基于CODESYS打造树莓派工业控制器(1)--树莓派开机

树莓派(Raspberry Pi)是一款基于ARM系统的嵌入式微型计算机，它本身只是一个卡片大小的电路板，预留GPIO、USB、蓝牙、Wi-Fi、RJ45网口等接口，用户可以通过外接鼠标、键盘、显示器、音箱等构成一台完整的办公电脑。不过很多人使用它并不是为了办公，而是做一些有趣的项目或研究。比如，使用树莓派做自动巡航小车、扫地机器人、家庭中控系统等等。树莓派的操作系统是基于Linux的，也有很多人用它来学习Linux编程。随着人工智能的发展，很多人用它来学习和研究人工智能。
我使用树莓派的目的主要是工业自动化控制。之前一直在用树莓派1代B+型，感觉相当古老了。最近买了一台4代B型机，结合CODESYS来做工业控制器。由于CODESYS推出了基于树莓派的运行时(Runtime)，可以把树莓派打造成一台PLC，实现各种工业通信和控制。CODESYS开发环境支持IEC 61131-3的五种编程语言，是学习PLC标准编程的绝佳环境。今天这篇文章，我们先来介绍下怎样给新买来的树莓派安装系统并开机。

树莓派4代B型机的外观如下图所示：

一般来说新到货的树莓派是没有预装操作系统的，要安装系统，首先需要如下硬件：

• 树莓派主板；
  
• 微型SD卡(容量大于8GB)；
  
• 微型SD卡读卡器；
  

准备好上述物料，按照如下步骤进行：

第一步：下载操作系统

到树莓派的官网(https://www.raspberrypi.org)下载最新的操作系统。提供三种类型的操作系统：

• 带桌面系统和推荐软件(Raspberry Pi OS with desktop and recommended software)；
  
• 带桌面系统(Raspberry Pi OS with desktop)；
  
• 不带桌面的轻量型系统(Raspberry Pi OS Lite)；
  

桌面系统是类似Windows的图形界面，可以让操作变得直观方便，不过安装包会变大。轻量型系统不带图形界面，可以使用命令终端进行操作，不太直观，但是节省空间，尤其适合控制器类产品。这里我选择的是【不带桌面的轻量型系统】。
第二步：烧写操作系统
将准备的微型SD卡插入读卡器，并插到计算机USB接口。使用烧写软件，比如Win32 Disk Imager，将刚下载的树莓派操作系统写到微型SD卡中。
Win32 Disk Imager的官网地址：https://win32diskimager.org/，其界面如下：

该软件使用比较简单，首先浏览定位到下载的操作系统文件，在【设备】处选择微型SD卡盘符，单击【写入】并等待完成即可。
如果你的微型SD卡之前使用过，最好先用SDFormatter软件将其格式化。
写入完成后，会看到微型SD卡变成了两个分区，一个是boot分区，一个是不能识别的分区。Windows可能会提示你要格式化，此时要注意不能格式化，因为这是Linux系统分区，Windows不能识别而已。
由于目前树莓派安装的操作系统没有桌面，我也没有准备屏幕，所以需要使用SSH远程连接它。这就要开启SSH功能。方法是在boot分区下创建一个名称为"ssh"的文件(小写，没有后缀名)，如下图所示：

这样操作系统就完成了，该微型SD卡其实就相当于树莓派的硬盘。将其插入到树莓派的插槽，给树莓派上电就可以了。
第三步：远程连接树莓派
使用Putty或MobaXterm等支持SSH的远程工具连接树莓派。首次启动我们并不知道其IP地址，可以使用默认用户"pi"和默认地址"raspberrypi.local"，代码如下：

• 
  

ssh pi@raspberrypi.local成功连接后，输入默认密码：raspberry即可登录。登录成功后，可以增加新用户，修改密码等。
第四步：修改静态IP地址
在后续通信中树莓派需要一个固定的IP地址，需要修改文件：
/etc/dhcpcd.conf
我一般喜欢使用Vim命令修改，代码如下：

• 
  

sudo vim /etc/dhcpcd.conf如果系统没有安装Vim，可以使用下面的命令安装Vim：

• 
  

sudo apt-get install vim打开dhcpcd.conf文件后，修改eth0的静态IP地址，如下图所示：

完成后保存并重启树莓派，就可以通过固定IP地址访问它了。
好了，关于树莓派开机就先介绍到这里。
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