NanoPi M1 Plus2/zh

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介绍

  • NanoPi M1 Plus2(以下简称M1 Plus2)是友善之臂团队面向创客、嵌入式爱好者,电子艺术家、发烧友等群体推出的又一款完全开源的掌上创客神器。

资源特性

接口布局和尺寸

接口布局

File:NanoPI-M1-Plus2-layout.jpg
NanoPi M1 Plus2接口布局
  • GPIO管脚定义
Pin# Name Linux gpio Pin# Name Linux gpio
1 SYS_3.3V 2 VDD_5V
3 I2C0_SDA 4 VDD_5V
5 I2C0_SCL 6 GND
7 GPIOG11 203 8 UART1_TX/GPIOG6 198
9 GND 10 UART1_RX/GPIOG7 199
11 UART2_TX/GPIOA0 0 12 PWM1/GPIOA6 6
13 UART2_RTS/GPIOA2 2 14 GND
15 UART2_CTS/GPIOA3 3 16 UART1_RTS/GPIOG8 200
17 SYS_3.3V 18 UART1_CTS/GPIOG9 201
19 SPI0_MOSI/GPIOC0 64 20 GND
21 SPI0_MISO/GPIOC1 65 22 UART2_RX/GPIOA1 1
23 SPI0_CLK/GPIOC2 66 24 SPI0_CS/GPIOC3 67
  • USB/Audio/IR 定义
NanoPI-M1-Plus2 NanoPI-M1-Plus2 V1.1/V1.2
Pin# Name Description Pin# Name Description
1 VDD_5V 5V Power Out 1 VDD_5V 5V Power Out
2 USB-DP1 USB1 DP Signal 2 USB-DP1 USB1 DP Signal
3 USB-DM1 USB1 DM Signal 3 USB-DM1 USB1 DM Signal
4 USB-DP2 USB2 DP Signal 4 USB-DP2 USB2 DP Signal
5 USB-DM2 USB2 DM Signal 5 USB-DM2 USB2 DM Signal
6 GPIOL11/IR-RX GPIOL11 or IR Receive 6 GPIOL11/IR-RX GPIOL11 or IR Receive
7 SPDIF-OUT/GPIOA17 GPIOA17 or SPDIF-OUT 7 SPDIF-OUT/GPIOA17 GPIOA17 or SPDIF-OUT
8 MICIN1P Microphone Positive Input 8 PCM0_SYNC/I2S0_LRC I2S/PCM Sample Rate Clock/Sync
9 MICIN1N Microphone Negative Input 9 PCM0_CLK/I2S0_BCK I2S/PCM Sample Rate Clock
10 LINEOUTR LINE-OUT Right Channel Output 10 PCM0_DOUT/I2S0_SDOUT I2S/PCM Serial Data Output
11 LINEOUTL LINE-OUT Left Channel Output 11 PCM0_DIN/I2S0_SDIN I2S/PCM Serial Data Input
12 GND 0V 12 GND 0V
  • V1.1/V1.2 Audio
Pin# Name Description
1 MICIN1P Microphone Positive Input
2 MICIN1N Microphone Negative Input
3 LINEOUTR LINE-OUT Right Channel Output
4 GND 0V
5 LINEOUTL LINE-OUT Left Channel Output
  • Debug Port(UART0)
Pin# Name
1 GND
2 VDD_5V
3 UART_TXD0
4 UART_RXD0
说明
  1. SYS_3.3V: 3.3V电源输出
  2. VDD_5V: 5V电源输入/输出。当电压大于MicroUSB时,向板子供电,否则板子从MicroUSB取电。输入范围:4.7~5.6V
  3. 全部信号引脚均为3.3V电平,输出电流为5mA,可以带动小负荷模块,io都不能带负载
  4. 更详细的信息请查看原理图:NanoPI-M1-Plus2-1606-Schematic.pdf

机械尺寸

File:NanoPI-M1-Plus2-1606-dimensions.png

详细尺寸:pcb的dxf文件

快速入门

准备工作

要开启你的NanoPi M1 Plus2新玩具,请先准备好以下硬件

  • NanoPi M1 Plus2主板
  • microSD卡/TF卡: Class10或以上的 8GB SDHC卡
  • 一个microUSB接口的外接电源,要求输出为5V/2A(可使用同规格的手机充电器)
  • 一台电脑,需要联网,建议使用Ubuntu 14.04 64位系统

经测试使用的TF卡

制作启动NanoPi M1 Plus2的TF卡时,建议Class10或以上的 8GB SDHC卡。以下是经友善之臂测试验证过的高速TF卡:

  • SanDisk闪迪 TF 8G Class10 Micro/SD 高速 TF卡:

SanDisk MicroSD 8G

  • SanDisk闪迪 TF128G 至尊高速MicroSDXC TF 128G Class10 48MB/S:

SanDisk MicroSD 128G

  • 川宇 8G手机内存卡 8GTF卡存储卡 C10高速class10 micro SD卡:

chuanyu MicroSD 8G

制作一张带运行系统的TF卡

下载系统固件

首先访问下载地址下载需要的固件文件(officail-ROMs目录)和烧写工具(tools目录):

使用以下固件:
nanopi-m1-plus2-core-qte-sd4g.img.zip Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统固件
烧写工具:
win32diskimager.rar Windows平台下的系统烧写工具,Linux平台下可以用dd命令烧写系统

制作Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统TF卡

将固件nanopi-m1-plus2-core-qte-sd4g.img.zip和烧写工具win32diskimager.rar分别解压,在Windows下插入TF卡(限4G及以上的卡),以管理员身份运行 win32diskimager 工具, 在win32diskimager工具的界面上,选择你的TF卡盘符,选择系统固件,点击 Write 按钮烧写即可。烧写完成后,将制作好TF卡插入NanoPi M1 Plus2,使用USB供电(5V/2A), NanoPi M1 Plus2会上电自动开机,看到板上的蓝色LED闪烁,这说明系统已经开始启动了。

Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统的使用

运行Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统

  • 如果您需要进行内核开发,你最好选购一个串口配件,连接了串口,则可以通过串口终端对NanoPi M1 Plus2进行操作。以下是串口的接法,接上串口,即可调试。接上串口后你可以选择从串口模块的DC口或者从M1 Plus2的MicroUSB口进行供电:

PSU-ONECOM-M1 Plus2

  • Ubuntu-Core的root和fa用户的默认密码都是两个字母fa。
  • 更新软件包:
$ apt-get update

连接有线网络

NanoPi M1 Plus2在加电开机前如果已正确的连接网线,则系统启动时会自动获取IP地址,如果没有连接网线、没有DHCP服务或是其它网络问题,则会导致获取IP地址失败,同时系统启动会因此等待约15~60秒的时间。 手动获取IP地址:

$ dhclient eth0

连接无线网络

用vi或在图形界面下用gedit编辑文件 /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf, 在文件末尾填入路由器信息如下所示:

network={
        ssid="YourWiFiESSID"
        psk="YourWiFiPassword"
}

其中,YourWiFiESSID和YourWiFiPassword请替换成你要连接的无线AP名称和密码。
保存退出后,执行以下命令即可连接WiFi:

$ ifdown wlan0
$ ifup wlan0

如果你的WiFi密码中有特殊字符,或者你不希望明文存放密码,你可以使用wpa_passphrase命令为WiFi密码生成一个密钥(psk),用密钥来代替密码 ,在命令行下,可输入以下命令生成密钥:

$ wpa_passphrase YourWiFiESSID

在提示输入密码时,输入你的WiFi密码,再打开 /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf 文件你会发现密钥已经被更新,你可以删除明文的密码了。

如果你想将AP6212 WiFi模块切换为AP模式,可以执行下列命令,根据提示完成配置即可:

$ turn-wifi-into-apmode yes
Enter wireless name [default: friendlyelec-wifiap]:
Enter password [default: 123456789]:
Configuration Saved!
 
Please connect your computer to the wireless network:
Wireless Name: friendlyelec-wifiap
     Password: 123456789
done.

退出AP模式:

$ turn-wifi-into-apmode no

SSH登录

M1 Plus2没有任何图形界面输出的接口,如果你没有串口模块,可以通过SSH协议登录M1 Plus2。假设通过路由器查看到M1 Plus2的IP地址为192.168.1.230,你可以在PC机上执行如下命令登录M1 Plus2:

$ ssh root@192.168.1.230

密码为fa。

扩展TF卡文件系统

第一次启动系统时,系统会自动扩展文件系统分区,请耐心等待,TF卡的容量越大,需要等待的时间越长,进入系统后执行下列命令查看文件系统分区大小:

$ df -h

查看CPU温度和频率

在串口终端执行如下命令,可以快速地获取CPU的当前温度和运行频率等信息:

$ cpu_freq

播放和录制音频

系统默认从3.5mm耳机座输出声音,想从HDMI输出需要修改文件系统上的配置文件/etc/asound.conf如下:

pcm.!default {
    type hw
    card 1
    device 0
}
 
ctl.!default {
    type hw
    card 1
}

card 0代表3.5mm耳机孔,card 1代表HDMI音频。设置完成后需要重启系统才能生效。
查看系统里的声卡设备:

$ aplay -l
**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 0: audiocodec [audiocodec], device 0: SUNXI-CODEC sun50iw2codec-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: sndhdmi [sndhdmi], device 0: SUNXI-HDMIAUDIO sndhdmi-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 2: sndspdif [sndspdif], device 0: SUNXI-SPDIF spdif-hifi-0 []

通过3.5mm耳机孔播放音频:

$ aplay /root/Music/test.wav -D plughw:0

通过3.5mm耳机孔录制音频:

$ arecord -f cd -d 5 test.wav

通过HDMI播放音频:

$ aplay /root/Music/test.wav -D plughw:1

连接USB WiFi

系统默认已经支持市面上众多常见的USB WiFi,想知道你的USB WiFi是否可用只需将其接在M1 Plus2上即可,已测试过的USB WiFi型号如下:

序号 型号
1 RTL8188CUS 802.11n WLAN Adapter
2 RT2070 Wireless Adapter
3 RT2870/RT3070 Wireless Adapter
4 RTL8192CU Wireless Adapter
5 NetGear, Inc. WG111v3 54 Mbps Wireless [realtek RTL8187B]

NanoPi M1 Plus2 上电启动并插入上USB WiFi后,通过串口登录到系统,敲入以下命令可以查看到系统是否识别到USB WiFi,如果出现“wlan0”,则证明USB WiFi已被识别到:

$ ifconfig -a

用vi或在图形界面下用gedit编辑文件 /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf, 在文件末尾填入路由器信息如下所示:

network={
        ssid="YourWiFiESSID"
        psk="YourWiFiPassword"
}

其中,YourWiFiESSID和YourWiFiPassword请替换成你要连接的无线AP名称和密码。
保存退出后,执行以下命令即可连接WiFi:

$ ifdown wlan0
$ ifup wlan0

如果你的WiFi密码中有特殊字符,或者你不希望明文存放密码,你可以使用wpa_passphrase命令为WiFi密码生成一个密钥(psk),用密钥来代替密码 ,在命令行下,可输入以下命令生成密钥:

$ wpa_passphrase YourWiFiESSID

在提示输入密码时,输入你的WiFi密码,再打开 /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf 文件你会发现密钥已经被更新,你可以删除明文的密码了。

连接USB摄像头模块(FA-CAM202)使用

USB camera
FA-CAM202是一款200万像素的USB摄像头模块,参考维基Matrix - USB_Camera(FA-CAM202) 启动系统,连接网络,以root用户登录终端并编译运行mjpg-streamer:

$ cd /root/mjpg-streamer
$ apt-get install libjpeg62-dev
$ make
$ ./start.sh

mjpg-streamer是一个开源的网络视频流服务器,在板子上成功运行mjpg-streamer后会打印下列信息:

 
 i: Using V4L2 device.: /dev/video0
 i: Desired Resolution: 1280 x 720
 i: Frames Per Second.: 30
 i: Format............: YUV
 i: JPEG Quality......: 90
 o: www-folder-path...: ./www/
 o: HTTP TCP port.....: 8080
 o: username:password.: disabled
 o: commands..........: enabled

假设M1 Plus2的IP地址为192.168.1.123,在PC的浏览器中输入 192.168.1.123:8080 就能浏览摄像头采集的画面了,效果如下:
mjpg-streamer-cam500a

如何编译Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统

准备工作

访问此处下载地址的sources/nanopi-h5-bsp目录,下载所有压缩文件,使用7-Zip工具解压后得到lichee目录,如下:

$ ls ./
$ lichee

也可以从github上克隆lichee源码:

$ git clone https://github.com/friendlyarm/h5_lichee.git lichee

注:lichee是全志为其CPU的板级支持包所起的项目名称,里面包含了U-boot,Linux等源码和众多的编译脚本。

安装交叉编译器

访问此处下载地址的toolchain目录,下载压缩包gcc-linaro-arm-4.6.3.tar.xz和gcc-linaro-aarch64.tar.xz。
其中gcc-linaro-arm-4.6.3.tar.xz用于编译U-boot,gcc-linaro-aarch64.tar.xz用于编译Linux内核。下载完成后,将它们拷贝到源码lichee/brandy/toochain/目录下即可。 后面编译U-boot或者Linux内核时,编译脚本会自动解压并使用这两个编译器进行编译。

编译lichee源码

编译全志 H5 的BSP源码包必须使用64bit的Linux PC系统,并安装下列软件包,下列操作均基于Ubuntu-14.04 LTS-64bit:

$ apt-get install gawk git gnupg flex bison gperf build-essential \
zip curl libc6-dev libncurses5-dev:i386 x11proto-core-dev \
libx11-dev:i386 libreadline6-dev:i386 libgl1-mesa-glx:i386 \
libgl1-mesa-dev g++-multilib mingw32 tofrodos \
python-markdown libxml2-utils xsltproc zlib1g-dev:i386

编译lichee源码包,执行命令:

$ cd lichee/fa_tools
$ ./build.sh -b nanopi-m1-plus2 -p linux -t all

该命令会一次性编译好U-boot、Linux内核和模块。
lichee目录里内置了交叉编译器,当进行源码编译时,会自动使用该内置的编译器,所以无需手动安装编译器。

下列命令可以更新TF卡上的U-boot:

$ cd lichee/fa_tools/
$ ./fuse.sh -d /dev/sdx -p linux -t u-boot

/dev/sdx请替换为实际的TF卡设备文件名。
内核boot.img和驱动模块均位于linux-3.10/output目录下,将boot.img拷贝到TF卡的boot分区的根目录即可更新内核。

编译U-boot

如果你想单独编译U-boot,可以执行命令:

$ cd lichee/fa_tools/
$ ./build.sh -b nanopi-m1-plus2 -p linux -t u-boot

编译Linux内核

如果你想单独编译Linux内核,可以执行命令:

$ cd lichee/fa_tools/
$ ./build.sh -b nanopi-m1-plus2 -p linux -t kernel

编译完成后内核boot.img和驱动模块均位于linux-3.10/output目录下,将boot.img拷贝到TF卡的boot分区的根目录即可。

清理lichee源码

$ cd lichee/fa_tools/
$ ./build.sh -b nanopi-m1-plus2 -p linux -t clean

3D 打印外壳

资源链接

手册原理图等开发资料

更新日志