Difference between revisions of "NanoPi NEO Plus2/zh"

Revision as of 08:48, 22 December 2017

English

1 介绍

概览

正面

背面

• NanoPi NEO Plus2是友善电子团队推出的又一款小巧ARM计算机，它采用全志64位四核A53处理器H5，内置六核Mali450 GPU，集成1GB DDR3内存,标配 8GB eMMC高速闪存。
• NanoPi NEO Plus2依然小巧精致，尽管尺寸仅有40x52mm，却板载了AP6212A WiFi蓝牙模块，以及千兆以太网接口，板子引出了双路标准USB接口，支持从MicroSD卡启动运行系统。
• NanoPi NEO Plus2采用了专业的电源系统设计，采用6层板布线，具有良好的散热特性。适合对体积要求高，数据传输量大，数据传输速度快，和更高计算性能的物联网应用。

2 资源特性

• CPU：Allwinner H5，Quad-core 64-bit high-performance Cortex A53
• DDR3 RAM :1GB
• Storage：8GB eMMC
• Network：10/100/1000M以太网口，采用RTL8211E-VB-CG传输芯片
• WiFi：802.11b/g/n
• Bluetooth：4.0 dual mode
• MicroSD Slot：1个，支持启动和储存系统
• 音频输入和输出: 5Pin, 2.0mm间距单排针
• MicroUSB：供电功能
• Debug Serial：4Pin，2.54mm间距单排针
• GPIO1：24Pin，2.51mm间距双排针，含UART、SPI、I2C、IO 等管脚资源
• GPIO2：12Pin，2.54mm间距单排针，含USB、红外接收、I2S、IO等管脚资源
• PCB Size：40 x 52mm
• PCB Layer：6层
• Power Supply：DC 5V/2A

3 接口布局和尺寸

3.1 接口布局

NanoPi NEO Plus2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	12	4	VDD_5V
5	I2C0_SCL / GPIOA11	11	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 NEO Plus2
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	PCM0_SYNC / I2S0_LRC	I2S / PCM Sample Rate Clock/Sync
9	PCM0_CLK / I2S0_BCK	I2S / PCM Sample Rate Clock
10	PCM0_DOUT / I2S0_SDOUT	I2S / PCM Serial Data Output
11	PCM0_DIN / I2S0_SDIN	I2S / PCM Serial Data Input
12	GND	0V

• 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）

DBG_UART

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。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-NEO-Plus2-1704-Schematic.pdf

3.2 机械尺寸

详细尺寸：[Dimensions_NanoPi-NEO-Plus2-1704]

4 快速入门

4.1 准备工作

要开启你的NanoPi NEO Plus2新玩具，请先准备好以下硬件

• NanoPi NEO 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 16.04 64位系统

4.2 经测试使用的TF卡

制作启动NanoPi NEO 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-neo-plus2_friendlycore-xenial_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip	基于UbuntuCore构建的FriendlyCore系统固件，使用Linux-4.x内核
nanopi-neo-plus2_debian-nas-jessie_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip	NAS系统固件，使用Linux-4.x内核，配合1-bay NAS Dock使用
nanopi-neo-plus2_ubuntu-oled_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip	OLED系统固件，使用Linux-4.x内核，配合NanoHat OLED使用
nanopi-neo-plus2_eflasher_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip	eflasher系统固件，使用Linux-4.x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-Core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。

• 当制作完成TF卡后，拔出TF卡插入Air的BOOT卡槽，上电启动（注意，这里需要5V/2A的供电），你可以看到绿灯常亮以及蓝灯闪烁，这时你已经成功启动Ubuntu-Core系统。
  

注意: Debian/Ubuntu系列的ROM都可以使用上述方法制作TF系统启动卡。

4.3.3 烧写系统到eMMC

• 将eflasher系统固件和烧写工具win32diskimager.rar分别解压，在Windows下插入TF卡（限8G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。

• 当制作完成TF卡后，从PC上拔出TF卡然后插入NEO Plus2的BOOT卡槽，上电启动（注意，这里需要5V/2A的供电），你可以看到绿灯常亮以及蓝灯闪烁，这时你已经成功启动eflasher系统。
  
• 在命令行终端中通过执行下列命令进行烧写:

$ su root
$ eflasher

root用户的密码是fa，输入数字并回车选择想要安装到eMMC的系统，然后输入yes并回车确定开始烧写:

等待烧写完毕后，断电并从BOOT卡槽中取出TF卡，此时再上电就会从eMMC启动系统了。

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NEO Plus2进行操作。以下是串口配件的接法，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NEO Plus2的MicroUSB口进行供电：

也可以使用USB转串口模块调试，请注意需要使用5V/2A电源从NanoPi NEO Plus2的MicroUSB口给NEO Plus2供电：

• 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

NEO 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

5.5 连接无线网络

NEO Plus2使用无线网络或者蓝牙的时候，需要接上天线使用。以下是NEO Plus2连接使用IPX天线的图片。

Ubuntu 使用 NetworkManager 工具来管理网络，其在命令行下对应的命令是 nmcli，要连接WiFi，相关的命令如下：

• 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文章： NetworkManager

5.6 SSH登录

NEO 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NEO Plus2。假设通过路由器查看到NEO 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NEO Plus2:

$ 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:

$ 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NEO 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:

5.8 播放和录制音频

NEO Plus2只提供了音频硬件接口(2.0mm 5pin 排针)，引脚的定义如下:

Pin#	Name	Description
1	MICIN1P	Microphone Positive Input
2	MICIN1N	Microphone Negative Input
3	LINEOUTR	LINE-OUT Right Channel Output
4	GND	地
5	LINEOUTL	LINE-OUT Left Channel Output

用户需自行转接音频设备，参考下图:

只有在已外接音频设备的前提下，才可以进行下列步骤测试播放和录制音频。
查看系统里的声卡设备：

$ aplay -l
**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 0: Codec [H3 Audio Codec], device 0: CDC PCM Codec-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0

全志H5和H3这两款CPU内部都自带了同一个codec设备，在主线内核中被命名为[H3 Audio Codec]。

播放音频：

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

录制音频：

$ arecord -f cd -d 5 test.wav

5.9 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。
Ubuntu-Core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

NEO Plus2现已支持使用64位Linux内核，并使用64位Ubuntu Core 16.04，关于H5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

7.1 使用1-bay NAS Dock DIY自已的NAS服务器

1-bay NAS Dock是一个用于搭建迷你、小巧的桌上型NAS（Network Attached Storage：网络附属存储）设备的扩展底板，它采用了高速稳定的专业级USB 3.0 to SATA转换芯片(JSM568), 可直接安装使用2.5寸小硬盘，并采用TI公司DC-DC芯片实现稳定可靠的12V-5V电源转换，支持板载RTC时钟备份电池；我们还基于最新主线内核Linux-4.11和Debian-Jessie 为其移植了开源NAS软件系统OpenMediaVault，另外配上我们专门为其定制的精致喷砂金属铝外壳，就能够快速的搭建属于你的专用数据存储服务器，详见：1-bay NAS Dock v1.2 for NanoPi NEO/NEO2

7.2 使用Python编程操作NanoHat OLED扩展板

NanoHat OLED是一款精致小巧的单色OLED显示屏，带3个按键，我们不仅提供了源代码级驱动，而且为您展现了一个简单实用的Shell界面, 通过它你可以查看系统时间，系统运行状态，以及关机等操作；你还可以下载所有源代码自行修改编译，设计自己喜欢的界面； 配上我们专门为其定制的全金属铝外壳，相信你一定会爱不释手！详见：NanoHat OLED

7.3 使用Python编程控制NanoHat Motor 电机驱动模块

该模块可驱动四个5V PWM舵机模块和四个12V直流电机或者两个12V四线步进电机，详见：NanoHat Motor

7.4 使用NanoHat PCM5102A 数字音频解码模块

NanoHat PCM5102A采用了TI公司专业的立体声DAC音频芯片PCM5102A，为您提供数字音频信号完美还原的音乐盛宴, 详见：NanoHat PCM5102A

7.5 完全兼容的Arduino的UNO Dock扩展板

UNO Dock本身就是一个Arduino UNO，你可以使用Arduino IDE开发下载运行所有Arduino工程项目；它还是NanoPi NEO的扩展坞，不仅为其提供稳定可靠的电源输入，还可以使用Python编程控制Arduino配件，借助强大的Ubuntu生态系统，快速把你的Arduino项目送上云端，详见：UNO Dock for NanoPi NEO v1.0

7.6 Power Dock 高效的电源转换模块

Power Dock for NanoPi NEO是一个高效的电源转换模块，能为用电设备提供稳定可靠的供电, 详见：Power Dock for NanoPi NEO

7.7 NanoHat Proto 可堆叠的面包板模块

NanoHat Proto是一个功能高度自由的模块, 板载EEPROM，详见：NanoHat Proto

7.8 Matrix - 2'8 SPI Key TFT显示模块

Matrix-2'8_SPI_Key_TFT模块是一款2.8英寸的TFT 触摸LCD，模块采用ST7789S驱动IC和XPT2046电阻式触摸IC，屏幕分辨率为240*320，采用SPI控制接口，模块还包含3个独立按键，可根据需要自定义功能。详见：Matrix - 2'8 SPI Key TFT

8 3D 打印外壳

9 资源链接

9.1 手册原理图等开发资料

• Schematic: NanoPi-NEO-Plus2-1704-Schematic.pdf
• Dimensions: NanoPi-NEO-Plus2-1704_pcb的dxf文件
• H5 Datasheet: Allwinner_H5_Datasheet_V1.0.pdf