树莓派开发环境部署（任何类型的树莓派），最简易

以下是树莓派从零开始使用C语言开发的超详细指南，包含环境搭建到功能开发的完整流程（基于SSH远程开发）：

---

一、硬件准备

1. 所需材料：

• • 树莓派主板（推荐4B/5型号）
  • Micro SD卡（至少16GB Class10）
  • 5V电源适配器（Type-C接口）
  • 网线或可连接的WiFi环境
  • 读卡器（用于烧录系统）
  • 可选：HDMI线、显示器、键鼠（首次配置可不用）

• 

---

二、系统安装与网络配置

1. 烧录系统

1. 下载官方工具Raspberry Pi Imager
2. 选择系统：

• • 推荐：Raspberry Pi OS Lite（无桌面版）
  • 版本：选择64-bit或32-bit（根据硬件选择）

  • 

1. 高级设置（⚙️图标）：

• • 启用SSH：勾选"Enable SSH"
  • 设置用户名密码：建议用户pi，密码自定义
  • 配置WiFi（可选）：填入SSID和密码

1. 烧录到SD卡

2. 首次启动配置

1. 插入SD卡到树莓派并通电
2. 等待启动（约1-2分钟）
3. 获取IP地址（任选一种方法）：

• • 登录路由器管理页面查看
  • 使用arp -a命令扫描局域网
  • 使用nmap -sn 192.168.1.0/24扫描（需安装nmap）

  • 

---

三、SSH远程连接

1. 基础连接

ssh pi@<树莓派IP>  # 示例：ssh pi@192.168.137.123
输入密码完成登录    #我设置的是1

2. 配置免密登录（推荐）

1. 本地生成密钥：

ssh-keygen -t rsa  # 按回车使用默认路径

1. 上传公钥到树莓派：

ssh-copy-id pi@<树莓派IP>

3. 基础安全设置

sudo raspi-config
# 选择：System Options -> Password -> 修改密码
# 选择：System Options -> Wireless LAN -> 配置WiFi（可选）
# 选择：Advanced Options -> Expand Filesystem

---

四、开发环境搭建

3.1 更新系统

sudo apt update && sudo apt upgrade -y

3.2 修改密码

passwd

3.3 配置时区

sudo dpkg-reconfigure tzdata

选择Asia -> Shanghai

3.4 扩展文件系统

sudo raspi-config

选择"Advanced Options" -> "Expand Filesystem"

4. 开发环境搭建

4.1 安装编译工具

以下操作在SSH登录到树莓派的时候操作

sudo apt install build-essential git cmake

4.2 安装GPIO库

sudo apt update
sudo apt install libgpiod-dev  # 官方推荐的GPIO库

下载其他库，未找到，待解决

sudo apt install libi2c-dev libspi-dev libserial-dev

5. 开发流程

5.1 在Ubuntu上开发

在Ubuntu上使用你喜欢的编辑器编写代码，例如：

exit #从pi切换到用户
sudo apt install libgpiod-dev  #在ubuntu用户模式下也下载库，便于调试
mkdir ~/raspberry_projects
cd ~/raspberry_projects
code test.c

示例代码(test.c)：

// ~/raspberry_projects/blink.c
#include <gpiod.h>
#include <unistd.h>#define GPIO_CHIP "gpiochip0"
#define LED_PIN 17  // 物理引脚11int main() 
{struct gpiod_chip *chip = gpiod_chip_open_by_name(GPIO_CHIP);struct gpiod_line *led = gpiod_chip_get_line(chip, LED_PIN);gpiod_line_request_output(led, "blink-example", 0);while (1) {gpiod_line_set_value(led, 1);sleep(1);gpiod_line_set_value(led, 0);sleep(1);}gpiod_line_release(led);gpiod_chip_close(chip);return 0;
}

编译要记得链接库

gcc test.c  -lgpiod
#仅用来查看错误

5.2 传输代码到树莓派

先使用ssh登录树莓派

ssh pi@192.168.137.123ls #查看文件
mkdir project #创建文件，便于ubuntu上传储存exit #退出登录树莓派

在ubuntu下操作

scp test.c pi@192.168.137.123:~/project/

5.3 在树莓派上编译运行

ssh pi@192.168.137.123
cd ~/project
gcc -o test test.c -lgpiod  #gcc test.c
./test                       #./a.out

连接相关点亮，led灯闪烁

使用系统启动，防止运行./a.out再ctr+c时代码不允许，但是没有flash，只能用系统启动自启

将代码设置为开机自启动是一个常见的需求，尤其是对于嵌入式系统或需要持续运行的任务。以下是将你的可执行文件 a.out 设置为开机自启动的详细步骤，基于你的当前目录结构（~/project）和文件列表（a.out 和 test.c）。

步骤 1: 确保可执行文件可以运行

首先，确保 a.out 是一个有效的可执行文件，并且可以在终端中正常运行。你可以通过以下命令测试：

./a.out

如果程序正常运行，你可以继续下一步。

步骤 2: 创建 systemd 服务文件

systemd 是现代 Linux 发行版（包括树莓派的 Raspbian）使用的初始化系统和服务管理器。我们可以使用它来创建一个服务，使程序在系统启动时自动运行。

1. 创建服务文件：

使用文本编辑器（如 vim）创建一个新的服务文件。例如，在 /etc/systemd/system/ 目录下创建一个名为 mycode.service 的文件：

sudo vim /etc/systemd/system/mycode.service

1. 编辑服务文件：

在文件中添加以下内容：

[Unit]
Description=My Code Service
After=network.target #在网络启动后启动，但是不管网络能是否正确连上都启动，注释掉的话直接启动[Service]
ExecStart=/home/pi/project/a.out
WorkingDirectory=/home/pi/project
Restart=always
User=pi[Install]
WantedBy=multi-user.target

• • Description 是服务的描述。
  • After=network.target 表示服务在网络服务启动后启动。如果你的程序不需要网络，可以省略这一行。
  • ExecStart 是启动服务的命令。这里指定了你的可执行文件的完整路径。
  • WorkingDirectory 是服务运行时的工作目录。
  • Restart=always 表示如果服务崩溃或停止，systemd 将自动重启它。
  • User=pi 表示服务将以 pi 用户的身份运行。

程序等待网络连接成功才可以使用

[Unit]
Description=My Code Service
After=network-online.target
Wants=network-online.target[Service]
ExecStart=/home/pi/project/a.out
WorkingDirectory=/home/pi/project
Restart=always
User=pi[Install]
WantedBy=multi-user.target

1. 保存并退出：

按 Ctrl+O 保存文件，然后按 Ctrl+X 退出 nano 编辑器。

步骤 3: 启用并启动服务

1. 启用服务：

使用 systemctl 命令启用服务，使其在系统启动时自动运行：

sudo systemctl enable mycode.service

1. 启动服务：

立即启动服务（如果你不想等待系统重启）：

sudo systemctl start mycode.service

1. 检查服务状态：

你可以使用以下命令检查服务的状态：

sudo systemctl status mycode.service

sudo reboot #重启设备查看

你应该会看到服务正在运行的信息。

步骤 4: 验证

• 重启树莓派，然后检查你的程序是否在启动时自动运行。
• 你可以通过查看日志文件（通常位于 /var/log/syslog 或使用 journalctl 命令）来调试任何问题。

注意事项

确保你的可执行文件具有适当的权限，以便 pi 用户可以运行它。

如果你的程序需要特定的环境变量或配置文件，确保这些在服务文件中正确设置。

如果你需要调试服务，可以查看 journalctl 的输出：

journalctl -u mycode.service

这样，你的程序 a.out 就会在树莓派启动时自动运行了。

在使用ssh登录树莓派使能相关的iic和spi

6. 高级开发设置

6.1 使用VS Code远程开发

1. 在Ubuntu上安装VS Code
2. 安装"Remote - SSH"扩展
3. 点击左下角绿色图标 > "Connect to Host" > 输入树莓派SSH信息
4. 现在可以直接在VS Code中编辑树莓派上的文件

6.2 自动同步代码(rsync)

在Ubuntu上创建同步脚本sync.sh：

#!/bin/bash
rsync -avz --exclude='.git/' ~/raspberry_projects/ pi@<树莓派IP>:~/projects/

然后：

chmod +x sync.sh
./sync.sh

7. 外设和传感器开发

7.1 GPIO使用

确保用户有GPIO访问权限：

sudo usermod -a -G gpio pi

7.2 I2C设备

启用I2C：

sudo raspi-config

选择"Interface Options" -> "I2C" -> "Yes"

安装i2c工具：

sudo apt install i2c-tools

检测设备：

sudo i2cdetect -y 1

7.3 SPI设备

启用SPI：

sudo raspi-config

选择"Interface Options" -> "SPI" -> "Yes"

8. 调试技巧

8.1 查看GPIO状态

gpio readall

8.2 查看系统日志

dmesg | tail

8.3 监控CPU温度

vcgencmd measure_temp

9. 常用命令备忘

用途	命令
重启树莓派	sudo reboot
关机	sudo poweroff
查看IP	hostname -I
查看存储	df -h
查看内存	free -h
查看CPU信息	cat /proc/cpuinfo
查看USB设备	lsusb
查看内核日志	journalctl -k

10. 后续学习建议

1. 学习Linux基本命令
2. 研究树莓派GPIO引脚图
3. 查阅传感器数据手册
4. 学习Makefile编写
5. 探索交叉编译(在Ubuntu上编译树莓派程序)

这样你就完成了从零开始的无屏幕树莓派4B C语言开发环境搭建！

五、第一个C程序

1. 创建项目目录

mkdir ~/projects && cd ~/projects

2. 编写Hello World

vim hello.c

输入以下内容：

#include <stdio.h>int main() {printf("Hello Raspberry Pi!\n");return 0;
}

3. 编译与运行

gcc hello.c -o hello  # 编译
./hello               # 运行

---

六、GPIO控制开发（以LED为例）

1. 安装硬件控制库

sudo apt install -y wiringpi  # 传统库
# 或使用新库（推荐）：
git clone https://github.com/WiringPi/WiringPi
cd WiringPi && ./build

2. 硬件连接

• LED正极 → GPIO17（物理引脚11）
• LED负极 → GND（物理引脚9）
• 串联220Ω电阻

3. 编写控制程序

// blink.c
#include <wiringPi.h>#define LED_PIN 0  // wiringPi编号模式（对应GPIO17）int main() {wiringPiSetup();pinMode(LED_PIN, OUTPUT);while(1) {digitalWrite(LED_PIN, HIGH);delay(1000);digitalWrite(LED_PIN, LOW);delay(1000);}return 0;
}

4. 编译运行

gcc blink.c -o blink -lwiringPi  # 链接库
sudo ./blink  # 需要root权限操作GPIO

---

七、进阶开发配置

1. 启用硬件PWM（以控制舵机为例）

#include <wiringPi.h>
#include <softPwm.h>int main() {wiringPiSetup();softPwmCreate(1, 0, 200);  // 引脚1，初始占空比0，范围200while(1) {softPwmWrite(1, 15);  // 15/200 = 7.5% → 舵机中位delay(2000);softPwmWrite(1, 25);  // 12.5% → 右转delay(2000);}return 0;
}

2. 使用Makefile

创建Makefile：

CC = gcc
CFLAGS = -Wall -Wextra
LDFLAGS = -lwiringPiTARGET = blinkall: $(TARGET)$(TARGET): $(TARGET).c$(CC) $(CFLAGS) -o $@ $< $(LDFLAGS)clean:rm -f $(TARGET)

---

八、调试技巧

1. GDB调试：

gcc -g program.c -o program
gdb ./program

1. GPIO状态检查：

gpio readall  # 查看所有GPIO状态

1. 系统监控：

top           # 查看CPU使用
vcgencmd measure_temp  # 查看温度

---

九、常见问题排查

1. SSH连接失败：

• • 确认IP地址正确
  • 检查/boot/ssh文件是否存在
  • 使用ping <IP>测试网络连通性

1. GPIO无响应：

• • 检查接线是否正确
  • 确认使用sudo运行程序
  • 验证GPIO编号模式（wiringPi使用自身编号）

1. 编译错误：

• • 确认安装了所有依赖库
  • 检查-l参数后的库名称拼写
  • 使用ldconfig -p | grep wiringPi验证库安装

---

十、推荐学习路径

1. 掌握Linux基础命令（ls, cd, grep等）
2. 学习C语言指针和内存管理
3. 研究树莓派官方文档
4. 尝试传感器集成（温湿度/DHT11）
5. 探索多线程编程（pthread库）

建议从简单的GPIO控制开始，逐步过渡到I2C/SPI设备通信，最后尝试结合网络编程开发物联网项目。