Raspberry Pi Pico
说明
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产品简介
Raspberry Pi Pico 是一款树莓派官方设计的低成本,高性能的微控制器开发板,具有灵活数字接口。硬件上,采用 Raspberry Pi 官方自主研发的 RP2040 微控制器芯片,搭载了ARM Cortex M0 + 双核处理器,高达 133MHz 的运行频率,内置了 264KB 的 SRAM 和 2MB 的内存,还板载有多达 26 个多功能的 GPIO 引脚。软件上,可选择树莓派提供的 C/C++ SDK,或者使用 MicroPython 进行开发,且配套有完善的开发资料教程,可方便快速入门开发,并嵌入应用到产品中。
产品特性
- 采用了 Raspberry Pi 官方自主设计的 RP2040 微控制器芯片
- 搭载了双核 ARM Cortex M0 + 处理器,运行频率高达 133MHz 灵活时钟
- 内置了 264KB 的 SRAM 和 2MB 的片上 Flash
- 邮票孔设计,可直接焊接集成到用户自主设计的底板上
- USB1.1 主机和设备支持
- 支持低功耗睡眠和休眠模式
- 可通过 USB 识别为大容量存储器进行拖放式下载程序
- 多达 26 个多功能的 GPIO 引脚
- 2 个 SPI,2 个 I2C,2 个 UART,3 个 12 位 ADC,16 个可控 PWM 通道
- 精确的片上时钟和定时器
- 温度传感器
- 片上加速浮点库
- 8 个可编程 I/O (PIO) 状态机,用于自定义外设支持
引脚分布
尺寸图
Pico快速上手
固件下载
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文字教程
基础介绍
MicroPython系列
安装Thonny IDE
为了方便在电脑上使用MicroPython开发Pico/Pico2板,建议下载Thonny IDE
- 下载Thonny IDE并按照步骤安装,安装包均为Windows版本,其他版本请参考Thonny官网
- 安装完成之后,第一次要配置语言和主板环境,由于我们是为了使用Pico/Pico2,所以注意主板环境选择Raspberry Pi 选项
- 配置Micrpython环境及选择Pico/Pico2端口
- 先将Pico/Pico2接入电脑,左键点击Thonny右下角的配置环境选项--》选择configture interpreter
- 在弹出的窗口栏中选择MicroPython(Raspberry Pi Pico),同时选择对应的端口
- 点击ok后返回到Thonny主界面,下载对应的固件库并烧录到设备中,然后点击停止按钮,在Shell窗口中即可显示当前使用到的环境
- Pico/Pico2在windows下载固件库方法: 按住BOOT键后连接电脑后,松开BOOT键,电脑会出现一个可移动磁盘,将固件库复制进去即可
- RP2040/RP2350在windows下载固件库方法: 连接电脑后,同时按下BOOT键跟RESET键,先松开RESET键再松开BOOT键,电脑会出现一个可移动磁盘,将固件库复制进去即可(用Pico/Pico2的方式也可以)
讲解视频
【MicroPython】machine.Pin类函数详解
【MicroPython】machine.PWM类函数详解
【MicroPython】machine.ADC类函数详解
【MicroPython】machine.UART类函数详解
【MicroPython】machine.I2C类函数详解
【MicroPython】machine.SPI类函数详解
【MicroPython】rp2.StateMachine类函数详解
C/C++系列
对于 C/C++,建议使用 Pico VS Code 进行开发,这是一款 Microsoft Visual Studio Code 扩展,旨在让您在为 Raspberry Pi Pico 系列开发板创建、开发和调试项目时更加轻松。无论您是初学者还是经验丰富的专业人士,此工具都可以帮助您自信而轻松地进行 Pico 开发。下面我们介绍如何安装该扩展并使用。
- 官网教程:https://www.raspberrypi.com/news/pico-vscode-extension/
- 本教程适用于树莓派Pico、Pico2与本公司开发的RP2040、RP2350系列开发板
- 开发环境默认以 Windows 为例,其他环境请参考官网教程进行安装
安装VSCode
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首先,点击下载 pico-vscode 程序包,解压并打开程序包,双击安装 VSCode
注意:如果已安装 vscode 注意检查版本是否为 v1.87.0 或更高版本
安装扩展
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点击扩展,选择从 VSIX 安装
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选择 vsix 后缀的软件包,点击安装
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随后 vscode 会自动安装 raspberry-pi-pico 及其依赖扩展,可以点击刷新查看安装进度
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右下角显示完成安装,关闭 vscode
配置扩展
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打开目录 C:\Users\用户名,将整个 .pico-sdk 拷贝至该目录
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拷贝完成
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打开 vscode,对 Raspberry Pi Pico 扩展中各个路径进行配置
配置如下:Cmake Path: ${HOME}/.pico-sdk/cmake/v3.28.6/bin/cmake.exe Git Path: ${HOME}/.pico-sdk/git/cmd/git.exe Ninja Path: ${HOME}/.pico-sdk/ninja/v1.12.1/ninja.exe Python3 Path: ${HOME}/.pico-sdk/python/3.12.1/python.exe
新建工程
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配置完成,测试新建工程,输入工程名、选择路径后点击 Creat 创建工程
测试官方示例,可以点击工程名旁的 Example 进行选择
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创建工程成功
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选择SDK版本
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选择 Yes 进行高级配置
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选择交叉编译链,13.2.Rel1 适用 ARM 核,RISCV.13.3 适用 RISCV 核,这里根据您的需求任意选择其中一个即可
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CMake 版本选择 Default(前面配置的路径)
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Ninja 版本选择 Default
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选择开发板
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点击 Complie 进行编译
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成功编译出 uf2 格式文件即可
导入工程
- 导入工程的 Cmake 文件不能有中文(包括注释),否则可能导致导入失败
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导入自己的工程需要在 Cmake 文件中加一行代码,才能正常切换 pico 和 pico2,否则即使选择 pico2,编译得到的固件仍是适用于 pico 的
set(PICO_BOARD pico CACHE STRING "Board type")
更新扩展
Arduino IDE 系列
安装Arduino IDE
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首先到Arduino官网下载Arduino IDE的安装包。
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这里选择仅下载就可以了。
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下载完成后,点击安装。
注意:安装过程中会提示你安装驱动,我们点击安装即可
Arduino IDE中文界面
在Arduino IDE中安装Arduino-Pico Core
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打开Arduino IDE,点击左上角的文件,选择首选项
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在附加开发板管理器网址中添加如下链接,然后点击OK
https://github.com/earlephilhower/arduino-pico/releases/download/4.0.2/package_rp2040_index.json
注意:如果您已经有ESP32板URL,您可以使用逗号分隔 URL,如下所示:https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json,https://github.com/earlephilhower/arduino-pico/releases/download/4.0.2/package_rp2040_index.json
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点击工具>开发板>开发板管理器>搜索pico,由于我的电脑已经安装过了,所以显示已安装
国内用户
- 因为网络原因,国内用户连接github并不稳定,我们另外提供了一份安装包,可以跳过在线的过程
- 若已经成功配置了pico环境,可以直接跳过本章
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下载rp2040压缩包,将解压的rp2040文件夹复制到如下路径下
C:\Users\[username]\AppData\Local\Arduino15\packages
第一次上传程序
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按住Pico板上的BOOTSET按键,将pico通过Micro USB线接到电脑的USB接口,待电脑识别出一个可移动硬盘(RPI-RP2)后,松开按键。
- 下载程序,打开arduino\PWM\D1-LED路径下的D1-LED.ino
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点击工具>端口,记住已有的COM,不需要点击这个COM(不同电脑显示的COM不一样,记住自己电脑上已有的COM)
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用USB线将驱动板和计算机连接起来,再点击工具>端口,第一次连接选择uf2 Board,上传完成后,再次连接就会多出一个COM口
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点击工具>开发板>Raspberry Pi Pico>Raspberry Pi Pico或Raspberry Pi Pico 2
- 设置完成后,点击向右箭头上传将程序
- 如果期间遇到了问题,需要重新安装或者更换Arduino IDE版本时,卸载Arduino IDE需要卸载干净,卸载软件后需要手动删除C:\Users\[name]\AppData\Local\Arduino15这个文件夹内的所有内容(需要显示隐藏文件才能看到) 再重新安装
开源例程
MircoPython视频例程(github)
MicroPython固件/Blink例程(C)
树莓派官方C/C++示例程序 (github)
树莓派官方micropython示例程序 (github)
Arduino官方C/C++示例程序 (github)
示例实验
- 下载示例程序到电脑桌面即可进行一些几个有趣的实验。
External LED 实验
- 按照下图连接好硬件,连接好接入电脑的Micro USB,在Thonny打开示例程序Lesson-5 External LED中的python文件,运行示例程序可以看到红灯有在闪烁的现象。
- 使用注意事项:LED较长的引脚为正极,较短的为负极,负极应该接GND,正极应该和GPIO输出口相连,使用时必须接上电阻。
- 代码解析
led_external = machine.Pin(15, machine.Pin.OUT) #设置GP15为输出模式 while True: led_external.toggle() #每过5秒钟让LED灯的状态改变一次 utime.sleep(5)
Traffic Light System 实验
- 按照下图连接好硬件,连接好接入电脑的Micro USB,在Thonny打开示例程序Lesson-9 Traffic-Light-System中的python文件,运行程序可以看到交通灯带正常的运行,当按下按键时会触发蜂鸣器。
- 使用注意事项:LED较长的引脚为正极,较短的为负极,负极应该接GND,正极应该和GPIO输出口相连,使用时必须接上电阻;蜂鸣器的红线接GPIO口输出,黑线接GND。
- 代码解析
def button_reader_thread(): #检测按键是否被按下 global button_pressed while True: if button.value() == 1: button_pressed = True _thread.start_new_thread(button_reader_thread, ()) #用开启线程的方式去检测按键 while True: if button_pressed == True: #如果按键被按下,红灯亮起,蜂鸣器响闹 led_red.value(1) for i in range(10): buzzer.value(1) utime.sleep(0.2) buzzer.value(0) utime.sleep(0.2) global button_pressed button_pressed = False led_red.value(1) #正常情况下红灯变绿灯时黄灯会亮两秒,然后黄灯和红灯灭,绿灯亮 utime.sleep(5) #由绿灯变红灯时,绿灯先灭,黄色亮两秒,然后红灯亮 led_amber.value(1) utime.sleep(2) led_red.value(0) led_amber.value(0) led_green.value(1) utime.sleep(5) led_green.value(0) led_amber.value(1) utime.sleep(5) led_amber.value(0)
Burglar Alarm LED Buzzer 实验
- 按照下图连接好硬件,连接好接入电脑的Micro USB,在Thonny打开示例程序Lesson-14 Burglar Alarm LED Buzzer中的python文件,运行程序可以看到,当人为的在Passive infrared sensor前晃动时,LED灯闪亮的同时蜂鸣器也会报警。
- 使用注意事项:Passive infrared sensor 的中间引脚为数据输出引脚,两边的引脚分别接入VCC和GND即可。
- 代码解析
def pir_handler(pin): #中断处理函数,蜂鸣器响,led快速闪烁 print("ALARM! Motion detected!") for i in range(50): led.toggle() buzzer.toggle() utime.sleep_ms(100) sensor_pir.irq(trigger=machine.Pin.IRQ_RISING, handler=pir_handler)#开启中断,当人体传感器检测到异常时就会进入中断处理函数处理 while True: #无异常状态下会每隔5秒改变一次LDE的状态 led.toggle() utime.sleep(5)
Potentiometer 实验
- 按照下图连接好硬件,连接好接入电脑的Micro USB,在Thonny打开示例程序Lesson-16 Potentiometer中的python文件,运行程序,旋转电位器可以看到Sheel窗口中打印出来的电压值也在改变。
- 使用注意事项:Potentiometer的中间引脚为数据输出口,两边的引脚分别接上GND和VCC即可。
- 代码解析
potentiometer = machine.ADC(26) #将GP26作为模拟信号采集引脚 conversion_factor = 3.3 / (65535) while True: voltage = potentiometer.read_u16() * conversion_factor #将采集到的数据进行格式化转换成电压值 print(voltage) #打印电压信息,电压值会随着滑动变阻器旋转而变化 utime.sleep(2)
WS2812 实验
- 按照下图连接好硬件,连接好接入电脑的Micro USB,在Thonny打开示例程序Lesson-25 WS2812中的WS2812_RGB_LED.py文件,运行程序可以一次看到蓝、红、绿、白的RGB颜色。
- 代码解析
#这一段代码使用到的是状态机机制,如下代码是一个装饰器,在装饰器中我们可以硬件进行初始化、设定引脚的电平等等。 #label("bitloop") 我们可以在代码中定义一下标记,方便我们通过跳转的方式跳到他们这里执行。 #jmp(not_x,"do_zero") 当x=0时,我们就调整到标签“do_zero”。 #nop() .set(0) [T2 - 1] 当x=0时,会跳转到这里执行。 @asm_pio(sideset_init=PIO.OUT_LOW, out_shiftdir=PIO.SHIFT_LEFT, autopull=True, pull_thresh=24) def ws2812(): T1 = 2 T2 = 5 T3 = 1 label("bitloop") out(x, 1) .side(0) [T3 - 1] jmp(not_x, "do_zero") .side(1) [T1 - 1] jmp("bitloop") .side(1) [T2 - 1] label("do_zero") nop() .side(0) [T2 - 1]
# Create the StateMachine with the ws2812 program, outputting on Pin(22). sm = StateMachine(0, ws2812, freq=8000000, sideset_base=Pin(0)) #创建状态机 # Start the StateMachine, it will wait for data on its FIFO. sm.active(1) #开始状态机 # Display a pattern on the LEDs via an array of LED RGB values. ar = array.array("I", [0 for _ in range(NUM_LEDS)]) print(ar) print("blue") for j in range(0, 255): for i in range(NUM_LEDS): ar[i] = j sm.put(ar,8) #put()的方法是将数据放入状态机的输出FIFO time.sleep_ms(5)
LCD1602 I2C 实验
- 按照下图连接好硬件,连接好接入电脑的Micro USB,在Thonny打开示例程序Lesson-21 LCD1602 I2C中的python文件,先将RGB1602.py文件另存为Raspberry Pi Pico中,运行Choose_Color.py可以看到每5秒切换一种不同的颜色;运行Discoloration.py文件可以看到RGB颜色渐变的效果。
- 代码解析
Choose_Color.py
#定义颜色 rgb9 = (0,255,0) #青色’ lcd.setCursor(0, 0) #设置游标位置 # print the number of seconds since reset: lcd.printout("Waveshare") #写入字符 lcd.setCursor(0, 1) #设置游标位置到第二行第零列 lcd.printout("Hello,World!")#写入字符 lcd.setRGB(rgb1[0],rgb1[1],rgb1[2]); #设置背光
Discoloration.py
t=0 while True: r = int((abs(math.sin(3.14*t/180)))*255); #RGB随着时间的变化而变化 g = int((abs(math.sin(3.14*(t+60)/180)))*255); b = int((abs(math.sin(3.14*(t+120)/180)))*255); t = t + 3; lcd.setRGB(r,g,b);#重新设置RGB的值 # set the cursor to column 0, line 1 lcd.setCursor(0, 0) #定位到第一行第零列 # print the number of seconds since reset: lcd.printout("Waveshare")#写入字符 lcd.setCursor(0, 1) #定位到第二行第零列 lcd.printout("Hello,World!")#写入字符 time.sleep(0.3)
资料
示例程序
官方资料
Pico W
固件
Pico
用户手册
原理图与数据手册
相关书籍
树莓派开源例程
微雪Pico教学视频
FAQ
1.设置问输入状态的引脚必须初始化拉高或拉低
2.更换USB线看看是否是使用的USB线有问题