《树莓派应用开发》课程 第07章-树莓派软件开发应用

第一季度工作报告XXXXXX公司名称LOGO站长之家PPT模板树莓派应用开发第七章树莓派软件开发应用7.1开源的OpenJDK和tomcat7.2CMake编译工具7.3C语言7.4Python语言7.5PyCharm7.6Arduino

开源的OpenJDKJava是用于构建各种应用程序和系统的最流行的编程语言之一Java有两种不同的实现，OracleJava和OpenJDKOracleJava具有其他一些商业功能，并且许可仅允许非商业用途。OpenJDK是Java平台的开源实现

开源的OpenJDK在LX终端中运行以下命令可以安装最新版本的OpenJDK，目前OpenJDK17是最新版本：sudoaptinstalldefault-jdk安装default-jdk时

，软件包default-jdk、default-jdk-headless、default-jre、openjdk-11-jdk、openjdk-11-jre也将被同步安装。安装完成后，可以通过以下命令验证Java版本：java-version

开源的OpenJDK多个Java版本共存于树莓派系统不会发生冲突，多版本共存时可以根据实际需要设置默认的版本，例如，如果需要用到目前依然被广泛使用Java8

版本。可以使用以下安装命令：sudoaptinstallopenjdk-8-jdk安装结束后，检查默认的Java版本：java-version如果需要修改默认的Java版本，可以使用update-alternatives命令：

sudoupdate-alternatives--configjava

开源的OpenJDK如果安装了多个JDK版本，需要设置JAVA_HOME和JRE_HOME环境变量，编辑/etc/environment文件：sudonano/etc/environment假设要将JAVA_HOME设置为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"上面这两个路径就是使用update-alternatives命令所输出的路径。

然后运行命令使设置生效：source/etc/environment如果需要卸载default-jdk软件包，运行命令是：sudoaptremovedefault-jdk

开源的tomcatTomcat是一款非常常见的一款WEB服务软件，是由APACHE标准和基金会发行的一个项目。Tomcat是由APACHE，SUN公司等共同开发的一款免费的开源软件。Tomcat的设计结构先进并且运行稳定高效，所以经常被用于JAVA的WEB开发。安装和配置OpenJDK结束后，就可以安装Tomcat服务并配置运行环境了。

开源的tomcat首先下载和安装tomcat，打开LX终端依次输入以下命令：sudowget/dist/tomcat/tomcat-9/v9.0.69/bin/apache-tomcat-9.0.69.tar.gz

下载tomcat压缩包

sudotarzxvfapache-tomcat-9.0.69.tar.gz解压tomcat压缩包

开源的tomcat然后设置TOMCAT和JAVA的环境变量。为Tomcat添加Java环境变量JAVA_HOME和JRE_HOME，Tomcat的bin目录下面的setclasspath.sh文件会用到这两个变量，在LX终端使用nano编辑器打开用户主目录下的.bash_profile：sudonano~/.bash_profile在.bash_profile文件中添加如下内容，Java路径需要根据实际的安装路径修改：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。

开源的tomcat接着修改用户目录下/apache-tomcat-9.0.69/webapps

的访问权限，webapps目录下存放java网站文件：(1)修改apache-tomcat-9.0.69目录的访问权限：chmod777~/apache-tomcat-9.0.69/(2)仅修改webapps目录的访问权限：chmod777~/apache-tomcat-9.0.69/webapps(3)或者，修改webapps目录及其子目录的访问权限：chmod-R777~/apache-tomcat-9.0.69/webapps完成以上安装和环境配置后重启树莓派

开源的tomcat开机后进入tomcat目录并启动tomcat的命令如下：

cd~/apache-tomcat-9.0.69/bin进入tomcat目录

sudo./startup.sh启动tomcat

在需要退出tomcat的时候，可以使用

关闭tomcat的命令：sudo./shutdown.sh关闭tomcat

开源的tomcat最后通过浏览器访问:8080来打开TOMCAT网页并且会显示ITWORKS等英文字样，就表示TOMCAT已经安装并且配置成功了

CMake编译工具CMake是一个跨平台的安装（编译）工具，可以用简单的语句来描述所有平台的安装（编译）过程。CMake能够输出各种各样的makefile文件或者project文件，能测试编译器所支持的C++特性。CMake的组态档取名为CMakeLists.txt。Cmake并不直接建构出最终的软件，而是产生标准的建构档例，然后再依一般的建构方式使用。

CMake编译工具首先安装CMake，在LX终端输入下面的命令：sudoapt-getinstall-ycmake检查CMake版本的命令：cmake--version然后测试CMake，创建一个新的目录，用来保存项目文件：mkdirhelloworld&&cdhelloworld

CMake编译工具创建文件main.c：sudonanomain.c编辑main.c文件，添加以下C语言代码：#include<stdio.h>intmain(){

printf("Helloworld\n");

return0;}保存退出

CMake编译工具创建CMake配置文件CMakeLists.txt：sudonanoCMakeLists.txt编辑CMakeLists.txt文件，添加下面的内容：cmake_minimum_required(VERSION3.0)project(helloC)add_executable(hellomain.c)保存并关闭CMakeLists.txt文件。

CMake编译工具建议创建单独的目录build来保存CMake生成的项目文件，命令如下：sudomkdirbuild&&cdbuild以helloworld为例，CMake生成的项目的文件结构类似于：

helloworld/build/CMakeLists.txtmain.c在构建目录中运行cmake命令，使用位于父目录中的CMakeLists.txt文件生成构建文件。默认情况下，CMake将为原生构建系统生成构建文件。在我们的例子中是makefile。sudocmake..

CMake编译工具命令运行结束后，使用ls命令查看目录会显示下面的文件：CMakeCache.txt

CMakeFiles

cmake_install.cmake

Makefile我们看到Makefile文件已生成，就可以在构建目录中执行make命令

：sudomake在构建目录中执行编译好的hello程序

：./hello返回信息如下：Helloworld

C语言C语言是一门面向过程的计算机编程语言。C语言描述问题比汇编语言迅速、工作量小、可读性好、易于调试、修改和移植，而代码质量与汇编语言相当。C语言的普适较强，在许多计算机操作系统中都能够得到适用，且效率显著。C语言是一种结构化语言，有着清晰的层次，可按照模块的方式对程序进行编写。

C语言GCC是以GPL许可证所发行的自由软件，也是GNU计划的关键部分。GCC支持多种计算机体系结构芯片，如x86、ARM、MIPS等，并已被移植到其他多种硬件平台。GCC原名为GNUC语言编译器（GNUCCompiler），只能处理C语言。很快扩展为可处理C++，后来又扩展为能够支持更多编程语言。在使用GCC编译器的时候，必须给出一系列必要的调用参数和文件名称。

C语言GCC编译器的调用参数大约有100多个，其中最基本、最常用的参数如下：GCC基本的用法∶gcc[选项或参数][文件名]

C语言首先安装C语言调试器gdb，在LX终端运行命令：sudoapt-getinstallgdb使用的编译器是树莓派系统自带的gcc或g++编译器。然后依次执行下面的命令调试c++程序。cd~sudomkdirtestc&&cdtestc#新建目录testc并进入目录sudovimtest.c

C语言在新建的test.c文件中输入C语言代码：#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编辑test.c，按下esc键然后输入：wq!

回车，保存文件后退出。

C语言

C语言保存并关闭test.c文件，在LX终端使用ls命令查看testc目录下面会生成了一个test.c的文件，使用gcc编译test.c的命令如下：

sudogcctest.c-otest1再次在LX终端使用ls命令查看testc目录下面会生成的test1文件，运行生成的test1文件，执行命令：./test1test1运行后的输出结果为：55/nHelloworld,RaspberryPi

C语言

Python语言默认情况下，树莓派操作系统内自带最新版本的python

语言使用环境，我们可以直接使用python

语言。

树莓派内置了一个传感器，可以用来获取树莓派的CPU温度。在本节，我们使用python语言来获取CPU温度、内存使用情况、磁盘（MicroSD卡）使用情况和本机IP地址信息显示出来。

Python语言使用nano编辑器或者Vim编辑器，例如使用nano编辑器编辑getinfo.py

的命令sudonanogetinfo.py

，或者直接从树莓派开始菜单里直接找到并打开python语言

默认编辑环境，然后输入以下python代码：

python代码如下：【代码请参考教材】

Python语言保存为getinfo.py退出后，我们在LX终端里使用命令行运行：pythongetinfo.py运行结果：

PyCharmPyCharm是一种PythonIDE。带有一整套可以帮助用户在使用Python语言开发时提高其效率的工具。提供了一些高级功能，可以用于支持Django框架下的专业Web开发。运行PyCharm需要Java环境支持，如果树莓派上还没有安装过JDK或JRE，需要提前安装。

PyCharm使用树莓派浏览器前往JetBrains官网下载Linux部分的PyCharm社区版，网址为/pycharm/download/#section=linux

PyCharm将文件下载到树莓派的/home/pi目录，或者使用其他电脑下载后上传到树莓派的/home/pi目录。命令中的文件名以实际下载的版本为准，我们使用的是pycharm-community-2022.1.tar.gz：cd/home/pi#获取文件后保存的目录ls#检查是否存在该文件并检查文件名

使用解压命令解压文件：sudotar-zxvfpycharm-community-2022.1.tar.gz解压完毕，运行pycharm：cdpycharm-community-2022.1/bin./pycharm.sh

如果PyCharm不能正常运行，可以根据PyCharm的安装版本，选择合适的JAVA版本。

PyCharm正常情况下，首次运行PyCharm后会出现JETBRAINSCOMMUNITYEDITIONTERMS窗口，在窗口下方的IconfirmthatIhavereadandacceptthetermsofthisUserAdreement前面的复选框选中，单击Continue按钮

PyCharm接着会出现DATASHARING窗口

PyCharm单击Don’tSend按钮，闪过登录窗口后，出现WelcometoPyCharm窗口

PyCharm为方便使用PyCharm，可以添加快捷方式到树莓派的启动器和桌面。在启动器中添加图标，编辑pycharm.desktop文件：sudonano/usr/share/applications/pycharm.desktop在pycharm.desktop文件中输入以下内容：[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，就会在树莓派菜单中找到PyCharm的菜单图标和菜单项

PyCharm在树莓派桌面上添加图标，编辑pycharm.desktop文件：sudonano~/Desktop/pycharm.desktop在pycharm.desktop文件输入以下内容：[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，就会在树莓派的桌面上看到PyCharm图标从树莓派菜单或者桌面上任选其一运行PyCharm，可以开始Python的编程了。

ArduinoArduino是一个开源的硬件开发平台，能够用来感应和控制现实物理世界，由一个基于单片机并且开放源码的硬件平台和ArduinoIDE开发环境组成。Arduino可以用来开发交互产品，比如它可以读取大量的开关和传感器信号，并且可以控制各式各样的电灯、电机和其他物理设备。Arduino项目可以是单独的，也可以在运行时和PC电脑或者树莓派进行通讯。ArduinoIDE可以在Windows、MacintoshOS(MacOS)、Linux三大主流操作系统上运行，开源的IDE可以到官方网站免费下载。在树莓派上安装ArduinoIDE进行Arduino开发,一般要经过安装ArduinoIDE、连接Arduino开发板、编译测试这三个阶段。

安装ArduinoIDE首先安装ArduinoIDE开发环境，在LX终端输入以下命令进行安装：sudoapt-getinstallarduino若安装出现问题，可以使用以下命令修复后再次运行安装命令：sudoapt-getupdate--fix-missing

安装ArduinoIDE安装完成之后树莓派的开始菜单中会出现ArduinoIDE的菜单项

，单击ArduinoIDE菜单项

连接Arduino开发板1、通过USB数据线将Arduino开发板通过USB接口跟树莓派连接起来，同Arduino连接PC类似。因树莓派USB接口限流，将Arduino开发板的供电接口同时外接9-12V的电源适配器供电效果会更好。2、配置通信端口：从ArduinoIDE主菜单中依次选择：工具->端口：/dev/ttyxxx->选择/dev/ttyACM0（ArduinoUno），常用的Arduino开发板一般会自动选择

连接Arduino开发板

编译测试从ArduinoIDE主菜单中依次选择：文件->示例->01.Basics->Blink，Blink示例出现如下代码：//thesetupfunctionrunsoncewhenyoupressresetorpowertheboardvoidsetup(){//initializedigitalpinLED_BUILTINas