香橙派(OrangePi)是一款国产开源的单板卡片电脑,可以运行 AndroidTV 10、Ubuntu 和 Debian 等操作系统。作为树莓派(RaspberryPi)的平替产品,香橙派的资料也非常多。同时作为国产产品,它的很多手册也对大多数初次接触 Linux 系统开发和英文水平不高的新手特别友好,很多手册资料都有具有中文版。虽然资料和社区资源非常丰富,但是因为大多数资料都比较零散,对刚入门的新手不够友好。所以结合自己玩 OrangePi ZERO 2 的经验,以及各个社群资料整理这篇新手教程。本教程是根据 OrangePi ZERO 2 编写的,是否适用于其他 OrangePi 还有待考究。
OrangePi ZERO 2
之所以选择这款 Linux 卡片式计算机,不仅仅是因为价格便宜(单板加上其他配件和外设基本 200 元内能搞定,绝对的口粮级 Linux-ARM 开发板),同时也是给任何想用技术来进行创作创新的人设计的开发板。作为树莓派 3B+ 的平替产品,CPU 内核都是 ARM Cortex-A53 内核,而全志 H616 在主频上比博通的 BCM 2837B0 略高一点。除了接口比树莓派少了一些之外,性能不比树莓派 3B+ 差,比起高出自身1.5倍价格的树莓派,OrangePi ZERO 2 是真的香。
OrangePi ZERO 2 单板、输出功率5V 2000mA
以上适配器、USB Type-C数据线、USB 转 TTL 模块(串口模块)、读卡器、TF卡(Micro SD 卡)、杜邦线。
5V 2000mA
适配器在一开始可能不需要,用电脑的 USB 3.0 接口就可以满足 OrangePi ZERO 2 的供电需求了,这个适配器主要是为后期玩一些外设、或者跑一些算法项目做准备的。
USB 转 TTL 模块(串口模块),主要用于一开始的串口访问 OrangePi ZERO 2。与树莓派一样,前期还未配置网络,只能通过串口(或者直接接上 HDMI ,用显示器访问)访问终端。市面的 USB 转 TTL 模块很多,USB 转 TTL 模块的常见芯片有 CH340 和 CP2102,这两种芯片都支持多种操作系统,如Windows、Mac和Linux,使用简单易懂,应用范围广泛。我测试了两种不同串口模块,性能基本一致,可以放心购买使用。我后面会使用相对便宜的 CH340 为主。
读卡器市面也非常多,不过也都是很成熟的产品,放心购买使用。TF 卡最小选择 8 GB 容量以上的、class 10 级以上的高速闪迪卡,使用其他品牌的 TF 卡(非闪迪的 TF 卡),系统启动过程中会出现问题(有很多朋友都在反馈这个问题),比如系统启动到一半卡住不动,或者 reboot 命令无法正常使用,最后都是换了闪迪牌的 TF 卡后才解决的。所以新手最好使用的是闪迪牌的 TF 卡,不然前期学习时的各种使用问题会严重消耗学习的热情。
下载链接:OrangePi Zero 2 开发板的镜像和相关的资料
打开下载链接后,滑动网页可以看到官方镜像。作为新手,无脑下载ubuntu
就好,其他系统镜像等熟悉了一些 Linux 之后再尝试学习。在下载镜像之前,先确保自己的电脑安装了百度云盘,香橙派官网所有的中文资料都放在百度云盘。
不过香橙派的前端没做好,点了下载后页码会暗下来,很多人以为卡住了(反馈的人不少),其实已经弹出了下载框了。
跳转页面后,粘贴提取码进入,会看到有个Ubuntu
的文件夹,点击进去,会看到很多系统镜像(如下图)。主要分为server
版本和desktop
版本,简单地说就是不带桌面的系统和带桌面的系统,显然带桌面的镜像系统占用空间会大很多,不过为了之后可以之直接使用 HDMI 查看桌面,还是下载desktop
版本的吧。然后就是关于内核版本的选择,我把所有内核版本的镜像都下载运行了体验了一遍,个人觉得对新手来说,kernel 4.9
版本最适合新手,但是我个人很跟偏向于使用kernel 5.x
的版本,因为这样可以学到更多的内容,所以后续我也会以kernel 5.x
版本为主来写对应的教程。
在这个官方网页还有手册等资料可以下载,可以提前下载好,后续会派上用场。
不同的操作系统对都有对应的文件系统,而 TF 卡出厂未经格式化(即未确定文件系统格式)或者当前的文件系统格式与香橙派的不兼容,会导致香橙派无法识别。因此需要格式化,指定存储的文件系统,以使香橙派能够识别和使用。
内存卡格式工具也非常多,这里推荐一款免费的软件—— SD Card Formatter,下载链接:Download SD Card Formatter for Windows and Mac。根据自己电脑的操作系统下载对应的软件版本即可。
系统镜像刻录到 TF 卡需要用到系统镜像刻录软件,可以选择 Win32 Disk Imager 或者使用 Linux 镜像烧录软件 balenaEtcher。
Win32 Disk Imager 下载链接:Win32 Disk Imager – Download Official Site
进入网页后点击下方的DOWNLOAD
按钮即可下载。
balenaEtcher 下载链接:balenaEtcher – Flash OS images to SD cards & USB drives
进入网页后点击不同版本后面的蓝色的DOWNLOAD
按钮即可下载。
使用 Windows 系统的小伙伴,会注意到 Windows 相关的版本有三个,分别是INSTALLER
,PORTABLE
,带有 LEGACY 32 BIT 的PORTABLE
。首先把带有 LEGACY 32 BIT 的PORTABLE
先排除了,legacy 表示已经停止更新了。INSTALLER
版本是安装版,下载后是安装包,需要安装才能使用。PORTABLE
版本是绿色版,下载后是可执行文件,不需要进行安装就可以使用。如果图方便,可以直接下载PORTABLE
版本。
远程终端软件是用于用户与树莓派之间进行交互的软件,市面上的远程终端软件也是非常多,我个人使用较多的是 MobaXterm,功能非常强大,唯一的缺点就是对英语不好的小伙伴不友好,软件目前没有汉化版本。
下载链接:MobaXterm – Download。软件类型分家庭版和专业版,家庭版相较于专业版功能少了很多,重点是免费,前期用于学习也够用了。
点击Download now
按钮后,会跳转到如下界面。跟 balenaEtcher 一样,也分为Portable edition
和Install edition
,实测两者区别不大,对新手来说越简单越好,直接选择Portable edition
下载就可以了。
一般玩过单片机的小伙伴这一步可以跳过,基本上学过串口相关知识和编程的,都会下载和安装串口驱动,用于下载单片机程序和串口相关的测试。
如果之前没有接触过单片机或者串口的小伙伴就需要安装这个驱动,下载链接:CH341SER.EXE
CH340 和 CH341 是兼容的,虽然作用不同、通信方式不同、接口不同,但是都可以使用相同的驱动。
双击运行win32diskimager-1.0.0-install.exe
,选择I accept the agreement
,单击Next
按钮。
输入安装路径,默认是“C:Program Files (x86)ImageWriter”,我这里改成“D:ImageWriter”,单击Next
按钮。
下一个界面直接单击Next
按钮跳过,然后到下图的界面,可以把这个选项勾上,这样可以在桌面看到这个软件的快捷方式,再单击Next
按钮。
直接单击Install
按钮安装,静静等待安装结束就可以了。
安装完毕会有下面这个界面,有两个复选框,第一个是打开说明书,可以不看。第二个是运行 Win32 Disk Imager,暂时先不允许,所以两个勾都可以去掉,直接点击Finish
完成安装。
下载好的 SD Card Formatter 是一个名为SDCardFormatterv5_WinEN.zip
压缩包文件,双击打开压缩包,可以不用解压,直接双击运行里面唯一的文件SD Card Formatter 5.0.2 Setup EN.exe
。
如果有下面这个弹窗,直接点击确定
按钮即可。
等接下来的弹窗走完进度条,就可以看到下面的弹窗了,直接单击Next
按钮。
选择I accept the terms in the license agreement
,单击Next
按钮。
安装路径默认是“C:Program Files (x86)SDASD Card Formatter”,我这里改成“D:SDASD Card Formatter”,先单击change
按钮会出现弹窗,在弹窗下方的 Folder name 一栏中,输入想要更改的安装路径,单击OK
按钮关闭弹窗,修改完路径后,再单击Next
按钮。
直接单击Install
按钮安装,等待安装结束。
安装结束后,可以把这个界面的勾去掉后,点击Finish
按钮结束安装。
这个驱动即使没玩过单片机也可能已经安装了这个驱动,如果不确定自己的电脑是否已经安装了该驱动,可以先将 USB 转 TTL 模块插入电脑,听听是否有提示音,如果不确定有没有提示音,可以打开设备管理器查看。
如下图,在插入 USB 转 TTL 模块后,在“端口”的分叉树种有出现USB-SERIAL CH340
的字样,就说明已经安装了驱动,这一步可以跳过。
如果即没有提示音,“端口”分叉树中也没有对应字样,且在“其他设备”的分叉树中出现了带有感叹号的黄色三角牌的USB Serial
,就说明该电脑没有安装对应的驱动。这时就安装对应的驱动。
先拔掉 USB 转 TTL 模块,双击运行下载的驱动安装程序CH341SER.EXE
,点击安装
按钮。
安装好后,会有弹窗提示驱动预安装成功,直接点击确定
按钮退出(不是关闭软件)。
然后插入 USB 转 TTL 模块,再次单击安装
按钮,就会有弹窗提示驱动安装成功,再次单击确定
按钮后,退出后就完成安装了。
在安装系统之前,需要把 TF 卡先格式化,具体操作如下:
先把 TF 卡装进读卡器,然后插到电脑的 USB 接口,再打开 SD Card Formatter 软件。软件会自动识别 TF 卡,选择Quick format
,再单击下方的Format
按钮开始格式化。
随后的弹窗直接单击是
,等跑完进度条就完成了格式化。
格式化完成后,直接单击弹窗的确定
按钮,关闭软件即可。
如果之后需要刷新系统,都要先进行一下格式化。
格式化结束后就可以开始刻录系统了,两个不同的刻录软件,分两种方法供大家参考。
在刻录之前,需要先将下载好的系统解压出来,然后打开 Win32DiskImager 软件,确认好 TF 卡的盘符,点击小文件夹按钮选择镜像的路径。
选择刚刚解压好的镜像文件。
单击写入
按钮,随后的弹窗选择Yes
。
系统开始刻录进 TF 卡,刻录时间根据电脑性能决定。
刻录成功,单击弹窗的OK
,再退出软件即可。
我这里下载的 balenaEtcher 是Portable
版本,可以直接运行,双击下载好的软件即可运行。不过为了保证运行顺利,可以鼠标右键点出菜单后,单击“以管理员身份运行”。(主要有些小伙伴没有关掉系统防火墙)
单击从文件烧录
,选择镜像。
双击选择的镜像文件。
单击选择目标磁盘
。
先把要进行烧录的盘符选中,再单击选定
。这个软件可以一次性烧录多张 TF 卡。
单击现在烧录
开始烧录。
balenaEtcher 烧录 Linux 镜像的过程显示的界面如下图所示,另外进度条显示紫色表示正在烧录 Linux 镜像到 TF 卡中。
Linux 镜像烧录完后,balenaEtcher 默认还会对烧录到 TF 卡中的镜像进行校验,确保烧录过程没有出问题。如下图所示,显示绿色的进度条就表示镜像已经烧录完成,balenaEtcher 正在对烧录完成的镜像进行校验。
成功烧录完成后 balenaEtcher 的显示界面如下图所示,如果显示绿色的指示图标说明镜像烧录成功,此时就可以退出 balenaEtcher,然后拔出 TF 卡插入到开发板的 TF 卡槽中使用了。
不同于树莓派,香橙派作为国产的 Linux 开发板,还是很懂中国程序员的,在 OrangePi ZERO 2 上保留了香橙派一贯的作风,特意保留一组串口作为调试串口(默认波特率为 115200 bps)。通过查看查看 OrangePi ZERO 2 的引脚图,TX 就是 Transmit,用于发送信号,RX 就是 Receive,用于接受信号。两个引脚如下图所示,特意安排了一组三 pin 接线柱。
市面上的 USB 转 TTL 模块众多,但是接线和使用方法都是一致的,同样是找到 TX 和 RX,或者标为 TXD 和 RXD。以单排引脚的 USB 转 TTL 模块为例,那就是所见即所得。
单排引脚的 USB 转 TTL 模块比较简单,下面双排 10 PIN 引脚的 USB 转 TTL 模块,新手小白可能不太确定引脚和示意图的对应关系,这里也标注出来。通常这类 USB 转 TTL 模块都有一个缺口,缺口朝左,左边的第二引脚和第三引脚就分别是 RXD 和 TXD 了。
接线是新手最容易犯错的地方,很多小白以为把引脚一一对应起来就可以了,也就是把香橙派的 TX 和 USB 转 TTL 的 TX 接一起,香橙派的 RX 和 USB 转 TTL 的 RX 接一起就可以了。其实要实现串口通信,TX 和 RX 要交叉接线,而且为保证信号的稳定性,还需要把 GND 接起来,用于来平两设备之间的电势,如下图所示。
把串口接好后,把 USB 转 TTL 模块插入电脑的 USB 口了,在电脑的设备管理器的“端口”分叉树上有出现USB-SERIAL CH340
的字样,就可以开始访问 OrangePi ZERO 2 了。
USB 转 TTL 模块插入电脑后,别着急给香橙派上电开机,先在设备管理器上找到对应的 COM 口。要注意一点,每台电脑的每个USB都是不一样的 COM 编号,所以插入后最好在设备管理器上确认一下,我这里的设备管理器显示的是 COM13。
打开 MobaXterm ,单击左上的图标Session
。
在随后弹窗中,单击Serial
按钮。然后会切换到串口设置界面,在Serial port
右边的下拉窗口在,找到并选择COM9
,这个就是刚刚插入电脑 USB 的 USB 转 TTL 模块的 COM 口。接着选择波特率,单击Speed (bps)
的 下拉按钮,选择 115200 的波特率,然后单击OK
按钮,完成串口通信设置。
接下来给 OrangePi ZERO 2 上电,就可以看到 OrangePi ZERO 2 启动的过程了。不过这还不是完整的启动过程,后面可以通过修改配置文件把启动过程的 Log 打印完整。
如果到了下图这个界面,也就是终端软件最后一行显示“orangepizero2 login: ”,就可以输入账户和密码了。
账户:orangepi
密码:orangepi
输入用户名后回车再输入密码,注意,输入用户名会在终端显示,但是输入密码不会在终端显示,且不显示已经输入了多少位,所以新手输入密码时,最好是慢慢地、一个一个字母地敲,输入密码后再按回车键,就完成登录了。
登录完成后,就如下图所示,接下来就可以做下一步操作了。
由于默认的密码较长,且在输入时不显示,所以很难避免输入错误又要重新输入的尴尬情况,我们可以使用下面的命令来修改登录时的密码。
sudo passwd orangepi
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