嵌入式Linux应用开发快速入门（从零到第一个程序）

@[TOC] 嵌入式Linux应用开发快速入门（从零到第一个程序）

🎉 写给急着做产品的你 ：本教程不堆砌理论，只讲 最快上路 的方法。我们用 现成的Ubuntu虚拟机 、USB ADB传输 、简单的编译命令 ，让你在 30分钟内 点亮开发板、跑起第一个 Hello World。每个步骤都配有 白话解释 、常见坑点 和 解决技巧。跟着做，你就能先跑通全流程，再去深究细节。

1. 课程目标 ------ 为什么我们可以"快"？

1.1 一句话白话

你不需要先成为Linux内核专家，也能 快速做出一个带屏幕、能控制LED、能远程读取温湿度的产品 。我们帮你绕过那些暂时不必要深究的知识（比如自己装系统、配置网络、写Makefile），让你 先看到成品，再按需补课。

1.2 "快"的三个秘诀

传统做法	我们的捷径	好处
自己下载Ubuntu镜像、手动安装、配置开发工具	直接使用我们配置好的 Ubuntu虚拟机（已装好交叉编译链、ADB、VSCode等）	省去2小时装环境
用网线配置NFS、TFTP、固定IP	只用 USB线 + ADB 传输文件和登录开发板	无需网络知识，即插即用
手写Makefile、解决依赖	直接用 arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc 单文件编译	命令极简，不会出错

1.3 课程口号

先跑通，再深究。

不要在一开始就被波特率、设备树、驱动框架吓退。你完全可以在 1小时内 做出第一个能跑在开发板上的程序。

2. 做什么产品 ------ 硬件框图与软件结构

2.1 最终产品功能

✅ 在开发板的 触摸屏 上点击图标，控制 LED 亮灭
✅ 屏幕上实时显示 温湿度传感器 的值
✅ 通过 微信小程序 远程控制LED和查看温湿度（MQTT + 云服务器）

2.2 硬件连接简图

2.3 软件分层（从上到下）

层次	组件	说明
微信小程序	MQTT客户端	发送指令、接收数据
云端	MQTT Broker	转发消息（如阿里云IoT）
开发板APP	前台QT GUI	显示界面、响应用户触摸
开发板APP	后台服务（多线程）	读取温湿度、控制LED、与云端通信
进程间通信	JsonRPC / 共享内存	前后台交换数据
驱动层	LED驱动、温湿度模块驱动	直接操作硬件
硬件	LED、传感器	执行动作

💡 你目前只需要关注"驱动层之上的应用开发"，驱动和内核已经由开发板厂家提供好了。

2.4 上机演示效果

上电后屏幕显示主界面，有"开灯"、"关灯"按钮
点击按钮，LED立即响应
温湿度数值每秒刷新一次
手机微信小程序上也能看到相同的数据并控制

3. 搭建开发环境 ------ 从网盘到Ubuntu启动

3.1 下载网盘资料

打开 百问网下载中心（网址见官方文档）
在左侧导航找到你的开发板型号（如 100ask_imx6ull_pro）
下载 网盘资料（通常是一个百度网盘链接或BT种子）
重点获取以下内容：
- 02_开发工具/ 下的虚拟机镜像（推荐 ubuntu18.04_vscode_imx6ull_pro_QT.7z）
- 03_开发板使用手册/ 中的PDF
- 04_源码/ 中的示例代码

3.2 安装必备软件（Windows端）

软件	用途	获取位置
VMware Workstation 16 Player	运行Ubuntu虚拟机	网盘 `02_开发工具/Windows/VMwareWorkstation安装包`
MobaXterm	串口终端、SSH工具	同上
FileZilla	文件传输（可选，ADB更方便）	同上
USB串口驱动	使电脑识别开发板串口	网盘 `02_开发工具/Windows/USB串口驱动`

⚠️ 注意：VMware Player 是免费的，足够使用。安装后如果提示许可证过期，不影响基本功能。

3.3 导入Ubuntu虚拟机

解压下载的 .7z 虚拟机压缩包（密码一般为 123456）
打开 VMware Player → 点击 "打开虚拟机"
选择解压后的 .vmx 文件（如 ubuntu18.04_vscode_imx6ull_pro.vmx）
启动虚拟机，登录信息：
- 用户名：book
- 密码：123456

3.4 验证网络（必须能上网）

在Ubuntu终端中执行：

bash

复制代码

ping news.qq.com -c 4

如果看到类似 64 bytes from ... 的输出，说明网络正常。

如果没有，请检查虚拟机网络设置为 NAT（默认就是NAT）。

3.5 更新Git仓库（获取最新代码）

bash

复制代码

cd ~/Desktop/01_all_series_quickstart
git pull

如果提示 Already up to date. 说明已是最新。

💡 为什么用Git？ 后续课程会不断更新代码，git pull 能让你轻松同步。

3.6 配套资料一览

下载后的目录结构（部分）：

4. 连接开发板 ------ 两种方式：串口 + ADB

4.1 硬件连接图

电源线：开发板DC口接5V电源
USB OTG线 ：一端插开发板 OTG口 ，另一端插 电脑USB
- 用于ADB传输文件和shell登录
USB转串口线（可选）：用于查看内核启动日志，如果ADB够用可以不接

✅ 推荐：只用OTG线 + ADB，一条线解决文件传输和命令行登录，非常方便。

4.2 串口连接（调试用，可选）

参考手册《嵌入式Linux应用开发完全手册V5.2_xxx开发板》的 3.4 串口连接 章节：

使用 MobaXterm 打开对应COM口，波特率 115200
开发板上电后，串口会打印启动日志，最终显示 [root@100ask:/]# 提示符

4.3 ADB连接 ------ 重点（推荐）

ADB（Android Debug Bridge）原本用于Android调试，但也可以用来与Linux开发板通信。我们用它来 传文件 和 执行命令。

4.3.1 给Ubuntu添加ADB支持

打开Ubuntu终端，依次执行：

bash

复制代码

# 1. 检查是否已有adb
ls /usr/bin/adb

# 2. 如果没有，安装adb
sudo apt update
sudo apt install adb -y

# 3. 设置adb权限（重要！否则会报 no permissions）
sudo chmod a+x /usr/bin/adb
sudo chmod a+s /usr/bin/adb

# 4. 重启adb服务
sudo adb kill-server

⚠️ 常见错误 ：执行 adb devices 提示 no permissions (user book is not in the plugdev group)。
解决方法 ：就是上面第3步的 chmod a+s 让adb以root权限运行。

4.3.2 给开发板添加ADB支持（如果厂家已预装则跳过）

开发板出厂时可能已经支持ADB，验证方法：

在开发板串口终端执行：

bash

复制代码

ls /usr/bin/adb

如果显示 /usr/bin/adb 则已支持。否则需要手动安装，步骤如下：

配图：U盘格式化选择FAT32

准备一个 FAT32 格式的U盘（不能是exFAT或NTFS）
在Ubuntu中找到 adbd_files 目录（位于网盘 02_开发工具/ 下）
将整个 adbd_files 目录复制到U盘
U盘插入开发板，系统会自动识别（串口会打印类似 sda: sda1 的消息）
在开发板上挂载U盘并复制文件：

bash

复制代码

mount /dev/sda1 /mnt
cd /mnt/adbd_files
cp * / -rf
dos2unix /lib/udev/rules.d/61-usb-adbd.rules
dos2unix /usr/bin/usb_config
dos2unix /etc/init.d/S99adbd
chmod +x /usr/bin/adb
chmod +x /usr/bin/adbd
chmod +x /usr/bin/usb_config
chmod +x /etc/init.d/S99adbd
reboot

4.3.3 在VMware中将OTG设备连接到Ubuntu

当开发板通过OTG线连接到电脑后，VMware可能会自动弹窗询问"将此设备连接到虚拟机还是主机"，选择 连接到虚拟机（ubuntu18.04_vscode_imx6ull_pro）
如果没有弹窗，可以手动操作：
VMware菜单栏 → 可移动设备 → 找到 Linux Foundation 100ASK_IMX6ULL → 点击连接

4.3.4 测试ADB通信

在Ubuntu终端执行：

bash

复制代码

adb devices

如果看到类似下面的输出，说明成功：

text

复制代码

List of devices attached
100ask_IMX6ULL    device

然后就可以用ADB做很多事情：

命令	作用
`adb shell`	登录开发板的命令行
`adb push 本地文件开发板路径`	上传文件，如 `adb push hello /root`
`adb pull 开发板文件本地路径`	下载文件，如 `adb pull /root/1.txt ./`

5. 体验第一个程序 ------ Hello World

5.1 获取源码

源码位于 01_all_series_quickstart 仓库中：

bash

复制代码

cd ~/Desktop/01_all_series_quickstart/04_嵌入式Linux应用开发基础知识/source/01_hello
ls
# 你会看到 hello.c

⚠️ 重要提醒 ：不要在原始的Git仓库目录里直接编译！因为 git pull 可能会覆盖你的修改。正确的做法是 复制到新目录：

bash

复制代码

mkdir ~/my_test
cp hello.c ~/my_test/
cd ~/my_test

5.2 编写代码（如果你没有hello.c，自己创建一个）

复制代码

// hello.c
#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    printf("Hello, world!\n");
    return 0;
}

5.3 交叉编译

使用开发板配套的交叉编译工具链：

bash

复制代码

arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc -o hello hello.c

编译成功后，当前目录会生成 hello 可执行文件（ARM架构）。

💡 为什么不能直接用gcc？ 因为Ubuntu的gcc生成的是x86程序，无法在ARM开发板上运行。交叉编译工具链会生成ARM指令。

5.4 上传到开发板

bash

复制代码

adb push hello /root

输出类似：

text

复制代码

hello: 1 file pushed. 0.3 MB/s (8408 bytes in 0.024s)

5.5 登录开发板并运行

bash

复制代码

adb shell
# 此时提示符会变成 sh-5.0# 或 [root@100ask:/]#
/root/hello

你会看到：

text

复制代码

Hello, world!

🎉 恭喜！你的第一个ARM Linux程序跑起来了！

5.6 常见问题排查

现象	原因	解决
`adb push` 报 `device not found`	OTG线未连接或VMware未连接设备	检查USB线，在VMware菜单中手动连接
`adb shell` 提示 `error: insufficient permissions`	adb权限未设置	执行 `sudo chmod a+s /usr/bin/adb` 并 `adb kill-server`
编译时提示 `arm-buildroot...gcc: command not found`	交叉编译工具链未安装或路径未加入PATH	虚拟机已预装，检查 `echo $PATH` 是否包含 `/usr/bin`
开发板上运行 `hello` 报 `not found`	缺少动态链接库（静态编译可解决）	使用 `-static` 重新编译：`arm-buildroot...gcc -static -o hello hello.c`

6. 完整速查表 📋

6.1 环境信息速查

项目	值
Ubuntu用户名/密码	book / 123456
开发板IP（通过ADB不需要）	无需配置
交叉编译工具链前缀	`arm-buildroot-linux-gnueabihf-`
第一个程序路径	`/root/hello`
ADB常用命令	`adb devices`, `adb push`, `adb pull`, `adb shell`

6.2 日常开发流程（三句话）

写代码 → 在Ubuntu中用VSCode编辑 .c 文件
编译 → arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc -o 程序名源码.c
运行 → adb push 程序名 /root → adb shell → /root/程序名

6.3 下一步学什么

你想做什么	去学对应的章节
控制LED	`04_编写APP操作硬件/01_GPIO`
读取温湿度	`04_编写APP操作硬件/02_I2C`（温湿度模块一般用I2C）
显示图片/文字	`04_编写APP操作硬件/03_LCD` + Qt
远程控制	`06_实战项目/01_MQTT`
写驱动程序	`04d_嵌入式Linux驱动开发基础知识`

7. 自我检查

7.1 本文与文档相比，在哪3个方面有明显提升？

口语化 + 结构化：用"三步走"、"一句话白话"、"常见坑点"等方式，把枯燥的步骤变成容易记忆的流程，而不是简单罗列命令。
独立性强：无需读者频繁翻阅原手册，每个步骤（尤其是ADB权限设置、U盘复制细节）都给出了完整命令和解释，并且增加了"为什么这样做"的说明。
实用主义：明确区分"必做步骤"和"可选步骤"（如串口非必须），并给出了"先跑通再深究"的学习理念，让初学者不会被吓退。

7.2 仍有哪个知识点自己觉得解释得不够清楚？为什么？

ADB 的 chmod a+s 原理 ：虽然给出了命令，但没有深入解释 setuid 位的作用以及为什么 adb devices 需要 root 权限。原因是这部分涉及Linux用户和权限管理，对纯新手可能超纲，而"照着敲就能通"的策略在本教程中更合适。后续可以在进阶篇中补充 setuid 和 plugdev 组的详细说明。

🎉 你已经完成了第一个嵌入式Linux应用程序！接下来，可以挑战点亮LED或读取温湿度传感器了。
记住：先跑通，再深究。动手才是最快的进步方式！