Difference between revisions of "NanoPi Duo/zh"

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1 介绍

概览

正面

背面

• NanoPi Duo（以下简称Duo）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

• CPU: Allwinner H2+, Quad-core Cortex-A7 Up to 1.2GHz
• DDR3 RAM: 512MB
• Connectivity: 10/100M Ethernet
• USB Host: Type-A x1, 2.54mm pin x2
• MicroSD Slot x 1
• MicroUSB: OTG and power input
• Debug Serial Port: 4Pin, 2.54mm pitch pin header
• Audio input/output Port: 5Pin, 2.0mm pitch pin header
• GPIO: 2.54mm spacing 36pin, It includes UART, SPI, I2C, IO etc
• PC Size: 40 x 40mm
• Power Supply: DC 5V/2A
• Temperature measuring range: -40℃ to 80℃
• OS/Software: U-boot，Ubuntu-Core
• Weight: 14g(WITHOUT Pin-headers)

3 接口布局和尺寸

3.1 接口布局

NanoPi Duo接口布局

pinout

• GPIO管脚定义

Pin#	Name	Linux gpio	Pin#	Name	Linux gpio
1	SYS_3.3V		2	VDD_5V
3	I2C0_SDA / GPIOA12		4	VDD_5V
5	I2C0_SCL / GPIOA11		6	GND
7	GPIOG11	203	8	UART1_TX / GPIOG6	198
9	GND		10	UART1_RX / GPIOG7	199
11	UART2_TX / GPIOA0	0	12	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-Duo
Pin#	Name	Description
1	VDD_5V	5V Power Out
2	USB-DP1	USB1 DP Signal
3	USB-DM1	USB1 DM Signal
4	USB-DP2	USB2 DP Signal
5	USB-DM2	USB2 DM Signal
6	GPIOL11/IR-RX	GPIOL11 or IR Receive
7	SPDIF-OUT/GPIOA17	GPIOA17 or SPDIF-OUT
8	MICIN1P	Microphone Positive Input
9	MICIN1N	Microphone Negative Input
10	LINEOUTR	LINE-OUT Right Channel Output
11	LINEOUTL	LINE-OUT Left Channel Output
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 / GPIOA4
4	UART_RXD0 / GPIOA5 / PWM0

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

3.2 机械尺寸

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 Duo新玩具，请先准备好以下硬件

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

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

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-duo_ubuntu-core-xenial_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip	Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统固件，使用Linux-4.x.y内核
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Ubuntu系统固件和烧写工具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 Duo，使用USB供电(5V/2A)， NanoPi Duo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Duo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Duo的MicroUSB口进行供电：

PSU-ONECOM-Duo

• Ubuntu-Core默认帐户：

普通用户：

   用户名: pi
   密码: pi

root用户：

   用户名: root
   密码: fa

默认会以 pi 用户自动登录，你可以使用 sudo npi-config 命令取消自动登录。

• 更新软件包：

$ sudo apt-get update

5.2 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

5.3 使用npi-config配置系统

npi-config是一个命令行下的系统配置工具，可以对系统进行一些初始化的配置，可配置的项目包括：用户密码、系统语言、时区、Hostname、SSH开关、自动登录选项、硬件接口(Serial/I2C/SPI/PWM/I2S)使能等，在命令行执行以下命令即可进入:

$ sudo npi-config

npi-config的显示界面如下：

5.4 连接有线网络

Duo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

5.5 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Duo上即可，已测试过的USB WiFi型号如下：

序号	型号
1	RTL8188CUS/8188EU 802.11n WLAN Adapter
2	RT2070 Wireless Adapter
3	RT2870/RT3070 Wireless Adapter
4	RTL8192CU Wireless Adapter
5	小米WiFi mt7601

• 查看网络设备列表

$ sudo nmcli dev

注意，如果列出的设备状态是 unmanaged 的，说明网络设备不受NetworkManager管理，你需要清空 /etc/network/interfaces下的网络设置,然后重启.

• 开启WiFi

$ sudo nmcli r wifi on

• 扫描附近的 WiFi 热点

$ sudo nmcli dev wifi

• 连接到指定的 WiFi 热点

$ sudo nmcli dev wifi connect "SSID" password "PASSWORD"

请将 SSID和 PASSWORD 替换成实际的 WiFi名称和密码。
连接成功后，下次开机，WiFi 也会自动连接。

更详细的NetworkManager使用指南可参考这篇维基：Use NetworkManager to configure network settings

5.6 SSH登录

Duo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Duo。假设通过路由器查看到Duo的IP地址为192.168.1.230，你可以在PC机上执行如下命令登录Duo:

$ ssh root@192.168.1.230

密码为fa。

5.7 连接USB摄像头模块(FA-CAM202)使用

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:

$ su root
$ cd /root/mjpg-streamer
$ 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Duo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是用libjpeg对摄像头数据进行软编码，你可以使用ffmpeg对摄像头数据进行硬编码(注意: 硬编码功能仅支持使用Linux-3.4.y的系统固件)，这样能大大降低CPU的占用率并提高编码速度:

$ su root
$ ffmpeg -t 30 -f v4l2 -channel 0 -video_size 1280x720 -i /dev/video0 -pix_fmt nv12 -r 30 -b:v 64k -c:v cedrus264 test.mp4

默认会录制30秒的视频，输入q能终止录制。录制完成后会在当前目录生成一个名为test.mp4的视频文件，可将其拷贝到PC上进行播放验证。

5.8 命令行查看CPU工作温度

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

5.9 通过Rpi-Monitor查看系统状态

Ubuntu-Core系统里已经集成了Rpi-Monitor，该服务允许用户在通过浏览器查看开发板系统状态。
假设Duo的IP地址为192.168.1.230，在PC的浏览器中输入下述地址:

192.168.1.230:8888

可以进入如下页面:

用户可以非常方便地查看到系统负载、CPU的频率和温度、可用内存、SD卡容量等信息。

5.10 通过WiringNP测试GPIO

wiringPi库最早是由Gordon Henderson所编写并维护的一个用C语言写成的类库，除了GPIO库，还包括了I2C库、SPI库、UART库和软件PWM库等，由于wiringPi的API函数和arduino非常相似，这也使得它广受欢迎。 wiringPi库除了提供wiringPi类库及其头文件外，还提供了一个命令行工具gpio：可以用来设置和读写GPIO管脚，以方便在Shell脚本中控制GPIO管脚。
我们在Duo系统中集成了这个工具以便客户测试GPIO管脚。详细信息请参看 WiringNP

6 如何编译Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统

6.1 使用开源社区主线BSP

Duo现已支持使用Linux-4.x.y内核，并使用Ubuntu Core 16.04，关于H2+芯片系列开发板使用主线U-boot和Linux-4.x.y的方法，请参考维基：Mainline U-boot & Linux

7 使用扩展配件及编程示例

8 3D 打印外壳

9 资源链接

9.1 手册原理图等开发资料

• 原理图
• 尺寸图
• 芯片手册