone Negative Input
3 LINEOUTR LINE-OUT Right Channel Output
4 GND 0V
5 LINEOUTL LINE-OUT Left Channel Output
  • Debug Port（UART0）
Pin# Name
1 GND
2 VDD_5V
3 UART_TXD0
4 UART_RXD0
说明
  1. SYS_3.3V: 3.3V电源输出
  2. VDD_5V: 5V电源输入/输出。当电压大于MicroUSB时，向板子供电，否则板子从MicroUSB取电。输入范围：4.7～5.6V
  3. 全部信号引脚均为3.3V电平，输出电流为5mA,可以带动小负荷模块，io都不能带负载
  4. 更详细的信息请查看原理图：NanoPI-M1-Plus2-1606-Schematic.pdf

3.2 机械尺寸

File:NanoPI-M1-Plus2-1606-dimensions.png

详细尺寸：pcb的dxf文件

4 快速入门

4.1 准备工作

要开启你的NanoPi M1 Plus2新玩具，请先准备好以下硬件

  • NanoPi M1 Plus2主板
  • microSD卡/TF卡: Class10或以上的 8GB SDHC卡
  • 一个microUSB接口的外接电源，要求输出为5V/2A（可使用同规格的手机充电器）
  • 一台电脑，需要联网，建议使用Ubuntu 14.04 64位系统

4.2 经测试使用的TF卡

制作启动NanoPi M1 Plus2的TF卡时，建议Class10或以上的 8GB SDHC卡。以下是经友善之臂测试验证过的高速TF卡：

  • SanDisk闪迪 TF 8G Class10 Micro/SD 高速 TF卡：

SanDisk MicroSD 8G

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

SanDisk MicroSD 128G

  • 川宇 8G手机内存卡 8GTF卡存储卡 C10高速class10 micro SD卡：

chuanyu MicroSD 8G

4.3 制作一张带运行系统的TF卡

4.3.1 下载系统固件

首先访问下载地址下载需要的固件文件(officail-ROMs目录)和烧写工具(tools目录)：

使用以下固件：
nanopi-m1-plus2-core-qte-sd4g.img.zip Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统固件
烧写工具：
win32diskimager.rar Windows平台下的系统烧写工具，Linux平台下可以用dd命令烧写系统

4.3.2 制作Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统TF卡

将固件nanopi-m1-plus2-core-qte-sd4g.img.zip和烧写工具win32diskimager.rar分别解压，在Windows下插入TF卡（限4G及以上的卡)，以管理员身份运行 win32diskimager 工具， 在win32diskimager工具的界面上，选择你的TF卡盘符，选择系统固件，点击 Write 按钮烧写即可。烧写完成后，将制作好TF卡插入NanoPi M1 Plus2，使用USB供电(5V/2A)， NanoPi M1 Plus2会上电自动开机，看到板上的蓝色LED闪烁，这说明系统已经开始启动了。

5 Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统的使用

5.1 运行Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统

  • 如果您需要进行内核开发，你最好选购一个串口配件，连接了串口，则可以通过串口终端对NanoPi M1 Plus2进行操作。以下是串口的接法，接上串口，即可调试。接上串口后你可以选择从串口模块的DC口或者从M1 Plus2的MicroUSB口进行供电：

PSU-ONECOM-M1 Plus2

  • Ubuntu-Core的root和fa用户的默认密码都是两个字母fa。
  • 更新软件包：
$ apt-get update

5.2 连接有线网络

NanoPi M1 Plus2在加电开机前如果已正确的连接网线，则系统启动时会自动获取IP地址，如果没有连接网线、没有DHCP服务或是其它网络问题，则会导致获取IP地址失败，同时系统启动会因此等待约15~60秒的时间。 手动获取IP地址： 

$ dhclient eth0

5.3 连接无线网络

用vi或在图形界面下用gedit编辑文件 /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf, 在文件末尾填入路由器信息如下所示： 

network={
        ssid="YourWiFiESSID"
        psk="YourWiFiPassword"
}

其中，YourWiFiESSID和YourWiFiPassword请替换成你要连接的无线AP名称和密码。
保存退出后，执行以下命令即可连接WiFi: 

$ ifdown wlan0
$ ifup wlan0

如果你的WiFi密码中有特殊字符，或者你不希望明文存放密码，你可以使用wpa_passphrase命令为WiFi密码生成一个密钥(psk)，用密钥来代替密码 ，在命令行下，可输入以下命令生成密钥: 

$ wpa_passphrase YourWiFiESSID

在提示输入密码时，输入你的WiFi密码，再打开 /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf 文件你会发现密钥已经被更新，你可以删除明文的密码了。

如果你想将AP6212 WiFi模块切换为AP模式，可以执行下列命令，根据提示完成配置即可： 

$ turn-wifi-into-apmode yes
Enter wireless name [default: friendlyelec-wifiap]:
Enter password [default: 123456789]:
Configuration Saved!
 
Please connect your computer to the wireless network:
Wireless Name: friendlyelec-wifiap
     Password: 123456789
done.

退出AP模式： 

$ turn-wifi-into-apmode no

5.4 SSH登录

M1 Plus2没有任何图形界面输出的接口，如果你没有串口模块，可以通过SSH协议登录M1 Plus2。假设通过路由器查看到M1 Plus2的IP地址为192.168.1.230，你可以在PC机上执行如下命令登录M1 Plus2: 

$ ssh root@192.168.1.230

密码为fa。

5.5 扩展TF卡文件系统

第一次启动系统时，系统会自动扩展文件系统分区，请耐心等待，TF卡的容量越大，需要等待的时间越长，进入系统后执行下列命令查看文件系统分区大小： 

$ df -h

5.6 查看CPU温度和频率

在串口终端执行如下命令，可以快速地获取CPU的当前温度和运行频率等信息： 

$ cpu_freq

5.7 播放和录制音频

系统默认从3.5mm耳机座输出声音，想从HDMI输出需要修改文件系统上的配置文件/etc/asound.conf如下： 

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

card 0代表3.5mm耳机孔，card 1代表HDMI音频。设置完成后需要重启系统才能生效。
查看系统里的声卡设备： 

$ aplay -l
**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 0: audiocodec [audiocodec], device 0: SUNXI-CODEC sun50iw2codec-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: sndhdmi [sndhdmi], device 0: SUNXI-HDMIAUDIO sndhdmi-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 2: sndspdif [sndspdif], device 0: SUNXI-SPDIF spdif-hifi-0 []

通过3.5mm耳机孔播放音频： 

$ aplay /root/Music/test.wav -D plughw:0

通过3.5mm耳机孔录制音频： 

$ arecord -f cd -d 5 test.wav

通过HDMI播放音频： 

$ aplay /root/Music/test.wav -D plughw:1

5.8 连接USB WiFi

系统默认已经支持市面上众多常见的USB WiFi，想知道你的USB WiFi是否可用只需将其接在M1 Plus2上即可，已测试过的USB WiFi型号如下：

序号 型号
1 RTL8188CUS 802.11n WLAN Adapter
2 RT2070 Wireless Adapter
3 RT2870/RT3070 Wireless Adapter
4 RTL8192CU Wireless Adapter
5 NetGear, Inc. WG111v3 54 Mbps Wireless [realtek RTL8187B]

NanoPi M1 Plus2 上电启动并插入上USB WiFi后，通过串口登录到系统，敲入以下命令可以查看到系统是否识别到USB WiFi，如果出现“wlan0”，则证明USB WiFi已被识别到： 

$ ifconfig -a

用vi或在图形界面下用gedit编辑文件 /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf, 在文件末尾填入路由器信息如下所示： 

network={
        ssid="YourWiFiESSID"
        psk="YourWiFiPassword"
}

其中，YourWiFiESSID和YourWiFiPassword请替换成你要连接的无线AP名称和密码。
保存退出后，执行以下命令即可连接WiFi: 

$ ifdown wlan0
$ ifup wlan0

如果你的WiFi密码中有特殊字符，或者你不希望明文存放密码，你可以使用wpa_passphrase命令为WiFi密码生成一个密钥(psk)，用密钥来代替密码 ，在命令行下，可输入以下命令生成密钥: 

$ wpa_passphrase YourWiFiESSID

在提示输入密码时，输入你的WiFi密码，再打开 /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf 文件你会发现密钥已经被更新，你可以删除明文的密码了。

5.9 连接USB摄像头模块(FA-CAM202)使用

USB camera
FA-CAM202是一款200万像素的USB摄像头模块，参考维基Matrix - USB_Camera(FA-CAM202) 启动系统，连接网络，以root用户登录终端并编译运行mjpg-streamer: 

$ cd /root/mjpg-streamer
$ apt-get install libjpeg62-dev
$ make
$ ./start.sh

mjpg-streamer是一个开源的网络视频流服务器，在板子上成功运行mjpg-streamer后会打印下列信息: 

 
 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

假设M1 Plus2的IP地址为192.168.1.123，在PC的浏览器中输入 192.168.1.123:8080 就能浏览摄像头采集的画面了，效果如下:
mjpg-streamer-cam500a

6 如何编译Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统

6.1 准备工作

访问此处下载地址的sources/nanopi-h5-bsp目录，下载所有压缩文件，使用7-Zip工具解压后得到lichee目录，如下： 

$ ls ./
$ lichee

也可以从github上克隆lichee源码： 

$ git clone https://github.com/friendlyarm/h5_lichee.git lichee

注：lichee是全志为其CPU的板级支持包所起的项目名称，里面包含了U-boot，Linux等源码和众多的编译脚本。

6.2 安装交叉编译器

访问此处下载地址的toolchain目录，下载压缩包gcc-linaro-arm-4.6.3.tar.xz和gcc-linaro-aarch64.tar.xz。
其中gcc-linaro-arm-4.6.3.tar.xz用于编译U-boot，gcc-linaro-aarch64.tar.xz用于编译Linux内核。下载完成后，将它们拷贝到源码lichee/brandy/toochain/目录下即可。 后面编译U-boot或者Linux内核时，编译脚本会自动解压并使用这两个编译器进行编译。

6.3 编译lichee源码

编译全志 H5 的BSP源码包必须使用64bit的Linux PC系统，并安装下列软件包，下列操作均基于Ubuntu-14.04 LTS-64bit： 

$ 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

编译lichee源码包，执行命令： 

$ cd lichee/fa_tools
$ ./build.sh -b nanopi-m1-plus2 -p linux -t all

该命令会一次性编译好U-boot、Linux内核和模块。
lichee目录里内置了交叉编译器，当进行源码编译时，会自动使用该内置的编译器，所以无需手动安装编译器。

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请替换为实际的TF卡设备文件名。
内核boot.img和驱动模块均位于linux-3.10/output目录下，将boot.img拷贝到TF卡的boot分区的根目录即可更新内核。

6.4 编译U-boot

如果你想单独编译U-boot，可以执行命令： 

$ cd lichee/fa_tools/
$ ./build.sh -b nanopi-m1-plus2 -p linux -t u-boot

6.5 编译Linux内核

如果你想单独编译Linux内核，可以执行命令： 

$ cd lichee/fa_tools/
$ ./build.sh -b nanopi-m1-plus2 -p linux -t kernel

编译完成后内核boot.img和驱动模块均位于linux-3.10/output目录下，将boot.img拷贝到TF卡的boot分区的根目录即可。

6.6 清理lichee源码

$ cd lichee/fa_tools/
$ ./build.sh -b nanopi-m1-plus2 -p linux -t clean

7 3D 打印外壳

8 资源链接

8.1 手册原理图等开发资料

9 更新日志

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