beaglebonelack快速入门教程第三章1_W

1、 BeagleBone Black 快速入门教程BeagleBone Black入门教程 快速A BeagleBone Black 快速入门教程前言Beaglebone 是与 Arduino、树莓派并列的三大开源平台之一。Beaglebone 的特点可以说是融合了 Arduino 与树莓派的优点。它既有比 Arduino 还多的 GPIO 口，还有比树莓派更高的性能。 Beaglebone 运行的是完整的 Linux 操作系统，这与 Arduino、树莓派都不同。Arduino 环境只是最基本的单片机，程序编写、编译都在计算机上进行，而且调试非常困难。而 Be

2、aglebone，代码的编写编译都可以在本地进行，而且可以使用的语言种类繁多。例如，常用的 C、C+、Python、Perl 都可以用来为 Beaglebone 编程。不仅如此，Beaglebone 自带了基于 Web 的 Cloud9 编辑器以及对应的 BoneScript 语言，这使得你只需要有网络和浏览器就可以为 Beaglebone 编程。 本教程是国内唯一 BeagleBone Black 中文教程。本教程全面讲解 BeagleBone Black 使用和开发。内容包括硬件组成、Linux 系统维护、硬件控制、Python 开发、BoneScript 开发等内容。 1.学习所需的系统

3、和软件 qq2.学习建议Windows、OS X 或者 Linux 均可在 Windows 下需要安装 PuTTY大家学习之前，可以联系 获取相关的资料和软件。如果大家在学习过程遇到问题，A 2BeagleBone Black 快速入门教程目录第 1 章1.1嵌入式 Linux 之于 Maker 们1Maker 的世界11.1.1 Maker 眼里的 Linux11.1.2 Maker 眼里的 BeagleBone1为什么使用 BeagleBone...7

4、1.2.8内建网络2远程访问3时间保持3文件系统3多种可用的编程语言3多线程3Linux 软件3Linux 支持31.3其他主流开源硬件简介41.2.1 Arduino41.2.2 树莓派 Raspberry Pi4深入之前的提示5BeagleBone 基础6两种型号的 BeagleBone6BeagleBone 硬件概览71.3第 2 章.......13电源连接头7Ethernet 端口7板载 LED7重置按钮9扩展口9Boot 开关（仅 BeagleBone

5、 Black）9USB Host 端口9串行插头 J1（仅 BeagleBone Black）10处理器10板载闪存（仅 BeagleBone Black）10Mini USB 端口10Micro HDMI 端口（仅 BeagleBone Black）10MicroSD 卡槽需要准备的材料11操作系统12连接你的 Beaglebone..4通过 USB 连接与驱动安装13通过 USB 使用 SSH 连接15通过 Ethernet 使用 SSH 连接17连接键盘、鼠标以及显示器18A 3BeagleBo

6、ne Black 快速入门教程2.5.5使用串口通过 USB 连接19Linux 基础26命令行26文件系统27第 3 章...5改变路径28列出目录下的内容29创建文件和目录29复制、移动（剪切）和重命名文件31删除文件和目录323.3系统设置3..4日期和时间32软件安装和更新34修改主机名34设置 . 353.4第 4 章4.44.5关机35初探数字电路37扩展插座 P8 和 P937连接 LED40Linux 信号名41输出42输入434.5.1 连接电路444.5.2 命令行操

7、作45LED 自动化控制4.34.6.4测试电路46创建 Shell 脚本46计划任务47快速掌握 cron47第 5 章5.4使用 Python 控制 Beaglebone49选择 Python 的理由49安装 Adafruits BeagleBone IO Python Library49使用 Python 控制 LED 闪烁50使用 Python 读取按钮状态525.4.1 连接按钮535.4.2 编写代码53使用 Python 读取模拟输入5.3准备知识55连接电位器56编写代码585.6模拟输出59

8、.25.6.3准备知识59连接 LED60编写代码61第 6 章将 Python 项目放到网上63A 4BeagleBone Black 快速入门教程6.1发送电子邮件提醒6..4Python 的函数63Email 函数65门磁67代码696.2Web 界面7..4Flask 框架71Flask 模版72组合 Flask 和 GPIO74Flask 进阶756.3使用 Yeelink 记录数据7.26.3.3连接温度传感器77在 Yeelink 创建项目7

9、8将温度数据上传到 Yeelink81BoneScript84BoneScript 的优势84Cloud9 IDE84开始使用 BoneScript85第 7 章...6闪烁 LED85读取数字输入88中断89模拟输入90PWM92呼吸灯927.4从命令行运行 JavaScript 文件937.4.1 设置为可执行文件947.4.2 将 JavaScript 文件设置为自动运行94BoneScript 参考94使用桌面环境96访问桌面环境96桌面环境中的终端978.2.1 使用终端应用978.2.2 切换终端98操作文件系统

10、988.3.1编辑文本998.3.2执行脚本100切换桌面101使用 VNC 连接远程桌面1028.5.1 Beaglebone 端设置1028.5.2 计算机端连接103全新安装系统镜像110下载系统文件110在 Windows 下将系统安装到 Micro SD 卡110在 OS X 和 Linux 下将系统安装到 Micro SD 卡1127.5第 8 章8.48.5附录 AA.1A.1A.2大学霸 A 5BeagleBone Black 快速入门教程大学霸 A.3将系统写入到板载闪存1

11、13附录 BB.1B.2B.3B.4设置系统服务114创建 Service 文件114允许和启动服务115禁止和停止服务115检查服务状态116A 6BeagleBone Black 快速入门教程第 3 章Linux基础在许多没有 Linux 相关经验的人看来，Linux 看起来非常可怕。一些“好”发行版会给你配备华丽的桌面（例如 OpenSUSE 使用的 KDE 和 Ubuntu 使用的 Unity），“差一些”的就配备一些朴素的桌面（例如 Xfce），而“没人性”的就只有命令行界面了。实际上 Linux 并不可怕，可怕的是连尝试的勇气都没有。本章就带你了解

12、一下 Linux 最基础的命令行和文 件系统。在你亲自尝试了其中的每个命令之后，你就会了解到命令行的魔力，同时也为之后 的学习打下基础。 3.1命令行在第 2 章中，我们的主要任务就是连接 BeagleBone，并且得到命令提示符。在命令提示符下，你可以输入命令来执行启动程序、管理文件、更新系统以及编译程序等等的操作。 默认情况下，BeagleBone 的命令提示符类似这样： rootbeaglebone:#这看似是一串没规律的字符串，但其中大有文章，下面就来一一解释其中的各个部分：qroot：这部分用来表示当前的登录用户，这里是 root。root 用户是一个特殊的用户， 它存在于每一个 L

13、inux 系统中。它也被称作超级用户（superuser）或者系统管理员。当然，越大的能力对应越大的责任你可以操作操作系统中的任何部分，当然包 括修改系统配置以及删除整个系统。这也就印证了计算机界的一句话：再强大的系 统也扛不住猪一样的管理员。 beaglebone：这部分用来表示主机名（hostname）。这是网络中其他计算机可以使用这个名字访问到 BeagleBone。当然，这个名字并不是固定的，在本章之后的部分将会介绍如何修改它。 ：这部分用来指示当前工作目录。它是你当在所在文件系统的路径。如果你不指定路径地使用创建文件的命令，那么文件就会创建在这个目录下。波浪号（）在文件系统中并不存在

14、，它是登录用户 home 路径的简写方式。例如，如果使用 root 用户登录，那么它代表路径/root；如果使用 debian 用户登录，则代表/home/debian。#：这部分是输入提示符。同时也表示登录的用户是超级用户。如果你使用普通用 户登录，它将变为$，如图 3.1 所示是使用普通用户 debian 登录时的提示符。 qqqA 7BeagleBone Black 快速入门教程t图 3.1 普通用户登录 3.2文件系统与其他操作系统类似的，Linux 文件系统用来组织文件或文件夹。文件系统的根目录（最高层目录）使用“/”来表示。在根文件系统中，有一些主

15、要的目录被包含在绝大多数 Linux系统中，如图 3.2 所示是 BeagleBone 上的 Debian 系统根目录下的子目录。 图 3.2 Debian 的文件系统 其中几个主要目录的介绍在表 3.1 中。表 3.1根文件系统中的主要目录bin boot dev etc home lib用户程序或命令 启动过程中需要的文件设备文件 配置文件用户目录 系统库和驱动 A 8BeagleBone Black 快速入门教程media可移动设备的挂载目录，如USB闪存设备和Micro SD卡 包含一些系统信息系统维护程序 通过文件访问BeagleBone的硬件临时文

16、件 所有用户可以使用的程序系统日志文件 proc sbin sys tmp usr var在介绍了基本的目录结构之后，我们就可以开始探索 BeagleBone 中 Linux 的文件系统了。你需要学习的第一个命令是 pwd，它用来输出当前工作目录以指示你当前在文件系统中的位置： debianbeaglebone:$ pwd/home/debian上面的输出表明了你当前在所在的目录名为 debian。这个目录在 home 目录下，而 home 目录在根（/）目录下。 3.2.1改变路径改变路径使用的命令是 cd，例如将当前目录改为根目录：debianbeaglebone:$ pwd/home/d

17、ebian debianbeaglebone:$ cd / debianbeaglebone:/$ pwd/#输出当前工作目录#进入根目录 #再次输出当前工作目录在执行 cd 命令之后再执行 pwd 可以看到当面目录已经变为了根目录（/），同时你应该注意到命令提示符$前面的“”变成了“/”。当然想要回到用户目录，可以使用“”也可 以使用用户目录的绝对路径“/home/debian”： debianbeaglebone:/$ cd debianbeaglebone:$ pwd/home/debian#进入用户目录 #输出当前工作目录debianbeaglebone:$ cd /home/debi

18、an/#进入/home/debian 目录debianbeaglebone:$ pwd#再次输出当前工作目录/home/debian符号“”是用户目录的简写，cd 命令使用它可以方便地回到用户目录。但 cd 命令还提供了一种回到用户目录的最简单方式不指定参数： debianbeaglebone:$ cd / debianbeaglebone:/$ pwd/debianbeaglebone:/$ cddebianbeaglebone:$ pwd/home/debian#进入根目录 #输出当前工作目录#进入用户主目录 #再次输出当前工作目录要切换到当前目录的父目录也非常容易，使用“.”作为 cd

19、的参数即可：debianbeaglebone:$ pwd/home/debian debianbeaglebone:$ cd . debianbeaglebone:/home$ pwd/home debianbeaglebone:/home$ cd . debianbeaglebone:/$ pwd#输出当前工作目录#进入当前目录的父目录#再次输出当前工作目录#进入当前目录的父目录#再次输出当前工作目录A 9BeagleBone Black 快速入门教程/从上面的一系列命令可以看出，我们使用两次“cd .”从用户目录返回到了根目录（/）。当然，“.”同样可以像

20、使用普通目录那样使用： debianbeaglebone:$ pwd/home/debian debianbeaglebone:$ cd ././tmp debianbeaglebone:/tmp$ pwd/tmp#输出当前工作目录#进入当前工作目录父目录的父目录下的 tmp#再次输出当前工作目录 “cd ././tmp”的含义就是向上走两个目录，然后进入同一目录下的 tmp 目录。3.2.2列出目录下的内容列出目录下的内容使用 ls 命令。现在将当前目录导航到根目录，然后使用 ls 即可查看根目录下的所有子目录： debianbeaglebone:/tmp$ cd /debianbeagle

21、bone:/$ ls#进入根目录 #列出目录下的内容bindev home lost+foundmnt proc runopt root sbin srvselinux sys usrtmp varboot etc libmedia这些目录中的绝大部分都在表 3.1 中有说明。如果你还想了解这些目录的更多信息，那么可以为 ls 传递-l 参数： debianbeaglebone:/$ ls -ltotal 76drwxr-xr-x drwxr-xr-xdrwxr-xr-x2314root root root root root root root root root root root roo

22、t root root root root root root root root root root root root root root root root root root root root root root root root root root root root40964096364040964096409616384409640964096040967404096409640960409640964096May 15 10:34May 15 10:27May 15 10:19Nov 10 15:53May 15 10:52May 13 21:30May 15 10:19O

23、ct 30 13:31Apr 20 2014May 15 10:27Jan 1 1970Oct 30 17:27May 15 10:19May 15 10:39Jun 10 2012May 15 10:13Jan 1 2000Nov 10 15:17Feb 21 2014May 15 10:32bin boot dev etc home liblost+found media mntopt proc root run sbin selinux srvsys tmp usr vardrwxr-xr-x 106drwxr-xr-x drwxr-xr-x drwx-drwxr-xr-x drwxr-

24、xr-xdrwxr-xr-x3152225dr-xr-xr-x 111drwx-drwxr-xr-x drwxr-xr-x drwxr-xr-x drwxr-xr-x dr-xr-xr-x drwxrwxrwtdrwxr-xr-x42322212810drwxr-xr-x 12这个列表给出了更全面的信息，包括权限、所有者、大小、修改时间等。3.2.3创建文件和目录为了避免破坏文件系统，在继续学习之前我们应该回到我们的用户目录：debianbeaglebone:/$ cdA 10BeagleBone Black 快速入门教程debianbeaglebone:$

25、pwd/home/debian如果你是以 root 用户登录的，那么可以使用 su 命令切换到其他用户。BeagleBone 使用的 Debian 系统默认已经创建了一个名为 debian 的用户，可以使用如下的命令切换： su debian在切换用户之后首先查看当前目录下的内容： debianbeaglebone:$ ls bin Desktop可以看到，在 debian 用户的目录下已经有两个文件了。 创建目录可以使用 mkdir 命令。下面的命令在当前目录下创建名为 myDir 的目录： debianbeaglebone:$ mkdir myDirdebianbeaglebone:$ l

26、s bin Desktop myDir再次使用 ls 后，可以看到新目录已经被创建。如果你想创建一个新文件，并且向其中写入一些简单的内容，使用如下的命令可以方便地完成： debianbeaglebone:$ echo Hello, world! hello.txt上面的语句使用大于符号（）将“Hello, world!”重定向到了 hello.txt 文件。由于 hello.txt 之前并不存在，所以这条命令会创建这个文件，使用 ls 命令可以看到这个新文件： debianbeaglebone:$ ls bin Desktop hello.txt myDir需要特别注意的是，如果 hello.

27、txt 文件已经存在，那么前面的命令会清空文件中的内容。 cat 命令可以将文件中的内容输出： debianbeaglebone:$ cat hello.txt Hello, world!如果你只是想在原来文件内容的基础上追加一些内容，那么需要使用“”符号重定 向。下面的命令将“Yes!”追加到 hello.txt 文件中： debianbeaglebone:$ echo Yes! hello.txt使用 cat 命令再次查看 hello.txt 文件： debianbeaglebone:$ cat hello.txt Hello, world!Yes!可以看到，“Yes!”已经被正确地添加进

28、去。如果你只是想创建一个空文件而不进行任何操作，那么可以使用如下的命令： debianbeaglebone:$ empty.txt是的，直接使用重定向符“”即可，上面的命令在当前目录下建立了名为的空文件。使用 ls 命令即可看到新建的文件： debianbeaglebone:$ lsbin Desktop empty.txt hello.txt myDir当然，重定向符号不仅仅可以重定向 echo，还可以重定向 cat 的输出，如下的命令就将 hello.txt 中的内容输入到 empty.txt 文件中去： debianbeaglebone:$ cat hello.txt empty.txt

29、 使用 cat 查看 hello.txt 和 empty.txt 的内容： debianbeaglebone:$ cat hello.txtHello, world! Yes!debianbeaglebone:$ cat empty.txtHello, world! Yes!empty.txtA 11BeagleBone Black 快速入门教程可以看到，这两个文件中的内容是完全一致的。前面介绍的这些命令可以创建文件并简 单地写入一些内容。如果你想要查看并编辑内容的话，还是使用一个编辑器比较好。在 Linux 系统中，通常都带有 nano 编辑器。下面的命令使

30、用 nano 打开 empty.txt 文件： debianbeaglebone:$ nano empty.txtnano 是字符界面下的文本编辑器，如图 3.3 是打开 empty.txt 文件后的效果。 图 3.3 nano 编辑器 当然，这个编辑器是不支持鼠标操作的，一切操作都使用键盘完成，一些常用的操作都 在屏幕下边做了提示，其中符号“”表示键盘上的 Ctrl 键。移动光标可以使用方向键；保存文件使用 Ctrl+O；退出 nano 则使用 Ctrl+X。当然，nano 可以完成的功能远不像看起来那 么简陋，它还可以执行搜索、剪贴板操作以及拼写检查。使用 Ctrl+G 组合键可以查看更多

31、关于 nano 的信息。 3.2.4复制、移动（剪切）和重命名文件在命令行下复制文件使用的命令是 cp，在 3.2.3 节中我们创建了 myDir 文件夹。下面的命令将 hello.txt 复制一份到 myDir 中： debianbeaglebone:$ cp hello.txt myDir使用 ls 命令查看 myDir 目录下的内容： debianbeaglebone:$ ls myDir hello.txt使用 cat 命令查看 hello.txt 中的内容： debianbeaglebone:$ cat myDir/hello.txt Hello, world!Yes!可以看到 he

32、llo.txt 中的内容与 myDir 目录外的 hello.txt 中的内容是一致的。 移动文件的命令与复制命令类似，只不过直接移动文件而不进行复制，使用的命令是 mv。在使用这个命令前我们列出当前用户目录下的文件： debianbeaglebone:$ lsbin Desktop empty.txt hello.txt myDir下面的命令将 empty.txt 文件移到 myDir 文件夹中： debianbeaglebone:$ mv empty.txt myDirA 12BeagleBone Black 快速入门教程执行完成后再次查看当前目录下的文件

33、： debianbeaglebone:$ ls bin Desktop hello.txt myDir可以看到，empty.txt 文件已不复存在。查看 myDir 目录下的文件： debianbeaglebone:$ ls myDirempty.txt hello.txt可以看到，empty.txt 出现在了 myDir 目录下。 mv 命令的一个技巧用法就是重命名文件。在操作之前先确认当前目录下的文件：debianbeaglebone:$ ls bin Desktop hello.txt myDir下面的操作将 hello.txt 重命名为 yes.old： debianbeaglebon

34、e:$ mv hello.txt yes.old 再次查看当前目录下的文件： debianbeaglebone:$ lsbin Desktop myDir yes.old可以看到，hello.txt 已经被重命名为 yes.old。 3.2.5删除文件和目录rm 命令用来删除文件。例如删除 yes.old 可以使用如下的命令： debianbeaglebone:$ rm yes.old如果你想删除一个目录以及其中的所有文件，那么可以使用-r 选项。下面的命令删除 myDir 及其下面的所有文件： debianbeaglebone:$ rm -r myDir需要注意的是，删除后的文件无法恢复，请

35、三思而后行。 3.3系统设置就想其他计算机一样，你可能设置一些选项来符合你的口味，如设置壁纸、设置语言、 设置时区等。下面就介绍一些你可能想要设置的项目，其中包括日期和时间、软件安装和更 新、修改主机名以及设置。 3.3.1日期和时间现在的绝大多数计算机中都有一个实时时钟，它通过一个后备电池来在电脑关机的时候 保持正确的时间。但是不幸的是在 BeagleBone 中并没有配备这样的设备。也就是说在你刚启动 BeagleBone 后，它并不知道当前的时间。查看系统中的时间可以使用 date 命令： debianbeaglebone:$ date Mon Nov 10 17:29:34 CST 2

36、014当然，在系统启动之后就可以正确地计时了，你只需要手动为他设置一个正确的时间即可。但是，每次系统启动都这样做是任何人受不了的。幸运的是，如果将 BeagleBone 接入互联网，它就可以通过 NTP 来设置时间。当然，你可能发现你的 BeagleBone 已经联网了， 但是时间还是不正确的。这是因为你还需要进行一些设置。 A 13BeagleBone Black 快速入门教程1.设置时区 你需要做的第一件事情就是设置时区（Timezone）。板子上已经预置了时区的数据库， 你需要做的就是将对应的时区链接到/etc/localtime。首先，你应该备份原来的

37、配置，将localtime 重命名为 localtime.old： rootbeaglebone:# mv /etc/localtime /etc/localtime.old如果你使用的是普通用户，则需要在命名前加上 sudo： debianbeaglebone:$ sudo mv /etc/localtime /etc/localtime.old 现在我们就可以查看数据库中允许的时区了： debianbeaglebone:$ ls /usr/share/zoneinfo/AfricaUCTAmericaUniversal AntarcticaUSArctic UTCAsiaWETAtlant

38、icW-SUAustraliazone.tab BrazilZulu CanadaCETChileFactoryIcelandMETposixCST6CDTGBIndianMexicoposixrulesCubaGB-EireIranMSTPRCEETGMTiso3166.tabMST7MDTPST8PDTEgyptGMT0IsraelNavajorightEireGMT-0JamaicaNZROCESTGMT+0JapanNZ-CHATROKEST5EDTGreenwichKwajaleinPacificSingaporeEtcEuropeHongkongHSTLibyalocaltimeP

39、olandPortugalSystemVTurkey需要注意的是，一些时区可能包含在以洲命名的文件夹中，例如上海，就包含在中： debianbeaglebone:$ ls /usr/share/zoneinfo/Asia/AsiaAden Almaty Amman Anadyr Aqtau Aqtobe Ashgabat Ashkhabad Baghdad Bahrain Baku Bangkok Beirut BishkekBrunei CalcuttaChoibalsan Chongqing Chungking Colombo Dacca Damascus DhakaDiliDubai D

40、ushanbe Gaza Harbin HebronHo_Chi_MinhHong_Kong HovdIrkutsk Istanbul Jakarta Jayapura Jerusalem Kabul Kamchatka Karachi Kashgar Kathmandu Katmandu Khandyga Kolkata Krasnoyarsk Kuala_Lumpur KuchingKuwait Macao Macau Magadan Makassar Manila Muscat NicosiaNovokuznetsk Novosibirsk OmskOral Phnom_Penh Pon

41、tianakPyongyang QatarQyzylorda Rangoon Riyadh Saigon Sakhalin Samarkand Seoul Shanghai Singapore Taipei Tashkent Tbilisi Tehran Tel_AvivThimbu ThimphuTokyo Ujung_Pandang Ulaanbaatar Ulan_Bator UrumqiUst-Nera Vientiane Vladivostok Yakutsk YekaterinburgYerevan接下来需要做的就是建立 localtime 到期望时区的符号链接，这里以 Shang

42、hai 为例：rootbeaglebone:# ln -s /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime如果你使用的是普通用户登录，则需要在命令前加上 sudo： debianbeaglebone:$ sudo ln -s /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime符号链接就类似 Windows 操作系统下的快捷方式。 A 14BeagleBone Black 快速入门教程2.同步时间 在设置完时区以后，就可以手动触发一次时间同步了。在 Debian 下使

43、用的命令是 ntpdate-debian： rootbeaglebone:/home/debian# ntpdate-debian10 Nov 17:55:25 ntpdate3536: adjust time server 97 offset -0.448913 sec再次执行 date 即可查看同步后的时间： debianbeaglebone:$ date Mon Nov 10 17:57:11 CST 2014现在，只要 BeagleBone 上电，时间就会被追踪。BeagleBone 同时也将 NTP 同步设置为每小时执行一次，这就会导致 BeagleBone

44、在上电的一段时间内时间不正确。你可以使用上 面的命令来强制进行同步。 3.3.2软件安装和更新如果你的 BeagleBone 接入和互联网，那么安装或者更新软件和代码库是非常容易的。软件是以包的形式分发的，在 Debian 下，使用 apt-get 来进行软件包管理。 apt-get 保存了一份最新软件版本的数据库，但是随着时间的推移，这个数据库就过期了。所以，在安装软件包之前，首先需要更新这个数据库。更新的命令非常简单，如下： rootbeaglebone:# apt-get update此时，屏幕会滚动一些字符串以表示正在执行的步骤。如果你想将你安装的软件全部更 新到最新版本，则可以执行

45、upgrade 命令： rootbeaglebone:# apt-get upgrade这个命令依赖于你的网络状况以及需要更新的软件包的数量，整个处理过程可能会经历 相当长的一段时间。 如果你想安装确定的软件或者代码库，你可以使用 install 参数以及相应软件包的名字， 例如安装 VIM 可以使用如下的命令： rootbeaglebone:# apt-get install vim如果你不想进行 upgrade 整个系统而只是想升级某个软件，那么可以为 upgrade 指定要升级的软件包的名字。如下是升级 Python 的命令： rootbeaglebone:# opkg upgrade python3.3.3修改主机名默认