NanoPi NEO Plus2/zh

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English

介绍

概览
正面
背面
  • NanoPi NEO Plus2是友善电子团队推出的又一款小巧ARM计算机,它采用全志64位四核A53处理器H5,内置六核Mali450 GPU,集成1GB DDR3内存,标配 8GB eMMC高速闪存。
  • NanoPi NEO Plus2依然小巧精致,尽管尺寸仅有40x52mm,却板载了AP6212A WiFi蓝牙模块,以及千兆以太网接口,板子引出了双路标准USB接口,支持从MicroSD卡启动运行系统。
  • NanoPi NEO Plus2采用了专业的电源系统设计,采用6层板布线,具有良好的散热特性。适合对体积要求高,数据传输量大,数据传输速度快,和更高计算性能的物联网应用。

资源特性

  • CPU:Allwinner H5,Quad-core 64-bit high-performance Cortex A53
  • DDR3 RAM :1GB
  • Storage:8GB eMMC
  • Network:10/100/1000M以太网口,采用RTL8211E-VB-CG传输芯片
  • WiFi:802.11b/g/n
  • Bluetooth:4.0 dual mode
  • MicroSD Slot:1个,支持启动和储存系统
  • 音频输入和输出: 5Pin, 2.0mm间距单排针
  • MicroUSB:供电功能
  • Debug Serial:4Pin,2.54mm间距单排针
  • GPIO1:24Pin,2.51mm间距双排针,含UART、SPI、I2C、IO 等管脚资源
  • GPIO2:12Pin,2.54mm间距单排针,含USB、红外接收、I2S、IO等管脚资源
  • PCB Size:40 x 52mm
  • PCB Layer:6层
  • Power Supply:DC 5V/2A

接口布局和尺寸

接口布局

NanoPi NEO Plus2接口布局
pinout
  • GPIO管脚定义
Pin# Name Linux gpio Pin# Name Linux gpio
1 SYS_3.3V 2 VDD_5V
3 I2C0_SDA / GPIOA12 12 4 VDD_5V
5 I2C0_SCL / GPIOA11 11 6 GND
7 GPIOG11 203 8 UART1_TX / GPIOG6 198
9 GND 10 UART1_RX / GPIOG7 199
11 UART2_TX / GPIOA0 0 12 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 NEO Plus2
Pin# Name Description
1 VDD_5V 5V Power Out
2 USB-DP1 USB1 DP Signal
3 USB-DM1 USB1 DM Signal
4 USB-DP2 USB2 DP Signal
5 USB-DM2 USB2 DM Signal
6 GPIOL11 / IR-RX GPIOL11 or IR Receive
7 SPDIF-OUT / GPIOA17 GPIOA17 or SPDIF-OUT
8 PCM0_SYNC / I2S0_LRC I2S / PCM Sample Rate Clock/Sync
9 PCM0_CLK / I2S0_BCK I2S / PCM Sample Rate Clock
10 PCM0_DOUT / I2S0_SDOUT I2S / PCM Serial Data Output
11 PCM0_DIN / I2S0_SDIN I2S / PCM Serial Data Input
12 GND 0V
  • 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)
DBG_UART
Pin# Name
1 GND
2 VDD_5V
3 UART_TXD0 / GPIOA4
4 UART_RXD0 / GPIOA5 / PWM0
说明
  1. SYS_3.3V: 3.3V电源输出
  2. VDD_5V: 5V电源输入/输出。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-NEO-Plus2-1704-Schematic.pdf

机械尺寸

NanoPi-NEO-Plus2-1704-dimensions.png

详细尺寸:[Dimensions_NanoPi-NEO-Plus2-1704]

快速入门

准备工作

要开启你的NanoPi NEO Plus2新玩具,请先准备好以下硬件

  • NanoPi NEO 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 NEO 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-neo-plus2_ubuntu-core-xenial_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统固件,使用Linux-4.x内核
nanopi-neo-plus2_debian-nas-jessie_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip NAS系统固件,使用Linux-4.x内核,配合1-bay NAS Dock使用
nanopi-neo-plus2_ubuntu-oled_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip OLED系统固件,使用Linux-4.x内核,配合NanoHat OLED使用
nanopi-neo-plus2_eflasher_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip eflasher系统固件,使用Linux-4.x内核
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Ubuntu-Core系统固件和烧写工具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。

  • 当制作完成TF卡后,拔出TF卡插入Air的BOOT卡槽,上电启动(注意,这里需要5V/2A的供电),你可以看到绿灯常亮以及蓝灯闪烁,这时你已经成功启动Ubuntu-Core系统。

注意: Debian/Ubuntu系列的ROM都可以使用上述方法制作TF系统启动卡。

烧写系统到eMMC

  • 将eflasher系统固件和烧写工具win32diskimager.rar分别解压,在Windows下插入TF卡(限8G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。

  • 当制作完成TF卡后,从PC上拔出TF卡然后插入NEO Plus2的BOOT卡槽,上电启动(注意,这里需要5V/2A的供电),你可以看到绿灯常亮以及蓝灯闪烁,这时你已经成功启动eflasher系统。
  • 在命令行终端中通过执行下列命令进行烧写:
$ su root
$ eflasher

root用户的密码是fa,输入数字并回车选择想要安装到eMMC的系统,然后输入yes并回车确定开始烧写:
eflasher-console-neo-plus2
等待烧写完毕后,断电并从BOOT卡槽中取出TF卡,此时再上电就会从eMMC启动系统了。

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NEO Plus2进行操作。以下是串口配件的接法,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NEO Plus2的MicroUSB口进行供电:

PSU-ONECOM-NEO_Plus2
也可以使用USB转串口模块调试,请注意需要使用5V/2A电源从NanoPi NEO Plus2的MicroUSB口给NEO Plus2供电:
USB2UART-NEO-Plus2

  • Ubuntu-Core默认帐户:

普通用户:

   用户名: pi
   密码: pi

root用户:

   用户名: root
   密码: fa

neo-plus2-login
默认会以 pi 用户自动登录,你可以使用 sudo npi-config 命令取消自动登录。

  • 更新软件包:
$ sudo apt-get update

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

使用npi-config配置系统

npi-config是一个命令行下的系统配置工具,可以对系统进行一些初始化的配置,可配置的项目包括:用户密码、系统语言、时区、Hostname、SSH开关、自动登录选项、硬件接口(Serial/I2C/SPI/PWM/I2S)使能等,在命令行执行以下命令即可进入:

$ sudo npi-config

npi-config的显示界面如下:
npi-config

连接有线网络

NEO 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

NEO Plus2使用无线网络或者蓝牙的时候,需要接上天线使用。以下是NEO Plus2连接使用IPX天线的图片。
NanoPi-NEO-Plus2-IPX
Ubuntu 使用 NetworkManager 工具来管理网络,其在命令行下对应的命令是 nmcli,要连接WiFi,相关的命令如下:

  • 查看网络设备列表
$ sudo nmcli dev

注意,如果列出的设备状态是 unmanaged 的,说明网络设备不受NetworkManager管理,你需要清空 /etc/network/interfaces下的网络设置,然后重启.

  • 开启WiFi
$ sudo nmcli r wifi on
  • 扫描附近的 WiFi 热点
$ sudo nmcli dev wifi
  • 连接到指定的 WiFi 热点
$ sudo nmcli dev wifi connect "SSID" password "PASSWORD"

请将 SSID和 PASSWORD 替换成实际的 WiFi名称和密码。
连接成功后,下次开机,WiFi 也会自动连接。

更详细的NetworkManager使用指南可参考这篇文章: NetworkManager

SSH登录

NEO 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NEO Plus2。假设通过路由器查看到NEO 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NEO Plus2:

$ ssh root@192.168.1.230

密码为fa。

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
$ 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NEO 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

播放和录制音频

NEO Plus2只提供了音频硬件接口(2.0mm 5pin 排针),引脚的定义如下:

Pin# Name Description
1 MICIN1P Microphone Positive Input
2 MICIN1N Microphone Negative Input
3 LINEOUTR LINE-OUT Right Channel Output
4 GND
5 LINEOUTL LINE-OUT Left Channel Output

用户需自行转接音频设备,参考下图:
耳麦标注
只有在已外接音频设备的前提下,才可以进行下列步骤测试播放和录制音频。
查看系统里的声卡设备:

$ aplay -l
**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 0: Codec [H3 Audio Codec], device 0: CDC PCM Codec-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0

全志H5和H3这两款CPU内部都自带了同一个codec设备,在主线内核中被命名为[H3 Audio Codec]。

播放音频:

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

录制音频:

$ arecord -f cd -d 5 test.wav

通过WiringNP测试GPIO

wiringPi库最早是由Gordon Henderson所编写并维护的一个用C语言写成的类库,除了GPIO库,还包括了I2C库、SPI库、UART库和软件PWM库等,由于wiringPi的API函数和arduino非常相似,这也使得它广受欢迎。 wiringPi库除了提供wiringPi类库及其头文件外,还提供了一个命令行工具gpio:可以用来设置和读写GPIO管脚,以方便在Shell脚本中控制GPIO管脚。
Ubuntu-Core系统中集成了这个工具以便客户测试GPIO管脚。详细信息请参看 WiringNP

如何编译Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统

使用开源社区主线BSP

NEO Plus2现已支持使用64位Linux内核,并使用64位Ubuntu Core 16.04,关于H5芯片系列开发板使用主线U-boot和Linux-4.x.y的方法,请参考维基:Mainline U-boot & Linux

使用扩展配件及编程示例

使用1-bay NAS Dock DIY自已的NAS服务器

1-bay NAS Dock是一个用于搭建迷你、小巧的桌上型NAS(Network Attached Storage:网络附属存储)设备的扩展底板,它采用了高速稳定的专业级USB 3.0 to SATA转换芯片(JSM568), 可直接安装使用2.5寸小硬盘,并采用TI公司DC-DC芯片实现稳定可靠的12V-5V电源转换,支持板载RTC时钟备份电池;我们还基于最新主线内核Linux-4.11和Debian-Jessie 为其移植了开源NAS软件系统OpenMediaVault,另外配上我们专门为其定制的精致喷砂金属铝外壳,就能够快速的搭建属于你的专用数据存储服务器,详见:1-bay NAS Dock v1.2 for NanoPi NEO/NEO2
步骤(4)

使用Python编程操作NanoHat OLED扩展板

NanoHat OLED是一款精致小巧的单色OLED显示屏,带3个按键,我们不仅提供了源代码级驱动,而且为您展现了一个简单实用的Shell界面, 通过它你可以查看系统时间,系统运行状态,以及关机等操作;你还可以下载所有源代码自行修改编译,设计自己喜欢的界面; 配上我们专门为其定制的全金属铝外壳,相信你一定会爱不释手!详见:NanoHat OLED
NanoHat OLED_nanopi_NEO

使用Python编程控制NanoHat Motor 电机驱动模块

该模块可驱动四个5V PWM舵机模块和四个12V直流电机或者两个12V四线步进电机,详见:NanoHat Motor
NanoHat Motor_nanopi_NEO

使用NanoHat PCM5102A 数字音频解码模块

NanoHat PCM5102A采用了TI公司专业的立体声DAC音频芯片PCM5102A,为您提供数字音频信号完美还原的音乐盛宴, 详见:NanoHat PCM5102A
Matrix - NanoHat PCM5102A_nanopi_NEO

完全兼容的Arduino的UNO Dock扩展板

UNO Dock本身就是一个Arduino UNO,你可以使用Arduino IDE开发下载运行所有Arduino工程项目;它还是NanoPi NEO的扩展坞,不仅为其提供稳定可靠的电源输入,还可以使用Python编程控制Arduino配件,借助强大的Ubuntu生态系统,快速把你的Arduino项目送上云端,详见:UNO Dock for NanoPi NEO v1.0
Matrix-UNO_Dock_NEO

Power Dock 高效的电源转换模块

Power Dock for NanoPi NEO是一个高效的电源转换模块,能为用电设备提供稳定可靠的供电, 详见:Power Dock for NanoPi NEO
Power Dock for NanoPi NEO_nanopi_NEO

NanoHat Proto 可堆叠的面包板模块

NanoHat Proto是一个功能高度自由的模块, 板载EEPROM,详见:NanoHat Proto
Matrix - NanoHat Proto_nanopi_NEO

Matrix - 2'8 SPI Key TFT显示模块

Matrix-2'8_SPI_Key_TFT模块是一款2.8英寸的TFT 触摸LCD,模块采用ST7789S驱动IC和XPT2046电阻式触摸IC,屏幕分辨率为240*320,采用SPI控制接口,模块还包含3个独立按键,可根据需要自定义功能。详见:Matrix - 2'8 SPI Key TFT
File:Matrix-2'8_SPI_Key_TFT-1706

3D 打印外壳

资源链接

手册原理图等开发资料