树莓派实战全攻略

·本书结合多款时下新潮软件和系统，Scratch、Python、Linux、Minecraft。·图文并茂，步骤清晰，配有电路图和实物图，适合实际操作。aspberry Pi是充满创造性的单板计算机。它通过卡板上的40针接口（早期版本为26针接口）将处理器的基本输入输出功能引出，能够让使用者方便的连接外部电路从而实现软件与物理世界的交互。本书jiu将基于Raspberry Pi的这个特性，为读者介绍多种不同的外部传感器电路，通过简单的编程，实现一些有趣的小功能。在开始的章节中，我们会一起学习到一些简单的应用电路，简单到可以直接使用图形化编程工具Scratch进行控制；随后我们会逐步增加难度，编程语言也会使用更高阶的Python。整个过程学习下来，读者将能够具备自己设计外部电路并进行编程控制的能力。本书中的大部分案例都可以使用杜邦线和面包板进行实现，方便读者学习。对于动手能力较强的读者，书中也会涉及到一些基本的焊接知识，为大家提供更多发挥的可能性。除此之外，我们还将会学习到一些常用Raspberry Pi扩展板的使用以及如何设计出一块定制化的扩展板。

在开始的章节中，我们会一起学习到一些简单的应用电路，简单到可以直接使用图形化编程工具Scratch进行控制；随后我们会逐步增加难度，编程语言也会使用更高阶的Python。整个过程学习下来，读者将能够具备自己设计外部电路并进行编程控制的能力。本书中的大部分案例都可以使用杜邦线和面包板进行实现，方便读者学习。对于动手能力较强的读者，书中也会涉及到一些基本的焊接知识，为大家提供更多发挥的可能性。除此之外，我们还将会学习到一些常用Raspberry Pi扩展板的使用以及如何设计出一块定制化的扩展板。

Stewart Watkiss 来自英国，在上世纪90年代已经算是一名骨灰级电子爱好者。早年他曾jiu读于赫德斯菲尔德技术学院，随后又在赫尔大学获得了硕士学位。毕业后的他主要从事与Linux操作系统相关的软件开发工作，在此期间他创办了www.penguintutor.com网站，主要用作Linux教学，并帮助从业者尽快达到相关的开发资质。得益于Raspberry Pi的出现，Stewart Watkiss重新拾起了对电子的兴趣。随后的日子里他使用Raspberry Pi开发出了不少的小作品，其中有一些被Raspberry Pi官方微博和官方杂志（The MagPi）所收录。他还志愿工作于STEM（英国公益组织，致力于发展青年基础教育），经常走进当地学校，向老师和学生们推广电脑编程和电子制作相关的知识。

目录Learn Electronics with Raspberry Pi 1目录 2关于作者 8关于科技评论员 9鸣谢 10前言 11适合本书的读者人群 11本书的使用方法 12关于焊接的说明 12购买一个Raspberry Pi 13购买电子元器件 13安装Raspbian操作系统 13所使用到的软件 14安全守则 14更多知识 15第 一章 电子电路入门 16电压、电流和电阻 16欧姆定律 17用电安全 18模拟和数字 19面包板 19简单LED电路 22计算电阻值 23静电敏感元器件 23本章小结 24第二章 Raspberry Pi基础入门 25Raspberry Pi 25GPIO接口 26UART和串口通信 27I2C 28SPI：串行外围接口总线 28PWM：脉宽调制信号 28Raspbian Linux 入门 29通过网络连接Raspberry Pi 30SSH 31远程桌面 VNC 31本章小结 33第三章 Scratch编程 34Scratch简介 34为Scratch添加GPIO支持 36使用Scratch 控制LED灯 36发光二极管（LED） 36电阻 37将LED连接到Raspberry Pi 38为Scratch程序添加输入 40将开关作为数字输入 41将开关添加到电路 41机器人守门员 42测试游戏 48街机模拟火星登陆 49制作街机模拟器 49添加开关和摇杆 50连接开关 50创建游戏 52测试游戏 56本章小结 56第四章 使用Python控制交互：GPIO Zero模块入门 58电源 58Raspberry Pi +5V 58USB电源适配器 59其他外置电源 60家用电 61电池 61使用三极管让LED更亮 61三极管 62计算电阻值 64Python入门 65GPIO Zero入门 68while循环 70电路原理图 71使用达林顿管增加LED亮度 75使用Python GPIO Zero模块获取输入 78使用MOS管控制“迪斯科”舞灯 80流水灯 84使用晶闸管和双向可控硅控制交流光源 85本章小结 87第五章 更多的输入和输出：红外线传感器和LCD显示屏 89PIR传感器和Pi摄像头 89使用picamera控制Raspberry Pi摄像头 89使用PIR传感器检测运动 92使用PIR传感器触发Pi摄像头 94红外线发射器和接收器 95红外接收器 95红外发射器 96红外发射接收电路 96使用LIRC配置红外发射和接收功能 97使用python-lirc接收红外信息 100使用Python发送红外信号 102更多关于红外的元器件 102电平转换 102使用分压电路减小输入电压 103单向电压电平转换器 104双向电平转换器 105I2C LCD显示屏：问答游戏 107LCD字母显示屏 107I2C 107用于LCD显示屏的I2C适配器 108“问答游戏”游戏电路 109设置I2C并编写程序 111SPI模数转换器 114使用电位计产生一个模拟值 115模数转换 115SPI（串行外设接口总线） 115电位计和ADC电路 116使用Python访问ADC 117本章小结 119第六章 添加Python和Linux的控制 120Python编程进阶 120在Python中创建函数 123使用函数为“迪斯科”舞灯添加流水灯功能 124使用Python的主函数功能 125让Python程序可以直接运行 125获取命令行参数 126以服务的形式运行Python程序 128使用Cron规律性启动程序 129使用红外实现自动控制乐高火车 130处理软件冲突 134使用LIRC和GPIO Zero控制乐高火车 134使用物联网技术控制模型火车 135使用NeoPixels控制彩色LED灯条 140给灯条供电 142LED灯条的工作原理 143安装Python模块 143使用Python控制彩色LED灯条 143使用Pygame Zero创建图形界面应用 144将图标添加到Raspbian桌面 148本章小节 149第七章 使用Pi摄像头拍摄动画 150红外快门 150设计电影情节 153拍摄动画 154编辑视频 155在Raspberry Pi上创建视频 156在PC上使用OpenShot编辑视频 156添加视频特效 158使用GIMP制作特效 158修改视频帧 159使用绿幕特效 161为动画添加声音 164使用Audacity录制声音 164使用Sonic Pi制作独一无二的背景音乐 165将声音添加到OpenShot 165本章小结 166第八章 设计和制作机器人 167机器人底盘的选择/制作 167双电机轮和万向轮 168四电机轮 168履带车轮 168转向轮 168购买套件或自行制作 168选择一款Raspberry Pi 169电机控制 169直流电机和步进电机 170H桥电机控制电路 171使用脉宽调制波（PWM）控制速度 175为Raspberry Pi和电机供电 176使用面包板构建电路 177电机控制扩展板 178使用Python控制机器人 180使用超声波传感器测距 181使用Wii手柄控制机器人 183本章小结 186第九章 自定义游戏：Minecraft硬件编程 187使用Python与Minecraft交互 187使用摇杆移动角色 189在Minecraft中建造房屋 190添加状态LED 191寻找萤石 194本章小结 194第十章 焊接电路板 196焊接基础 196准备基础工具 196选择焊锡 198焊接时需要注意的安全事项 199焊接印刷电路板 199直接将引脚焊接到导线 200洞洞板 201适用于Raspberry Pi的洞洞板 201外壳 203测试工具 203万用表 203示波器 205本章小结 206第十一章 创新开始：设计自己的电路 207设计流程简述 207查看数据手册 208使用Fritzing设计电路 210设计电路图/原理图 211设计准则 212创建面包板布局图 213创建洞洞板布局 214设计印刷电路板 214为Raspberry Pi供电 21778xx系列线性电压调节器 217斩波降压器 218本章小结 218附录A 所需的工具和元器件 220工具 220基础面包板电路 220压线钳和焊台 220制作外壳所需的工具 221测试工具 221电子元器件 221第 一章：简单LED电路 221第三章：Raspberr Pi - LED电路 221第三章：开关输入电路 222第三章：机器人守门员 222第三章：火星登陆 222第四章：高亮LED 222第四章：使用达林顿管的高亮LED 222第四章：“迪斯科”舞灯 223第五章：PIR传感器和Pi摄像头 223第五章：红外发射器和接收器 223第五章：I2C LCD显示屏-问答游戏 223第五章：SPI模数转换器 223第六章：红外乐高火车 223第六章：NeoPIxels彩色灯条 224第七章：拍摄动画 224第八章：基于面包板的机器人 224第八章：使用Ryanteck电机控制器的机器人 224第八章：CamJam机器人 224第八章：带有超声波传感器的机器人 224第九章：Minecraft硬件 225第十章：焊接电路板 225第十章：问答游戏机 225第十一章：为Raspberry Pi供电 225附录B 电子元器件快速参考 226电阻 226可变电阻（电位计） 226开关 226二极管 227发光二极管（LED） 227多色LED 227三极管（双极结型晶体管） 227达林顿管 228MOS管 228电容 228晶闸管 228双向可控硅 228附录C 元器件标识 229色环电阻 229贴片电阻 231电解电容 231聚酯电容 231陶瓷电容 232附录D GPIO快速参考 233GPIO引脚功能分布 233GPIO引脚功能复用 234