2.5　初始化系統

在燒錄完成并第一次啟動樹莓派時，初學者的心情肯定是無比激動的，但這才剛剛開始！為了讓樹莓派順利運行，還有一些配置工作需要做，下面將介紹樹莓派第一次初始化配置過程中的一些配置細節，用戶可根據實際情況進行特定的選擇。

首先連接樹莓派外設，樹莓派接口信息如圖2-12所示。

◆　SD card：SD卡插槽，在背面。

◆　Power：樹莓派電源。圖2-12是樹莓派4B的示意圖，因此是USB-C接口類型，俗稱Type-C電源接口。

◆　Monitors：Mini HDMI接口。左邊是索引為0的接口（即第一個接口），右邊是索引為1的接口（即第二個接口），支持兩個屏幕同時顯示，單屏幕可以達到4K@60FPS。

◆　Camera：樹莓派CSI相機接口。

◆　Sound：3.5mm音頻接口。

◆　Keyboard & mouse：USB接口。可連接鼠標、鍵盤、移動硬盤等USB設備。

◆　Network：以太網接口。接網線連接交換機或者路由器設備，更多時候用的是樹莓派自帶的WiFi連接功能。

連接好的樹莓派外設如圖2-13所示。

正常開機，啟動樹莓派后，會顯示桌面的狀態，如圖2-14所示。

首次啟動樹莓派時，將彈出“ Welcome to Raspberry Pi”應用程序，指導用戶完成初始設置，如圖2-15所示。

單擊Next按鈕，出現如圖2-16所示的界面，設置所在的國家/地區、語言和時區，然后再次單擊Next按鈕，進入密碼設置界面。

設置信息如下：Country選擇China，Language選擇British English，Timezone選擇Shanghai，并勾選Use English Language和Use US keyboard選項，其意義是使用英文，并使用美標鍵盤，因為國內大部分鍵盤都是美標的布局，如果有特殊鍵盤布局的，可以在后續章節看到配置鍵盤映射的方法。有些用戶開始隨便將Country選擇了United Kingdom，隨著后面使用，在敲命令時會發現管道符號、重定向符號等特殊符號打不出來，會很抓狂。因此，初始化時一定要按照本書的建議來做。也有用戶會問為什么不用中文？因為在終端中使用中文可能會出現不識別或者識別較差的情況，這算是一個歷史遺留的問題，相信后續會慢慢改進，當然選擇中文也是可以的，根據不同的用途，使用不同的配置即可。

輸入樹莓派的新密碼，然后單擊Next按鈕，如圖2-17所示。

接下來選擇網絡SSID名稱，輸入密碼連接到WiFi網絡。聯網設置如圖2-18所示。

注意：如果樹莓派型號沒有無線連接，則不會看到此畫面。

單擊Next按鈕，讓向導檢查對Raspbian的更新并安裝（這可能需要一些時間）。一般情況下，本書推薦讀者先跳過此步驟，等后面配置完成以后，再執行這個步驟。由于網絡的原因，第一次更新會很慢，大多數人等不及都會更換為國內的源，實際上官方系統在2019年后的鏡像中已經可以通過查詢距離最近的源進行安裝源的分配了。例如，某用戶居住在上海，當使用官方源進行更新時，系統會自動選擇距離其比較近或者性能更好的源服務器進行更新和下載。

更新時使用的雖然是官方源地址，但是更新時讀取倉庫信息的服務器是來自國內某大學的源服務器，所以手工更改更新源配置其實并不是必須的。如果對更新速度有較高要求，可以嘗試更改源服務器地址，如更改為清華源服務器地址等，可以參考網上提供的資料進行，這里不再贅述。使用官方更新源信息如圖2-19所示。

最后，單擊Finish按鈕或Restart按鈕完成設置。注意，僅在需要完成配置并使其生效時才需要重啟。設置完成如圖2-20所示。

至此，樹莓派的初始化設置已經完成了，可以開始登錄系統并探索樹莓派秘境了！

初始化配置完成后，如果覺得之前的配置有的不太符合需求，該如何重新配置呢？可以通過樹莓派自帶的腳本工具raspi-config來完成。

工具在使用時，前面要加一個sudo命令，這個命令的意思是賦予用戶臨時獲取超級用戶root的權限來執行該命令，用直白點兒的語言說就是讓普通用戶像管理員那樣使用這個命令或工具，臨時賦予root用戶的權限來執行原本只有root用戶可以執行的二進制文件（命令）。當然這個是臨時賦予普通用戶的權限，在執行完命令后就會失效，一方面避免普通用戶權力過大出現誤操作的概率；另一方面也時刻提醒普通用戶在執行命令前需要三思而后行，避免出現刪庫跑路的情況。

而這個命令怎么使用并在哪里進行輸入呢？對于很多不熟悉Linux系統的用戶來說，使用樹莓派就被鼠標的活動區域限制了，在系統中，用戶經常會打開一個terminal，稱為終端。曾經操作樹莓派時，一個年輕的后生看著筆者打開的終端，感慨萬千：這都什么年代了，還在用DOS系統？筆者只是笑而不語，殊不知Linux不發威，你還真當它是DOS？要知道當年有一句名言：“Command Line equal cash line”，翻譯過來就是：“命令行就是現金行”，這年頭靠Linux系統賺錢的人不在少數，開源軟件、開源硬件，用起來不知道多愜意呢！

如圖2-21所示，單擊Terminal工具按鈕，或者在菜單欄中選擇Accessories→Terminal，或者直接按下Ctrl+Alt+T組合鍵，均可以快速打開一個終端，其效果如圖2-22所示，它是用戶通向樹莓派魔幻世界的一個窗口。

如果沒有配置外部顯示器的情況下，只要有網絡環境，就可以通過在自己的Windows計算機上遠程操作樹莓派。(1)在圖形界面上的終端內輸入該命令和遠程SSH登錄后打開的終端中使用該命令的效果是一樣的。通過SSH登錄后使用命令的效果如圖2-23所示，執行后效果如圖2-24所示。

在這個終端內，幾乎可以完成所有對樹莓派調試的操作，包括編寫代碼、調試程序、播放視頻、上傳下載文件等。

1．改變用戶密碼

當選擇該選項時，會出現提示信息，詢問是否更改pi用戶密碼，默認的系統賬戶是pi，密碼是raspberry，一般建議初始化系統時改為自己的密碼，如圖2-25所示。

在密碼修改的過程中會提示輸入，如圖2-26所示，用戶輸入新密碼時不會回顯，因此看不到輸入的密碼信息，只需要輸入后按Enter鍵，然后再輸入一次即可。兩次密碼都輸入正確后，會提示修改成功字樣，如圖2-27所示，下一次登錄樹莓派系統時就可以使用新密碼登錄了。

2．網絡選項設置

使用GUI（Graphic User Interface，圖形用戶接口）方式進行配置網絡也非常方便，如圖2-28所示。

各項參數的含義如下：

◆　N1 Hostname：設置主機名。默認主機名是raspberry，可以改成用戶喜歡的名字。

◆　N2 WiFi：設置WiFi的SSID信息的輸入框，填入用戶的WiFi信息即可。

◆　N3 Network interface names：啟動或者禁用網絡接口的配置選項。

◆　N4 Network proxy settings：設置網絡代理的選項，可以設置HTTP代理、HTTPS代理、FTP代理、RSYNC代理等。

3．啟動選項設置

可以設置啟動時進入桌面或者字符模式，以及配置開機畫面的選項，如圖2-29所示。

各項參數的含義如下：

◆　B1 Desktop/CLI：設置啟動到桌面還是啟動到字符界面。有時用戶需要樹莓派以占用非常少量資源的模式運行，就需要進入字符界面，也就是CLI（Command Line）模式。

◆　B2 Wait for Network at Boot：這個選項開啟后，樹莓派啟動時會等待網絡成功連接后再繼續啟動。有時用戶做了一些物聯網應用，希望設備在聯網的狀態下才正常運行應用程序，就需要等待網絡連接成功再啟動。這個功能很有用，后面一些應用就可以加上這個功能來輔助。

◆　B3 Splash Screen：開機畫面是否啟用。如果啟用就會看到開機時有個背景圖，顯示一個好看的樹莓派系統界面；如果不啟用，開機時就會顯示整個啟動序列，更加直觀地了解樹莓派的啟動過程。

4．本土化設置（字符集及語言設置）

本土化設置用于調整字符集、時區、鍵盤映射布局，以及WiFi Country信息等，設置界面如圖2-30所示。

各項參數的含義如下：

◆　I1 Change Locale：更改字符集。建議選擇en_US.UTF-8編碼格式，使用UTF-8編碼格式一般情況下是不會出現亂碼的，如圖2-31所示。一般默認字符集也選擇一樣的配置即可，默認字符集配置如圖2-32所示。

◆　I2 Change Timezone：更改時區。數據存儲時時間戳很重要，因此計算機時間信息的正確與否會影響數據安全性，所以需更改到用戶所在的時區，如圖2-33和圖2-34所示。

◆　I3 Change Keyboard Layout：更改鍵盤布局。關于鍵盤布局，筆者曾經也遇到很多麻煩，當設置鍵盤布局的區域信息時沒有設置對，導致在終端輸入時，管道符“|”和輸入輸出重定向符號“>>”無法正常輸入，終于找到原因是因為選擇了英標的鍵盤布局。建議大家選擇美標的鍵盤。

◆　I4 Change WiFi Country：更改WiFi國家。強調一下，這里的WiFi Country選擇CN China，如圖2-35所示。WiFi Country非常重要，它是設置了一個合法的WiFi通道以適應國情，在配置初期如果沒有定義好WiFi Country的信息，很有可能網絡連接后時斷時續，甚至無法聯網。

5．接口選項設置（開啟或者關閉接口）

接口選項是配置樹莓派硬件功能最多的地方，例如攝像頭接口、SPI接口、I2C接口、串口等，都可以直接在這里配置物理特性的啟用和關閉，可配置選項如圖2-36所示。

接口如下：

◆　P1 Camera：攝像頭接口。

◆　P2 SSH：SSH服務。

◆　P3 VNC：VNC服務。

◆　P4 SPI：SPI接口。

◆　P5 I2C：I2C接口。

◆　P6 Serial：串口。

◆　P7 1-Wire：單總線接口。一般用來接單總線協議的設備，例如溫度傳感器DS18B20。

◆　P8 Remote GPIO：遠程訪問GPIO接口。

接口啟用的方法非常簡單，進入相應的選項，選擇enable就可以了，部分物理接口啟用后需要重新啟動樹莓派才生效。

6．超頻設置

超頻設置僅適用于樹莓派1代或者樹莓派2代產品，樹莓派4B無法使用，如圖2-37所示。

7．高級設置

高級設置可以擴展文件系統，調整屏幕顯示，進行內存分割，調整音頻、分辨率、屏保等設置，如圖2-38所示。

高級選項多是針對樹莓派系統層面的設置，大部分情況下建議保持默認即可，如果有興趣的用戶可以嘗試調試，但是對于初級用戶，建議不要隨便修改，避免出現不可預見的錯誤。

部分選項含義如下：

◆　A1 Expand Filesystem：擴展文件系統。用來確保整個SD卡的空間都可使用，因為制作鏡像時為了節省空間，將鏡像中空白無數據的部分都縮減掉了，這樣制作出來的鏡像文件才會比較小，方便網絡傳輸并且適應不同容量的SD卡。當燒錄完系統后，需要它執行后將整個SD卡的空間都識別出來并且利用起來，當然這個操作在開機自動初始化時已經執行過了，如果用戶不放心或者想要執行一下也是無害的。

◆　A2 Overscan：過掃描。在某些電視機中，過掃描是一種行為，其中輸入圖片的一部分顯示在屏幕的可視范圍之外。之所以存在，是因為20世紀30年代到21世紀初期的陰極射線管電視機的視頻圖像在屏幕邊界內的定位方式上存在很大差異。后來，在圖像周圍出現黑色邊緣的視頻信號已成為慣例。這個選項是針對一些很老的顯示設備，如果是現在比較先進的電視機作為顯示器，那么無須考慮開啟這個參數。

◆　A3 Memory Split：內存分割。這個功能允許通過改變分配給GPU的內存來調整顯存的大小，建議根據實際物理內存的數量來進行分割，并且是2的冪次方倍數，例如16、32、64、128等。GPU擁有的內存越多，圖形處理速度越快，反之亦然，這樣就可以根據實際應用進行調試了。例如某用戶要做圖像渲染，用到GPU多一些，那么就多分配一些內存給它，總的內存不能超過物理內存，如圖2-39所示。

8．更新

更新選項和在終端使用命令sudo apt-get update擁有相同的效果。

9．關于配置工具說明

這是一個介紹工具的說明信息，如圖2-40所示。這個工具直接有效，非常方便，希望讀者記住使用它的命令：sudo raspi-config。

至此，從安裝到初始化的操作已經完成了，接下來開始嘗試在終端中獲取樹莓派的各種信息，了解樹莓派系統結構及編程環境。

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(1)　遠程調試用到最多的方式是SSH（Secure Shell），即用SSH工具遠程登錄到樹莓派系統，并且只有命令行窗口，沒有圖形化界面的遠程操作方式。Windows端的SSH工具很多，常用的有Putty、MobaXterm等。