树莓派Pico入门指南：硬件介绍、软件配置与项目实战

树莓派Pico入门指南：硬件介绍、软件配置与项目实战

树莓派Pico是树莓派基金会推出的一款微控制器开发板，基于RP2040芯片，具有丰富的GPIO引脚和多种接口，支持MicroPython和C++编程。本文将为你提供一份全面的入门指南，从硬件介绍到实际项目应用，带你快速掌握树莓派Pico的开发技巧。

硬件介绍

外观与尺寸

树莓派Pico的大小与Arduino Nano相当，采用塑料包装，非常环保。板子上没有自带针脚，需要自行焊接。

主要组件

• microUSB连接器：用于通信和供电
• 板载LED：连接到GPIO25
• 开机按钮：用于改变启动模式
• RP2040 MCU：双核32位ARM Cortex-M0+处理器，运行在48MHz

引脚说明

• 地线：板上有多个地线引脚，包括33号针脚的模拟地线
• 电源引脚：支持2-5V输入，内部有稳压器
• GPIO引脚：26个裸露的GPIO连接，支持PWM、I2C、UART和SPI等多种功能
• 模拟引脚：3个模数转换器，分辨率为12位

软件环境配置

开发环境选择

树莓派Pico支持两种主要的编程语言：

• MicroPython：专门为微控制器设计的解释型语言
• C++：适合需要高性能的应用

对于初学者，建议从MicroPython开始，因为其开发工具更友好，入门门槛更低。

Thonny IDE配置

Thonny是一个Python IDE，特别适合初学者使用。以下是配置步骤：

1. 将Pico连接到电脑，按住BOOTSEL按钮，直到出现RPI-RP2驱动器
2. 下载MicroPython固件（UF2文件）并拖放到RPI-RP2驱动器中
3. 打开Thonny，选择MicroPython（树莓派Pico）环境

基本编程示例

Shell测试

在Thonny的Shell中输入以下代码：

print("Hello World")

脚本测试

在Thonny的编辑器中输入以下代码并保存为hello.py：

print("Hello World")

点击运行按钮，程序将在Shell中输出"Hello World"。

实际项目应用

LED控制

使用RGB LED进行基本的数字I/O操作演示。

# 树莓派 Pico RGB Blink
import machine
import utime

led_red = machine.Pin(10, machine.Pin.OUT)
led_green = machine.Pin(11, machine.Pin.OUT)
led_blue = machine.Pin(14, machine.Pin.OUT)

while True:
    led_red.value(1)
    led_green.value(0)
    led_blue.value(0)
    utime.sleep(2)
    # 其他颜色切换代码...

开关检测

使用按钮开关进行输入设备测试。

# 树莓派 Pico Switch Test
import machine
import utime

button_red = machine.Pin(15, machine.Pin.IN, machine.Pin.PULL_DOWN)
button_black = machine.Pin(2, machine.Pin.IN, machine.Pin.PULL_UP)

while True:
    if button_red.value() == 1:
        print("Red")
    if button_black.value() == 0:
        print("Black")
    utime.sleep(0.25)

模拟输入测试

使用电位器进行模拟输入测试。

# 树莓派 Pico Analog Input Test
import machine
import utime

potentiometer = machine.ADC(26)

while True:
    print(potentiometer.read_u16())
    utime.sleep(2)

OLED显示屏

使用I2C OLED显示屏进行显示操作。

# 树莓派 Pico OLED Display Test
import machine
import utime
from ssd1306 import SSD1306_I2C

sda = machine.Pin(20)
scl = machine.Pin(21)
i2c = machine.I2C(0, sda=sda, scl=scl, freq=400000)
oled = SSD1306_I2C(128, 32, i2c)

oled.text('Welcome to the', 0, 0)
oled.text('Pi Pico', 0, 10)
oled.text('Display Demo', 0, 20)
oled.show()
utime.sleep(4)

电机驱动

使用TB6612FNG H-Bridge驱动直流电机。

# 树莓派 Pico Motor Test
import machine
import utime

potentiometer = machine.ADC(26)
mtr_AI1 = machine.Pin(8, machine.Pin.OUT)
mtr_AI2 = machine.Pin(7, machine.Pin.OUT)
mtr_PWMa = machine.PWM(machine.Pin(6))

mtr_PWMa.freq(50)
mtr_AI1.value(1)
mtr_AI2.value(0)

while True:
    mtr_PWMa.duty_u16(potentiometer.read_u16())
    utime.sleep(0.25)

独立运行

要让Pico在没有主机的情况下运行程序，需要将程序保存为main.py。这样，Pico在启动时会自动加载并运行该程序。

总结

树莓派Pico是一款功能强大的微控制器开发板，适合各种嵌入式系统开发场景。通过本文的介绍，相信你已经掌握了Pico的基本使用方法。建议继续探索更多高级功能和应用场景，如中断处理、传感器应用等，以充分发挥Pico的潜力。

资源链接

• 树莓派Pico官方公告页面
• Pico Pinout PDF
• Pico Datasheet
• RP2040 Datasheet
• Pico MicroPython SDK
• Pico C++ SDK