1.树莓派零基础教学

定义：树莓派是一款超迷你但功能强大的单片机电脑，由英国树莓派基金会于2012年推出
特点：
- 具备完整电脑功能（处理器/内存/接口）
- 价格亲民（最低仅5美元）
- 最初设计目的是让儿童接触编程
树莓派4B硬件认知 04:26
- 物理特征：尺寸为85.6mm×53.98mm的电路板，集成多种接口
- 接口功能：
  - 4×USB接口（2×USB3.0+2×USB2.0）
  - 千兆以太网接口
  - 双micro-HDMI接口（支持4K输出）
  - 3.5mm音频接口
  - Type-C供电接口
- GPIO详解 06:18
  - 定义：GPIO（General Purpose Input Output）即通用输入输出接口
  - 引脚分类：
    - 电源引脚：5V/3.3V/GND（红/橙/黑色）
    - 常规控制引脚：可编程控制电平（黄色）
    - 特殊通讯引脚：SPI/I2C/串口通讯
  - 编码方式：
    - 板载编码（物理位置编号，不常用）
    - BCM编码（芯片内部编号，开发常用）
    - WiringPi编码（C语言开发常用）
  - 查看方法：
    - 终端输入pinout查看板载编码
    - 输入gpio readall查看BCM和WiringPi编码
- 接口标注及功能介绍 09:46
  - 核心组件：
    - Broadcom BCM2711四核Cortex-A72处理器
    - 双频WiFi+蓝牙5.0
    - 千兆以太网端口
  - 扩展能力：
    - 支持PoE供电
    - 双micro-HDMI支持4K输出
    - 40针GPIO接口
树莓派应用场景 10:01
- 树莓派家族的产品 10:08
  - 型号对比 10:22
    - 三大系列：
      - Model B系列：全功能版（85.6×53.98mm）
      - Model A系列：精简版（65×56.5mm，无网口）
      - Zero系列：微型版（65×30mm）
    - 发展历程：
      - 2012年初代Model B（256MB RAM）
      - 2014年Model B+（增加USB接口）
      - 2019年Model 4B（USB3.0+双4K输出）
      - 2023年Model 5B（性能飞跃）
- 经典应用案例 15:44
  - Model B系列：
    - Linux桌面编程教学
    - 工业自动化控制
    - 智能家居中枢（控制空调/净化器）
    - 媒体中心（Kodi软件搭建家庭影院）
  - Model A系列：
    - 野外监测设备（气象站/生态传感器）
    - 简易机器人控制
  - Zero系列：
    - 可穿戴设备（智能手环/AR眼镜）
    - 轻量级AI（TensorFlow Lite物体识别）
- 应用场景展示 19:31
  - 计算机视觉：
    - OpenCV实现图像识别/目标跟踪
    - 经典智能镜子项目（显示时间/天气）
  - 机器人控制：
    - F1智能车赛道识别（OpenCV处理）
    - 中国机器人及人工智能大赛参赛平台
  - 教育领域：
    - 学习Python/C++编程
    - 搭建Web服务器实验
    - 计算机网络原理实践

2）系统安装与配置

21:54

常见操作系统 22:05
- 开发常用系统：UNIX和Linux系统是开发人员常用的操作系统，其中UNIX需要专业硬件设备，使用群体较少；Linux系统吸收了UNIX的强大开发功能，同时规避了苹果系统的封闭性缺点。
- 系统特点：
  - Linux操作方式：全部通过命令行操作（终端），与Windows的图形化操作不同，必须掌握命令行指令才能进行开发。
  - 衍生系统：安卓系统是基于Linux开发的，Raspberry Pi OS和Ubuntu也都是基于Linux开发的系统。
准备工作 24:55
- 硬件准备：
  - 必需设备：树莓派、电源、SD卡（官方系统建议16GB以上，Ubuntu建议32GB以上）、读卡器
  - 示例：树莓派4B需5V/3A电源
- 系统选择建议：
  - Raspberry Pi OS：轻量级、优化好，适合初学者与基础项目
  - Ubuntu：功能强大，适合复杂开发与服务器搭建（如ROS机器人开发）
系统安装演示 25:25
- 树莓派官方系统烧录
  - 步骤1：下载烧录工具：
    - 访问树莓派官网，下载对应电脑系统的Raspberry Pi Imager工具
  - 步骤2：一键安装：
    - 选择树莓派型号（如4B或5B）
    - 选择操作系统（推荐Raspberry Pi OS 64-bit）
    - 选择正确的SD卡存储设备
  - 步骤3：系统配置：
    - 设置用户名和密码（必须牢记）
    - 配置时区（Asia/Shanghai）
    - 勾选必要服务选项
    - 等待烧录完成
- TALOS官方镜像烧录ubuntu系统 27:53
  - 特殊注意事项：
    - Windows可能无法识别Linux分区格式，会错误提示格式化，切勿点击格式化，否则需要重新烧录镜像
  - 烧录流程：
    - 从TALOS提供的网盘下载最新版Ubuntu镜像（如20250514版）
    - 使用SDFormatter软件格式化SD卡
    - 使用Win32 Disk Imager工具烧录IMG镜像文件
    - 烧录完成后将SD卡插入树莓派上电，系统自动安装
ubuntu虚拟机的安装 33:45
- 下载安装VMware 34:34
  - 安装要点：
    - 建议安装在非C盘
    - 许可证密钥：MC60H-DWHD5-H80U9-6V85M-8280D
    - 可从TALOS提供的百度网盘链接快速下载
- 检查网络适配器 35:36
  - 三种检查方法：
    - Windows+R输入cmd，执行ipconfig查看VMnet1和VMnet8适配器
    - Windows+i打开设置→网络和Internet→高级网络设置→网络适配器
    - 右键"此电脑"→管理→设备管理器→网络适配器
- 创建虚拟机 36:55
  - 关键设置：
    - 选择"典型"安装类型
    - 使用已下载的Ubuntu镜像文件（不要直接从U盘启动）
    - 默认登录信息：用户名ncut，密码ncut
    - 磁盘空间至少20GB，选择"拆分成多个文件"
    - 建议安装在非系统盘

二、课程回顾

38:49

1. 树莓派硬件认知

38:57

接口详解：讲解了树莓派各个接口功能，重点介绍了GPIO接口的编码方式及应用场景
核心组件：包括CPU（ARM架构）、GPU（VideoCore系列）、内存（256MB-8GB不等）等主要硬件参数
版本差异：不同型号在接口数量、处理器性能和扩展能力上的区别

2. 树莓派应用场景

39:09

教育领域：用于编程教学和电子实验平台
工业控制：作为低成本控制器应用于自动化设备
智能家居：搭建家庭物联网中枢
科研开发：机器人、人工智能等领域的原型开发

3. 树莓派系统安装与配置

39:20

官方系统：Raspberry Pi OS的烧录与初始化配置
Ubuntu系统：ARM版Ubuntu的安装流程及注意事项
双系统引导：讲解两种系统的共存方案
网络配置：有线/无线网络的设置方法与调试技巧

4. ubuntu虚拟机安装

39:31

VMware配置：详细演示虚拟机创建过程
镜像选择：推荐使用TALOS官方优化镜像
资源分配：建议分配至少2GB内存和20GB存储空间
共享文件夹：设置主机与虚拟机文件交互的方法

5. 课程资料及下载

39:43

获取方式：通过百度网盘获取TALOS团队提供的全套资料
包含内容：
- 系统镜像文件
- 虚拟机安装包
- 开发工具套件
- 智能车竞赛Demo代码
更新提示：建议定期检查资料更新版本

6. 树莓派型号对比

39:59

尺寸演变：从Model B的85.6mm×53.98mm到Zero的65mm×30mm
性能提升：
- CPU从单核700MHz发展到四核1.5GHz
- 内存从256MB扩展到8GB
接口变化：
- USB从2.0×2升级到3.0×2
- 网络从10/100M以太网发展到千兆网+双频WiFi
特殊版本：Zero W系列在极小尺寸下集成无线功能

7. 答疑环节

40:36

硬件采购：
- 官网价格约200-300元（仅主板）
- 配套配件需额外购买
课程安排：
- 共10节课，工作日晚上7点上课
- 每节课时长约1小时
- 提供有限期的课程回放
技术支持：
- 设备问题联系售后技术群
- 代码适配问题需等待高级课程讲解
学习建议：
- 已有开发板可直接使用
- 初学者建议从树莓派入门

三、知识小结

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| 课程模块 | 核心知识点 | 关键操作/技术要点 | 难度系数 |
| 硬件认知 | 树莓派接口功能(GPIO/USB/HDMI) | 引脚编码方式(板载/BCM/WiringPi) | ★★☆☆☆ |
| 系统安装 | 树莓派OS vs Ubuntu系统对比 | 镜像烧录工具使用(Imager/balenaEtcher) | ★★★☆☆ |
| 网络配置 | 有线/无线网络设置 | SSH远程连接配置 | ★★☆☆☆ |
| Python编程 | GPIO控制基础语法 | LED控制/传感器数据读取 | ★★★☆☆ |
| Linux基础 | 文件权限管理命令 | 终端操作/软件包安装 | ★★★★☆ |
| 视觉应用 | OpenCV图像处理 | 人脸识别/物体检测实现 | ★★★★☆ |
| 机器人控制 | ROS通信架构 | 电机/舵机控制逻辑 | ★★★★★ |

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| 型号系列 | 核心优势 | 典型应用场景 | 价格区间 |
| Model B | 完整接口/高性能 | 工业控制/多媒体中心 | $35-75 | | Model A | 低功耗设计 | 气象站/无人机飞控 |$ 20-25 |
| Zero系列 | 超小型尺寸 | 可穿戴设备/智能家居 | $5-15 |

|-------|------------|----------|---------|
| 项目类型 | 技术实现 | 所需配件 | 竞赛关联性 |
| 智能车控制 | OpenCV赛道识别 | 摄像头/电机驱动 | 中国机器人竞赛 |
| 家庭影院 | Kodi媒体中心 | HDMI显示器 | - |
| 环境监测 | 温湿度传感器 | GPIO扩展板 | 物联网创新赛 |

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| 问题类型 | 解决方案 | 配套资源 | 紧急程度 |
| 系统烧录失败 | 检查SD卡格式(FAT32) | 官方镜像下载链接 | ★★★☆☆ |
| GPIO无响应 | 验证引脚编码方式 | 引脚对照图表 | ★★☆☆☆ |
| 机械臂失控 | 检查舵机供电电压 | ROS控制包文档 | ★★★★☆ |