《樹莓派應(yīng)用開發(fā)》課程 第07章-樹莓派軟件開發(fā)應(yīng)用

第一季度工作報告XXXXXX公司名稱LOGO站長之家PPT模板樹莓派應(yīng)用開發(fā)第七章樹莓派軟件開發(fā)應(yīng)用7.1開源的OpenJDK和tomcat7.2CMake編譯工具7.3C語言7.4Python語言7.5PyCharm7.6Arduino

開源的OpenJDKJava是用于構(gòu)建各種應(yīng)用程序和系統(tǒng)的最流行的編程語言之一Java有兩種不同的實現(xiàn)，OracleJava和OpenJDKOracleJava具有其他一些商業(yè)功能，并且許可僅允許非商業(yè)用途。OpenJDK是Java平臺的開源實現(xiàn)

開源的OpenJDK在LX終端中運行以下命令可以安裝最新版本的OpenJDK，目前OpenJDK17是最新版本：sudoaptinstalldefault-jdk安裝default-jdk時

，軟件包default-jdk、default-jdk-headless、default-jre、openjdk-11-jdk、openjdk-11-jre也將被同步安裝。安裝完成后，可以通過以下命令驗證Java版本：java-version

開源的OpenJDK多個Java版本共存于樹莓派系統(tǒng)不會發(fā)生沖突，多版本共存時可以根據(jù)實際需要設(shè)置默認的版本，例如，如果需要用到目前依然被廣泛使用Java8

版本?？梢允褂靡韵掳惭b命令：sudoaptinstallopenjdk-8-jdk安裝結(jié)束后，檢查默認的Java版本：java-version如果需要修改默認的Java版本，可以使用update-alternatives命令：

sudoupdate-alternatives--configjava

開源的OpenJDK如果安裝了多個JDK版本，需要設(shè)置JAVA_HOME和JRE_HOME環(huán)境變量，編輯/etc/environment文件：sudonano/etc/environment假設(shè)要將JAVA_HOME設(shè)置為OpenJDK17，那么可以在文件末尾添加：JAVA_HOME="/usr/lib/jvm/java-17-openjdk-armhf/bin"JRE_HOME="/usr/lib/jvm/java-8-openjdk-armhf/jre/bin"上面這兩個路徑就是使用update-alternatives命令所輸出的路徑。

然后運行命令使設(shè)置生效：source/etc/environment如果需要卸載default-jdk軟件包，運行命令是：sudoaptremovedefault-jdk

開源的tomcatTomcat是一款非常常見的一款WEB服務(wù)軟件，是由APACHE標(biāo)準(zhǔn)和基金會發(fā)行的一個項目。Tomcat是由APACHE，SUN公司等共同開發(fā)的一款免費的開源軟件。Tomcat的設(shè)計結(jié)構(gòu)先進并且運行穩(wěn)定高效，所以經(jīng)常被用于JAVA的WEB開發(fā)。安裝和配置OpenJDK結(jié)束后，就可以安裝Tomcat服務(wù)并配置運行環(huán)境了。

開源的tomcat首先下載和安裝tomcat，打開LX終端依次輸入以下命令：sudowget/dist/tomcat/tomcat-9/v9.0.69/bin/apache-tomcat-9.0.69.tar.gz

下載tomcat壓縮包

sudotarzxvfapache-tomcat-9.0.69.tar.gz解壓tomcat壓縮包

開源的tomcat然后設(shè)置TOMCAT和JAVA的環(huán)境變量。為Tomcat添加Java環(huán)境變量JAVA_HOME和JRE_HOME，Tomcat的bin目錄下面的setclasspath.sh文件會用到這兩個變量，在LX終端使用nano編輯器打開用戶主目錄下的.bash_profile：sudonano~/.bash_profile在.bash_profile文件中添加如下內(nèi)容，Java路徑需要根據(jù)實際的安裝路徑修改：exportJAVA_HOME="/usr/lib/jvm/jdk-8-oracle-arm32-vfp-hflt"exportJRE_HOME="/usr/lib/jvm/jdk-8-oracle-arm32-vfp-hflt/jre"保存.bash_profile文件并退出。

開源的tomcat接著修改用戶目錄下/apache-tomcat-9.0.69/webapps

的訪問權(quán)限，webapps目錄下存放java網(wǎng)站文件：(1)修改apache-tomcat-9.0.69目錄的訪問權(quán)限：chmod777~/apache-tomcat-9.0.69/(2)僅修改webapps目錄的訪問權(quán)限：chmod777~/apache-tomcat-9.0.69/webapps(3)或者，修改webapps目錄及其子目錄的訪問權(quán)限：chmod-R777~/apache-tomcat-9.0.69/webapps完成以上安裝和環(huán)境配置后重啟樹莓派

開源的tomcat開機后進入tomcat目錄并啟動tomcat的命令如下：

cd~/apache-tomcat-9.0.69/bin進入tomcat目錄

sudo./startup.sh啟動tomcat

在需要退出tomcat的時候，可以使用

關(guān)閉tomcat的命令：sudo./shutdown.sh關(guān)閉tomcat

開源的tomcat最后通過瀏覽器訪問:8080來打開TOMCAT網(wǎng)頁并且會顯示ITWORKS等英文字樣，就表示TOMCAT已經(jīng)安裝并且配置成功了

CMake編譯工具CMake是一個跨平臺的安裝（編譯）工具，可以用簡單的語句來描述所有平臺的安裝（編譯）過程。CMake能夠輸出各種各樣的makefile文件或者project文件，能測試編譯器所支持的C++特性。CMake的組態(tài)檔取名為CMakeLists.txt。Cmake并不直接建構(gòu)出最終的軟件，而是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的建構(gòu)檔例，然后再依一般的建構(gòu)方式使用。

CMake編譯工具首先安裝CMake，在LX終端輸入下面的命令：sudoapt-getinstall-ycmake檢查CMake版本的命令：cmake--version然后測試CMake，創(chuàng)建一個新的目錄，用來保存項目文件：mkdirhelloworld&&cdhelloworld

CMake編譯工具創(chuàng)建文件main.c：sudonanomain.c編輯main.c文件，添加以下C語言代碼：#include<stdio.h>intmain(){

printf("Helloworld\n");

return0;}保存退出

CMake編譯工具創(chuàng)建CMake配置文件CMakeLists.txt：sudonanoCMakeLists.txt編輯CMakeLists.txt文件，添加下面的內(nèi)容：cmake_minimum_required(VERSION3.0)project(helloC)add_executable(hellomain.c)保存并關(guān)閉CMakeLists.txt文件。

CMake編譯工具建議創(chuàng)建單獨的目錄build來保存CMake生成的項目文件，命令如下：sudomkdirbuild&&cdbuild以helloworld為例，CMake生成的項目的文件結(jié)構(gòu)類似于：

helloworld/build/CMakeLists.txtmain.c在構(gòu)建目錄中運行cmake命令，使用位于父目錄中的CMakeLists.txt文件生成構(gòu)建文件。默認情況下，CMake將為原生構(gòu)建系統(tǒng)生成構(gòu)建文件。在我們的例子中是makefile。sudocmake..

CMake編譯工具命令運行結(jié)束后，使用ls命令查看目錄會顯示下面的文件：CMakeCache.txt

CMakeFiles

cmake_install.cmake

Makefile我們看到Makefile文件已生成，就可以在構(gòu)建目錄中執(zhí)行make命令

：sudomake在構(gòu)建目錄中執(zhí)行編譯好的hello程序

：./hello返回信息如下：Helloworld

C語言C語言是一門面向過程的計算機編程語言。C語言描述問題比匯編語言迅速、工作量小、可讀性好、易于調(diào)試、修改和移植，而代碼質(zhì)量與匯編語言相當(dāng)。C語言的普適較強，在許多計算機操作系統(tǒng)中都能夠得到適用，且效率顯著。C語言是一種結(jié)構(gòu)化語言，有著清晰的層次，可按照模塊的方式對程序進行編寫。

C語言GCC是以GPL許可證所發(fā)行的自由軟件，也是GNU計劃的關(guān)鍵部分。GCC支持多種計算機體系結(jié)構(gòu)芯片，如x86、ARM、MIPS等，并已被移植到其他多種硬件平臺。GCC原名為GNUC語言編譯器（GNUCCompiler），只能處理C語言。很快擴展為可處理C++，后來又擴展為能夠支持更多編程語言。在使用GCC編譯器的時候，必須給出一系列必要的調(diào)用參數(shù)和文件名稱。

C語言GCC編譯器的調(diào)用參數(shù)大約有100多個，其中最基本、最常用的參數(shù)如下：GCC基本的用法∶gcc[選項或參數(shù)][文件名]

C語言首先安裝C語言調(diào)試器gdb，在LX終端運行命令：sudoapt-getinstallgdb使用的編譯器是樹莓派系統(tǒng)自帶的gcc或g++編譯器。然后依次執(zhí)行下面的命令調(diào)試c++程序。cd~sudomkdirtestc&&cdtestc#新建目錄testc并進入目錄sudovimtest.c

C語言在新建的test.c文件中輸入C語言代碼：#include<stdio.h>intmain(){inti,s;for(i=10;i>0;i--){s=s+i;}printf("%d/n",s);printf("Helloworld,RaspberryPi\n");}使用Vim編輯test.c，按下esc鍵然后輸入：wq!

回車，保存文件后退出。

C語言

C語言保存并關(guān)閉test.c文件，在LX終端使用ls命令查看testc目錄下面會生成了一個test.c的文件，使用gcc編譯test.c的命令如下：

sudogcctest.c-otest1再次在LX終端使用ls命令查看testc目錄下面會生成的test1文件，運行生成的test1文件，執(zhí)行命令：./test1test1運行后的輸出結(jié)果為：55/nHelloworld,RaspberryPi

C語言

Python語言默認情況下，樹莓派操作系統(tǒng)內(nèi)自帶最新版本的python

語言使用環(huán)境，我們可以直接使用python

語言。

樹莓派內(nèi)置了一個傳感器，可以用來獲取樹莓派的CPU溫度。在本節(jié)，我們使用python語言來獲取CPU溫度、內(nèi)存使用情況、磁盤（MicroSD卡）使用情況和本機IP地址信息顯示出來。

Python語言使用nano編輯器或者Vim編輯器，例如使用nano編輯器編輯getinfo.py

的命令sudonanogetinfo.py

，或者直接從樹莓派開始菜單里直接找到并打開python語言

默認編輯環(huán)境，然后輸入以下python代碼：

python代碼如下：【代碼請參考教材】

Python語言保存為getinfo.py退出后，我們在LX終端里使用命令行運行：pythongetinfo.py運行結(jié)果：

PyCharmPyCharm是一種PythonIDE。帶有一整套可以幫助用戶在使用Python語言開發(fā)時提高其效率的工具。提供了一些高級功能，可以用于支持Django框架下的專業(yè)Web開發(fā)。運行PyCharm需要Java環(huán)境支持，如果樹莓派上還沒有安裝過JDK或JRE，需要提前安裝。

PyCharm使用樹莓派瀏覽器前往JetBrains官網(wǎng)下載Linux部分的PyCharm社區(qū)版，網(wǎng)址為/pycharm/download/#section=linux

PyCharm將文件下載到樹莓派的/home/pi目錄，或者使用其他電腦下載后上傳到樹莓派的/home/pi目錄。命令中的文件名以實際下載的版本為準(zhǔn)，我們使用的是pycharm-community-2022.1.tar.gz：cd/home/pi#獲取文件后保存的目錄ls#檢查是否存在該文件并檢查文件名

使用解壓命令解壓文件：sudotar-zxvfpycharm-community-2022.1.tar.gz解壓完畢，運行pycharm：cdpycharm-community-2022.1/bin./pycharm.sh

如果PyCharm不能正常運行，可以根據(jù)PyCharm的安裝版本，選擇合適的JAVA版本。

PyCharm正常情況下，首次運行PyCharm后會出現(xiàn)JETBRAINSCOMMUNITYEDITIONTERMS窗口，在窗口下方的IconfirmthatIhavereadandacceptthetermsofthisUserAdreement前面的復(fù)選框選中，單擊Continue按鈕

PyCharm接著會出現(xiàn)DATASHARING窗口

PyCharm單擊Don’tSend按鈕，閃過登錄窗口后，出現(xiàn)WelcometoPyCharm窗口

PyCharm為方便使用PyCharm，可以添加快捷方式到樹莓派的啟動器和桌面。在啟動器中添加圖標(biāo)，編輯pycharm.desktop文件：sudonano/usr/share/applications/pycharm.desktop在pycharm.desktop文件中輸入以下內(nèi)容：[DesktopEntry]Name=PyCharmType=ApplicationExec=/home/pi/pycharm-community-2022.1/bin/pycharm.shIcon=/home/pi/pycharm-community-2022.1/bin/pycharm.pngCategories=Development

PyCharm保存文件后退出，就會在樹莓派菜單中找到PyCharm的菜單圖標(biāo)和菜單項

PyCharm在樹莓派桌面上添加圖標(biāo)，編輯pycharm.desktop文件：sudonano~/Desktop/pycharm.desktop在pycharm.desktop文件輸入以下內(nèi)容：[DesktopEntry]Type=LinkName=PyCharmIcon=/home/pi/pycharm-community-2022.1/bin/pycharm.pngURL=/usr/share/applications/pycharm.desktop

PyCharm保存文件后退出，就會在樹莓派的桌面上看到PyCharm圖標(biāo)從樹莓派菜單或者桌面上任選其一運行PyCharm，可以開始Python的編程了。

ArduinoArduino是一個開源的硬件開發(fā)平臺，能夠用來感應(yīng)和控制現(xiàn)實物理世界，由一個基于單片機并且開放源碼的硬件平臺和ArduinoIDE開發(fā)環(huán)境組成。Arduino可以用來開發(fā)交互產(chǎn)品，比如它可以讀取大量的開關(guān)和傳感器信號，并且可以控制各式各樣的電燈、電機和其他物理設(shè)備。Arduino項目可以是單獨的，也可以在運行時和PC電腦或者樹莓派進行通訊。ArduinoIDE可以在Windows、MacintoshOS(MacOS)、Linux三大主流操作系統(tǒng)上運行，開源的IDE可以到官方網(wǎng)站免費下載。在樹莓派上安裝ArduinoIDE進行Arduino開發(fā),一般要經(jīng)過安裝ArduinoIDE、連接Arduino開發(fā)板、編譯測試這三個階段。

安裝ArduinoIDE首先安裝ArduinoIDE開發(fā)環(huán)境，在LX終端輸入以下命令進行安裝：sudoapt-getinstallarduino若安裝出現(xiàn)問題，可以使用以下命令修復(fù)后再次運行安裝命令：sudoapt-getupdate--fix-missing

安裝ArduinoIDE安裝完成之后樹莓派的開始菜單中會出現(xiàn)ArduinoIDE的菜單項

，單擊ArduinoIDE菜單項

連接Arduino開發(fā)板1、通過USB數(shù)據(jù)線將Arduino開發(fā)板通過USB接口跟樹莓派連接起來，同Arduino連接PC類似。因樹莓派USB接口限流，將Arduino開發(fā)板的供電接口同時外接9-12V的電源適配器供電效果會更好。2、配置通信端口：從ArduinoIDE主菜單中依次選擇：工具->端口：/dev/ttyxxx->選擇/dev/ttyACM0（ArduinoUno），常用的Arduino開發(fā)板一般會自動選擇

連接Arduino開發(fā)板

編譯測試從ArduinoIDE主菜單中依次選擇：文件->示例->01.Basics->Blink，Blink示例出現(xiàn)如下代碼：//thesetupfunctionrunsoncewhenyoupressresetorpowertheboardvoidsetup(){//initializedigitalpinLED_BUILTINas