第1章
初識樹莓派 1

1.1 關於樹莓派 1

1.2 搭建環境 5

1.3 GPIO和物理計算 13

小結 17

第2章
使用樹莓派 18

2.1 外存及網絡連接 18

2.2 使用終端 21

2.3 安裝和更新軟件 26

2.4 文本編輯器 31

小結 35

第3章
使用Scratch進行物理計算 36

3.1 初識Scratch 36

3.2 進行物理計算 39

3.3 使用PIR傳感器 46

3.4 天線機器人 49

小結 52

第4章
初識Python 53

4.1 Hello, World! 53

4.2 數據操作 55

4.3 程序結構 59

4.4 高級特性 65

4.5 物理計算實踐 69

小結 79

第5章
使用Python進行物理計算 80

5.1 使用相機 80

5.2 使用傳感器 88

5.3 模擬輸入與電機 95

小結 109

第6章 Minecraft和天氣預報 110

6.1 初識Minecraft Pi 110

6.2 天氣預報 123

小結 130

參考鏈接 131

樹莓派是一個開源的微型計算機板，它搭載了專為樹莓派設計和優化的Linux繫統。

當然，樹莓派也有像Arduino等其他單片機一樣的物理引腳，可以通過編程來控制引腳電

平的高低，從而去創造一些智能化的硬件設備。同時它也像其他開源硬件一樣，可以對硬

件電路進行改裝，來適配新的產品外形。

樹莓派有什麼特別的不同之處呢？首先它沒有下載程序的概念，讀者如果使用過

Arduino等單片機，就會知道我們需要在計算機上寫好程序，然後通過連接線把程序復制

到硬件的ROM上。但是對於樹莓派來說，它本身就是一個計算機，隻需為它連接顯示器、

鼠標和鍵盤就可以在上面編寫程序了。其次它的主流編寫語言是Python，這門語言比C語

言更高級，用簡單的代碼就可以實現強大的功能。Python是目前各個領域都非常流行的語

言，尤其是互聯網企業，都會使用Python來分析數據和進行大數據處理。在科研領域，科

學家通過Python來做復雜的計算和驗證性實驗。後一點是它強大的社區支持功能，目前

樹莓派是流行的基於Linux繫統的開源硬件板，而Linux又是世界上流行的開源繫統。

無數的開發者都在為樹莓派和Linux繫統貢獻智慧。

我是在2016年纔接觸樹莓派的，當時鄭劍春老師說國外有學校在玩樹莓派，但是在

國內還比較少見，問我有沒有時間研究一下。當天晚上我就打開了樹莓派官網（https://

www.raspberrypi.org），裡面有大量的教程和示例，都是由有趣的卡通角色來展開講解，國

外的小朋友和創客玩家都在分享自己使用樹莓派創造的各種有趣的小玩意兒。接下來的一

個星期我都在瀏覽其官網上的教程，發現教程淺顯易懂，但是國內卻找不到一本比較好的

樹莓派入門書籍，所以當時我就萌生了參考官網教程整理一本簡單實用的樹莓派入門書籍，

讓更多人能通過它來認識樹莓派的想法。於是我給樹莓派基金會發了一封郵件，表達了我

的心願。令人高興的是，他們很快給了我回復，他們很樂意讓我參考它們的教程來編寫書

籍，但是需要遵守Creative Commons協議。本書的大部分內容來源於網絡，所以這裡也

允許其他組織或個人自由引用或修改書中的內容，但是同時也需要遵守Creative Commons

協議。

對於初次學習編程的同學來說，可能痛苦的就是接受各種陌生的名詞術語，還有令

人望而生畏的編程思想。如果僅僅是學習而沒有應用，可能會很難學好和記牢。但當使用

樹莓派去創造、去思考怎樣編程實現自己的想法時，編程技巧就會在不知不覺中一點點提

高，有一天會覺得編程如此簡單。

本書共分為6章。第1章主要介紹樹莓派的歷史，在Micro SD上安裝樹莓派繫統以

及有關樹莓派的一些概念；第2章主要介紹樹莓派繫統的使用，包括一些基本的操作、連

接網絡、安裝軟件等；第3章主要介紹Scratch的使用，以及如何使用Scratch來控制樹莓

派的引腳做一些有趣的項目；第4章主要介紹Python本身一些簡單的語法，以及在樹莓派

中如何使用Python做一些簡單的項目；第5章是第4章的擴展，繼續使用Python做一些

更高級的項目；第6章主要介紹樹莓派中Minecraft Pi的使用方法，編寫一個天氣預報的

程序，講解如何使用Python獲取線上數據。

因為筆者工作較忙，都是利用早上或假期時間編寫本書，所以時間有限，疏漏之處在

所難免，還望廣大讀者朋友指正。

張政楨

2017年6月於北京