树莓派

树莓派（Raspberry Pi）是由英国树莓派基金会开发的一系列信用卡大小的单板计算机，旨在促进基础计算机科学教育。自2012年发布以来，树莓派因其低成本、高性能和丰富的扩展性，已成为教育、业余爱好者和工业应用的热门选择。

概述

树莓派是一款基于ARM架构的单板计算机，具备完整的计算机功能，包括处理器、内存、输入/输出接口等。它运行基于Linux的操作系统，如Raspberry Pi OS，并支持多种编程语言和开发工具。

与Arduino不同，树莓派是一个完整的计算机系统，可以运行操作系统并执行多任务处理，而Arduino更专注于物理计算和硬件控制。

历史

树莓派项目由英国剑桥大学的埃本·厄普顿（Eben Upton）等人发起，旨在解决学生对计算机科学兴趣下降的问题。第一代树莓派（Model B）于2012年2月发布，售价35美元，迅速成为全球畅销的单板计算机。

硬件

树莓派有多种型号，以下是主要型号的对比：

树莓派主要型号对比

型号	发布时间	处理器	内存	主要特点
Raspberry Pi 1 Model B	2012年	Broadcom BCM2835 (单核 700MHz)	256MB/512MB	首个型号，支持HDMI和USB
Raspberry Pi 4 Model B	2019年	Broadcom BCM2711 (四核 1.5GHz)	2GB/4GB/8GB	支持4K输出、USB 3.0、千兆以太网
Raspberry Pi Zero	2015年	Broadcom BCM2835 (单核 1GHz)	512MB	超小型设计，价格仅5美元

树莓派的主要硬件接口包括：

• GPIO（通用输入/输出）引脚，用于连接传感器和其他电子元件
• USB端口，用于连接键盘、鼠标等外设
• HDMI接口，用于视频输出
• 以太网接口或Wi-Fi/蓝牙模块（取决于型号）

软件

树莓派支持多种操作系统，包括：

• Raspberry Pi OS（官方推荐系统，基于Debian）
• Ubuntu for Raspberry Pi
• Windows 10 IoT Core
• 多种Linux发行版

树莓派支持多种编程语言，如Python、C++、Java等，使其成为学习编程的理想平台。

示例项目

以下是一个简单的Python示例，使用树莓派的GPIO控制LED：

import RPi.GPIO as GPIO
import time

# 设置GPIO模式为BCM编号
GPIO.setmode(GPIO.BCM)

# 设置GPIO 17为输出
GPIO.setup(17, GPIO.OUT)

try:
    while True:
        GPIO.output(17, GPIO.HIGH)  # 打开LED
        time.sleep(1)               # 等待1秒
        GPIO.output(17, GPIO.LOW)   # 关闭LED
        time.sleep(1)               # 等待1秒
except KeyboardInterrupt:
    GPIO.cleanup()  # 清理GPIO设置

这个示例展示了如何通过Python控制树莓派的GPIO引脚，使LED灯闪烁。与Arduino的示例相比，树莓派使用的是高级语言Python，而Arduino通常使用C/C++。

应用

树莓派有着广泛的应用场景：

• 教育：教授编程、计算机科学和电子学基础知识
• 家庭自动化：构建智能家居控制系统
• 媒体中心：使用Kodi等软件搭建家庭影院系统
• 工业应用：作为低成本的控制系统或监控设备
• 机器人：作为机器人的控制大脑
• 物联网：构建物联网网关或终端设备

与Arduino的比较

树莓派与Arduino比较

特性	树莓派	Arduino
类型	完整计算机	微控制器
操作系统	支持完整操作系统	无操作系统（实时运行）
处理能力	强（适合复杂计算）	弱（适合简单控制）
编程语言	Python、C++等高级语言	Arduino语言（基于C/C++）
价格	较高（$35-$75）	较低（$20-$50）
适用场景	需要操作系统的复杂项目	简单的硬件控制和传感器项目

参见

• Arduino
• 单板计算机
• 物联网
• Linux
• Python