【从零到一的Raspberry】树莓派踩坑实录（一）系统安装与简单开发

news2025/7/3 11:39:17

写在前面

  本系列作为树莓派上手记录，同时将本人的踩坑以及参考进行记录汇总，必要时罗列出小组分工，作为《嵌入式软开》小组参考文件。

0 硬件准备

名称描述
树莓派3B支持wifi，包含了散热器、外壳、电源线等配件
网线感谢王emo同学提供的网线，用于SSH连接
TF卡闪迪32GB，可用16GB，这里用来存储树莓派系统
读卡器用来通过usb读写SD卡
PC一台最好是有网线插口的
USB扩网线口扩展坞（可选）轻薄本用，用来扩展出网线插口
显示屏HDMI（可选）经费原因，暂时没有

1软件准备

名称描述
windows系统win10 or 11
linux系统这里是ubuntu18.04
putty用于SSH连接
mobaxterm用于windows下SSH图形化SSH连接
交叉编译工具链具体见之后交叉工具链小节

2安装树莓派系统

进入树莓派软件下载网站https://www.raspberrypi.com/software/

点击
在这里插入图片描述
下载官方安装器的安装文件，
点进去然后下载，
下载完成后直接安装，安装好之后就有了Raspberry Pi Imager
在这里插入图片描述
这样一个树莓派安装工具。

此时，插入TF卡和TF卡读写器，然后首次使用先格式化TF卡，具体步骤如下
在这里插入图片描述选择擦除，然后选择SD卡选项选择我们的TF卡，最后点击写入就可以完成擦除。

之后再进行系统安装，没有特殊需要就选择第一个
在这里插入图片描述
目标选择TF卡，然后点击小齿轮进行高级设置
在这里可以先把SSH勾选上，填入SSH登录的用户名和密码，默认的用户名是pi，如果不想忘记就别改了
在这里插入图片描述然后点击Write就可以写入了。等待10~20分钟，就可以为TF卡写入树莓派操作系统，这个时候如果询问是否要格式化磁盘，选择否。

这个时候拔出并用读卡器重新插入TF卡，这时只有boot磁盘可见。打开boot磁盘，创建ssh（注意是小写，并且没有后缀），告诉系统需要开启SSH。

然后点击弹出磁盘，拔出TF卡。

这时就可以把TF卡插入到树莓派上了，注意卡槽的正反与形状是匹配的。

为树莓派接上电源线，按下电源线上的开关，这时候树莓派就已经打开了。

据说正在装系统，需要等待10分钟左右，等绿灯不再亮时系统就安装完毕了（这一点有待验证，反正我等了10分钟绿灯仿佛确实不亮了）

至此我们的树莓派系统已经安装完成。
下面我们拿出网线和USB转网口扩展坞（因为我是轻薄本），开始实现树莓派SSH连接。这是因为我们没有屏幕，需要通过命令行来操控系统，而SSH就是一种方式来将树莓派的命令行投影到PC上，使得PC可以通过屏幕上的命令行来对树莓派进行文件读写访问、状态查看与操控。

3 树莓派与电脑的有线连接

  SSH连接之前，需要让树莓派连上网络，从而让树莓派拥有IP地址。下面讲述如何让树莓派通过有线连接访问网络。

3.1 windows与树莓派的网线连接

  这里的教程是在windows上通过SSH访问树莓派的方法，参考了
https://blog.csdn.net/qq_49895299/article/details/119456981的方法。首先打开网络设置，
在这里插入图片描述  点击"更改适配器选项"
在这里插入图片描述
  然后用网线连接树莓派和电脑，为树莓派上电，我这里因为是轻薄本，所以网线通过扩展坞和电脑接在一起，网线另一端接在树莓派网口上。
  插上网线后与树莓派连接后，下面的更改适配器选项界面除了你的wifi应该会出现新的一个没有打叉的网络，比如我是在下图的基础上出现了一个以太网3（图上暂时没有显示出来）
在这里插入图片描述
  记住这个新出现的没有打叉的有线连接的名字（我这里叫以太网3），然后双击上图中的WLAN，选择属性
在这里插入图片描述
  在共享中把两个框都打上勾，并选择与树莓派有线连接的以太网名称
在这里插入图片描述  配置完成后点击确定。下面来寻找树莓派的IP

  win+R键输入cmd来运行cmd，windows11可以试试右键打开powershell
在这里插入图片描述
  输入arp -a
在这里插入图片描述
  如图中所示，10.0.225.16是本机（PC）的地址。而图上10.0.224.1是网关地址，10.0.231.255是广播地址。如果之前的都配置无误并且连着已经上电的树莓派，这时应该会出现以10.0.225开头的其他地址（除了本机地址、网关地址和广播地址之外的其他地址）。注意，由于网络连接的原因，你的网络不一定是10.0.225，可能是192.168.xxx,但是不影响，就按照以上步骤来做，找到树莓派的地址，ping一下，看看通不通，比如树莓派地址是10.0.224.30，在cmd中输入

ping 10.0.224.30

  看一下ping通不通，如果通的话会有响应，而不会一直卡着。如果不通就是前面步骤出问题了。
  找到树莓派网络地址之后，（这里假设是10.0.225.16，由于默认是DHCP动态分配地址，因此树莓派每次连上网线或者PC更换网络时需要重新查看地址），我们就可以使用SSH进行连接。
  NOTE:有时候重启PC会发现不了树莓派IP，这时候关闭网络共享，然后重新按照以上步骤设置一遍即可。
  关于寻找树莓派IP：
在这里插入图片描述
上面一段是WIFI的，打红圈的是PC ip，可以ipconfig查看，而下面一段是以太网的，打红圈的是树莓派ip，.1和.255结尾的是网关和广播，不是设备ip

3.2 Linux与树莓派的网线连接

参考这篇文章https://blog.csdn.net/yuejia2907/article/details/111569486
在linux下也是通过在terminal中输入arp -a找到树莓派开发板的地址。

4通过SSH，VNC访问树莓派

4.1SSH with Mobaxterm（仅仅支持windows）

  去mobaxterm官网下载mobaxterm
  对于mobaxterm软件的简单解释，还有SSH的简单解释，以及后文所示的如何传输文件等操作，这里交给负责的同学详述
  保持对树莓派的网线连接，假如按照上一节中，查询到树莓派的网络地址为192.168.137.4，打开mobaxterm，点击session
在这里插入图片描述  按顺序如下图操作，最后点击ok打开SSH
在这里插入图片描述
  打开之后输入用户名pi，密码123456，这是我们在第一节安装系统中设置的。成功之后我们就可以看到类似linux系统的树莓派的控制台了，可以在这里进行命令输入。此外，左侧是文件系统，可以为树莓派通过网络上传下载文件。至此，在windows PC上结合mobaxterm就完成了对树莓派的SSH连接。

4.2SSH with putty（both on win & linux）

  这里请负责的同学记录一下再linux下安装putty的记录和putty的简介。由于putty在windows和linux都可以用，但是windows上我们有更好的mobaxterm，因此只要在linux下安装一下putty即可。需要参考3.2节，在 linux有线连接的基础上进行探索。在linux中获取树莓派ip后再进行putty SSH连接。
在这里插入图片描述

  由于putty没有文像mobaxterm一样的文件传输UI，因此需要探索一下如何linux下使用putty传输文件到树莓派上。同时探索一些Linux其他的SSH工具（毕竟Putty显得太简陋了），这里尝试了FinalShell，安装的参考如下(介绍一下安装过程)
Linux安装FinalShell
在这里插入图片描述

4.3VNC with mobaxterm

参考这篇：树莓派使用MobaXterm实现SSH和VNC
实现效果如下
在这里插入图片描述

5交叉编译

  交叉编译的定义是什么？这里不详述了，交给负责的同学。树莓派的交叉编译工具链有哪些，他们各自有什么不同，怎么安装，需要探索。我本人亲测arm-linux-eabi-gcc可用，但是树莓派提供的其他工具链可以用嘛？介绍树莓派github上所有的工具链，并尝试使用它们有什么区别，特别是arm-linaro-linux和arm-linux有什么区别等。负责的同学探索一下，可以参考以下内容并进一步探索。
https://blog.csdn.net/qq_48458789/article/details/123414776?ops_request_misc=&request_id=&biz_id=102&utm_term=%E6%A0%91%E8%8E%93%E6%B4%BE%E4%BA%A4%E5%8F%89%E7%BC%96%E8%AF%91%E5%B7%A5%E5%85%B7%E9%93%BE&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2allsobaiduweb~default-2-123414776.142v59js_top,201v3control,213v1t3_esquery_v2&spm=1018.2226.3001.4187
  进入到数莓派工具github中,https://github.com/raspberrypi/tools,发现如下说明
在这里插入图片描述
  大意就是这个工具链已经不用了,现在仅仅需要gcc-arm-linux-gnueabihf就可以实现开发
  首先使用linux下简单建立一个hello.c文件，选择不同的工具链对其进行交叉编译。输入指令

file <目标文件>

来查看交叉编译生成文件类型(截图)，目标文件是交叉编译时-o所指定的文件名。
  然后将生成文件传到树莓派中,这里参考4.2的步骤.
  需要探索一下windows下如何安装使用交叉编译器（即上述的树莓派的交叉编译器arm-linux-eabi-gcc），环境变量如何添加，如何在windows下进行交叉编译，下载到板子上，验证结果。

6交叉调试

  关于上次qemu-arm的交叉调试可以参考这篇,需要注意，树莓派的交叉调试可能与qemu有差别，负责的同学可以叙述一下大概区别
  https://www.cnblogs.com/liuhanxu/p/16245816.html
  在树莓派探索交叉调试之前，需要先建立一个文件用来交叉调试。你可以用arm-linux-eabi-gcc编译一个较为复杂的文件，比如编写几个函数，这样在交叉调试时不会太过于简单。此外，需要注意编译时加入什么参数让其可以输出调试信息，回顾 -g -Wal等参数。
  gdb交叉调试用的是什么工具？是不是gdb-multiarch?需要在树莓派上安装gdb-server吗？同时需要回顾gdb调试的一些常见的指令，如r，b,s等，这些不再赘述，由负责的同学实现。

7qemu-system-arm探索树莓派虚拟机

  （最好是双系统的同学负责）这里还未探索，交给负责的同学。可以与我交流，我有安装过qemu的linux服务器和linux早期版本的虚拟机。

8小组分工安排

分工详述姓名
第二节+PPT汇总+展示有空试试看VNC连接，这个好像是基于图形化界面的我
第三节有线连接以及Linux下有线连接探索，包括对应内容文档和PPT，+报告汇总
第四节软件与SSH，文件传输及其探索，包括对应内容文档和PPT
第五节交叉编译，包括对应内容文档和PPT
第六节交叉调试，包括对应内容文档和PPT
第七节最好是双系统的同学，虚拟机探索，包括对应内容文档和PPT

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