深度体验树莓派3：实操用Python驱动超声测距模块 - 全文

　　作为一个狂热的电子爱好者，从树莓派发布第一版开始，我就入手捣腾，搭建各种使用场景。其丰富的接口，足够的性能让我可以将其应用在各种不同的领域。如家庭自动化、超级电脑、NAS服务器还有搭建梯子等。

　　在今年年初，乘树莓派基金会成立4周年之际，他们推出了最新一代的 Raspberry Pi 3。根据官方介绍，作为树莓派系列首款搭载64位处理器的产品，依然维持着一贯以来35美金的售价。

　　近来，我从树莓派经销商e络盟手里拿到了一个Raspberry Pi 3 Modle B。为了带领深入了解这款产品，特意做了一个深度评测。

　　在正式开始评测之前，我们先对新版的树莓派来个初步的了解：

　　

　　首先，这是Raspberry Pi系列产品采用了博通BCM2837 1.2GHz四核处理器、1GB RAM和VideoCore IV GPU，首次搭配的64位ARM Cortex-A53处理器性能比二代产品（32位Cortex-A7，900MHz）提升了60%之多。另外，GPU的规格也从250MHz上升至400MHz，RAM 也扩大到1GHz。其进步可以说非常明显。

　　其次，内建的802.11.n WLAN和蓝牙4.1（含BLE）让Raspberry Pi在物联网时代有了更大的应用和发展空间。

　　再次，Raspberry Pi 3还保留了二代产品的常规接口，四个USB接口，MicroSD卡槽，一个HDMI接口和以太网接口，但略有遗憾的是，Raspberry Pi 3依然没有提供对ZigBee的支持，这让Raspberry Pi 3在物联网领域的应用受到了一些限制。

　　最后，Raspberry Pi 3可以兼容Windows10 IoT Core OS物联网操作系统，以及Ubuntu在内的多个Linux发行版本。

　　详细参数如下：

　　●处理器：1.2GHz 64位元四核心ARMv8

　　●无线网路：802.11n Wi-Fi、Bluetooth 4.1 （含Bluetooth Low Energy， BLE）

　　●GPU：VideoCore IV 3D （2代为250MHz，3代高达400MHz）

　　●有线网路：10M/100M Ethernet （SMSC LAN9514-JZX芯片）

　　●周边连接：4组USB 2.0接口（SMSC LAN9514-JZX芯片）

　　●扩充介面：GPIO埠：40pin

　　●视讯输出：HDMI 1.4接口（数字端子）、3.5mm孔（AV端子）

　　●内存：1GB LPDDR2 （Elpida B8132B4PB-8D-F LPDDR2 400）

　　●摄像头接口：支援CSI （ Camera Serial Interface）协议的摄像头

　　●显示器接口：支援DSI （Display Serial Interface）协议的显示器

　　●卡槽：支援microSD记忆卡（push-pull设计）

　　●供电方式：以microUSB供电（最大瓦数4W）

　　●面积大小：85.6mm x 56.5mm

　　●整机重量：45g

　　好啦，我们来开始评测：

　　第一步：开箱

　　这是一个必不可少的程序。收到了e络盟的快递以后，我迫不及待的拆开了包装。迎面而来的依然是熟悉的配方、熟悉的味道。

　　来一幅盒子正面照：

　　

　　正面，简洁的配置。除了标明了logo和版本以外，还在右上角标明了制造和经销商e络盟。值得注意的是在左右下方分别标明了WIFI和蓝牙。强调其对这两种无线连接的支持。

　　在物联网时代，为了帮助更多开发者便捷的搭建相关产品，这两种无线连接是必不可少的。但遗憾的是没看到对Zigbee的支持。但按照树莓派创始人兼首席执行官Eben Upton的说法，他认为物联网的未来是蓝牙，而不是Zigbee的。

　　但就目前来说，我还是不是很赞同这种观点，在组网方面，Zigbee还是有着其独特的优势。至于树莓派是否会在后续的版本里面添加Zigbee功能，我们暂且按下不表。

　　我们继续看一下盒子反面：

　　

　　除了用不同语言标明这是Raspberry Pi 3 Model B以外，同样还特意强调了对WIFI和蓝牙的支持。另外还对树莓派做了一个简单介绍。

　　在看了外壳以后，我们是时候去看一下板子的庐山真面目了：

　　第二步：一探庐山真面目

　　打开了包装盒以后，迫不及待拿出了板子和说明书如下图所示：

　　

　　

　　一块板子，一个安全指南，一个快速入手指南，就是所有的东西。没有任何线缆。如果我们想玩这个东西，最低配置都得配一个显示器，一个电源，一个键盘，一条HDMI线。

　　不过两百多块钱，相当于买了一个电脑主机，还要啥自行车。

　　我们来看一下板子的细节：

　　

　　再看一下树莓派的反面：

　　

　　中间有一个尔必达的闪存。

　　看了主板以后，我们对接口来几个特写：

　　LAN和USB接口

　　

　　HDMI、3.5mm音频输出接口、HDMI接口和Micro USB接口

　　

　　总结：

　　总体来说，在性能的增强和对WIFI等无线的支持，使得以前很多需要通过Dongle实现的功能，现在可以方面的实现。

　　另外从造工方面，从各种元器件和接口的焊接来看，从焊点上观察， Raspberry Pi 3 Model B保持了一贯的水准，对比于很多班子来说，还是很有诚意的。

　　还有，在新版本加入了BCM43438，这是一个复合式芯片，含有Wi-Fi 802.11 b/g/n（2.4GHz）与蓝牙4.1功能。因为是独立芯片，不会与USB和以太网那端（SMSC LAN9514）抢频宽。

　　不过需要注意一下，和以往的版本相比，虽然GPIO仍相容，但连接的UART改了，原本内建的硬件UART改由蓝牙芯片使用，而GPIO脚位14与15则也改成mini-uart port，这也应该值得注意。

　　再者，若是新的内存卡，请到官方网站下载新版Raspbian，才能支持树莓派 3。

　　第三步：实际使用

　　我用树莓派3做了一个“用Python驱动HC_SR04超声测距模块”的体验：

　　树莓派一直以来是兼容最多拓展模块的神器，HC_SR04是普遍常用的超声测距模块。HC-SR04超声波测距模块可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到3mm；模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。

　　基本工作原理：

　　（1）采用IO口TRIG触发测距，给最少10us的高电平。

　　（2）模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；

　　（3）有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=（高电平时间*声速（340M/S））/2。

　　

　　连接方式：

　　树莓派3的第2只脚为5V，与超声波模块VCC连接，为其供电。

　　树莓派3的第39只脚为GND，与超声波模块GND连接，共地。

　　树莓派3的第3只脚为GPIO2，与超声波模块Trig连接，接受数据。

　　树莓派3的第5只脚为GPIO3，与超声波模块Echo连接，发送数据。

　　

　　树莓派3上电开机，在终端输入“nano hc_sr04”。

　　

　　用Python写一段驱动HC_SR04超声模块测距的程序。

　　

　　写完后，键盘上摁“Ctrl+O”保存。

　　

　　再摁键盘上的回车，出现hc_sr04程序（双击可打开修改），之后键盘上摁“Ctrl+C”回到终端界面。

　　

　　终端输入“python hc_sr04”，执行程序。

　　

　　测试图。

　　双击hc_sr04程序，即可对其修改和调试。

　　树莓派3的GPIO扩展，用python程序控制HC-SR04超声波测距模块，连接方便，操作简单，非常适合新手入门学习和进阶开发，而且全面向下兼容所以树莓派扩展配件，真可谓实力不俗，期待日后的发现。

　　希望这次的体验能给大家一些启发。