Difference between revisions of "NanoPi Duo/zh"
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Revision as of 08:20, 7 November 2017
Contents
1 介绍
- NanoPi Duo(以下简称Duo)是友善之臂团队开发的一款双列直插超小型创客神器,尺寸只有50x25.4mm。它采用全志四核A7处理器H2+, 配备256M/512M DDR3内存,板载WiFi模块,可运行完整的Ubuntu Core等嵌入式Linux系统。
- NanoPi Duo小巧精致,接口丰富,可采用MicroUSB直接供电,支持Micro SD卡直接启动运行系统,并可直接插入面包板使用。它引出了USB, SPI, UART, I2C, PWM, IR,音频输入与输出,百兆以太网等接口管脚,非常方便调试开发。
- NanoPi Duo可支持使用WiringPi, RPi.GPIO, Python等编程库, 完全开源, 非常适合轻量级IoT应用开发。
2 资源特性
- CPU: Allwinner H2+, Quad-core Cortex-A7
- DDR3 RAM: 256MB/512MB
- Connectivity: 10/100M Ethernet
- Wifi:XR819
- USB Host: 2.54mm pin x2, exposed in 2.54mm pitch pin header
- MicroSD Slot x 1
- MicroUSB: OTG and power input
- Debug Serial Interface: exposed in 2.54mm pitch pin header
- Audio input/output Interface: exposed in 2.54mm pitch pin header
- GPIO: 2.54mm spacing 12pin x2. It includes UART, SPI, I2C, IO etc
- PCB Dimension: 25.4 x 50mm
- Power Supply: DC 5V/2A
- Temperature measuring range: -40℃ to 80℃
- OS/Software: U-boot,Linux Kernel 4.11.2 (mainline) , Ubuntu 16.04.2 LTS (Xenial)
- Weight: xxg(With Pin-headers)
3 接口布局和尺寸
3.1 接口布局
- GPIO管脚定义
Pin silk screen Name Linux gpio Pin silk screen Name Linux gpio MICN MIC_N SPD EPHY-LED-SPD MICP MIC_P LNK EPHY-LED-LINK LOR LINEOUT_R TD+ EPHY-TXP LOL LINEOUT_L TD- EPHY-TXN CVB CVBS RD+ EPHY-RXP TX1 UART1_TX/GPIOG6 198 RD- EPHY-RXN RX1 UART1_RX/GPIOG7 199 DP2 USB-DP2 MO UART3_RTS/SPI1_MOSI/GPIOA15 15 DM2 USB-DM2 MI UART3_CTS/SPI1_MISO/GPIOA16 16 DP3 USB-DP3 CLK UART3_RX/SPI1_CLK/GPIOA14 14 DM3 USB-DM3 CS UART3_TX/SPI1_CS/GPIOA13 13 IOG11 GPIOG11 203 SDA I2C0_SDA/GPIOA12 12 IRRX GPIOL11/IR-RX 363 SCL I2C0_SCL/GPIOA11 11 GND GND GND GND 3V3 SYS_3.3V DTX DEBUG_TX(UART_TXD0)/GPIOA4 4 5Vin VDD_5V DRX DEBUG_RX(UART_RXD0)/GPIOA5/PWM0 5 5Vin VDD_5V
- 说明
- SYS_3.3V: 3.3V电源输出
- 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
- 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
- 更详细的信息请查看原理图,NanoPi Duo原理图
3.2 机械尺寸
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
- 一个串口模块
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。
- 推荐搭配Mini Shield for NanoPi Duo底板使用,Mini Shield for NanoPi Duo底板详细介绍请参考Mini Shield for NanoPi Duo底板介绍,以下是底板的接法。
- 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
5.4 连接有线网络
使用Mini Shield for NanoPi Duo底板能方便的连接有线网络,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WiFi
使用以下命令连接Wifi,Duo板子上集成了Wifi天线,为保证数据传输稳定可靠,建议外接扩转天线。
- 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
搭配Mini Shield for NanoPi Duo底板使用,还可使用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
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
搭配Mini Shield for NanoPi Duo底板可连接USB摄像头模块(FA-CAM202)模块。
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192.168.1.169,在PC的浏览器中输入 192.168.1.169:8080 就能浏览摄像头采集的画面了,效果如下:
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
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
5.11 从SSD运行系统
NanoPi-Duo可以将系统运行在Mini Shield for NanoPi Duo的固态硬盘上,除了获得更大的存储空间外,还得到以下好处:
1) IO性能会得到较大的提升;
2) 相对于TF卡,使用寿命更长,更可靠;
将系统安装到固态硬盘上的方法比较简单,无需事先对SSD做准备工作,只需要使用 npi-config 工具即可,输入以下命令启动npi-config:
sudo npi-config
然后进入 Boot Options 菜单, 在下面选择 Boot device,然后可以看到有两个选项可供选择:
1) D1 Hard drive
2) D2 TF card
选择 D1 Hard drive,然后按提示进行操作即可。
以后要恢复回 TF 卡启动,可在上述菜单中选择 D2 TF card。
如果你在 npi-config 中没有找到 Boot device 菜单,可能是因为你的 npi-config 版本太旧,利用菜单上的 Update 功能更新一下即可。
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
NanoPi Duo的两排排针间距为22.86mm(900mil),可以直接插在面包板上,方便的接插其他外围器件。
搭配Mini Shield for NanoPi Duo底板,使用更方便