树莓派Pico是什么,详细介绍Raspberry Pi Pico

🛒 Raspberry Pi Pico 是Raspberry Pi基金会的第一个微控制器,Pico是一块小小的板子,它采用了Pi基金会自己设计的全新微控制器芯片。

Raspberry-Pi-Pico-Thumbnail-1.jpg

与Raspberry Pi不同的是,Pico的目标是与硬件互动。在某种程度上,可以把它看作是Arduino Nano的替代品。

Pico是为了弥补单片机的一些局限性而设计的。Pico试图解决的一些局限性如下:

  • 首先是树莓Pi的功耗。即使是最低功率的Pi Zero,即使在低功率模式下,仍然可以消耗至少100毫瓦的电量.相比之下,Pico在睡眠模式下的功耗只有6毫瓦。
  • Raspberry Pi计算机没有内置支持模拟输入的功能。虽然你可以使用一个ADC,但它使它变得比需要的更复杂.由于Pico使用的RP2040微控制器,它可以直接从4个独立的引脚读取模拟值。
  • 由于Raspberry Pi是一台单板计算机,并且是为通用计算而设计的,因此在处理GPIO引脚时有额外的延迟,而Pico作为一个微控制器,不必担心操作系统的开销。这使得Pico可以保持GPIO的低延迟。

树莓Pico的大脑

Raspberry Pi Pico的核心是基金会自己的定制微控制器RP2040

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RP2040吸收了很多前任产品的优点。在设计芯片时,团队有三个主要目标。

  1. 第一个是确保芯片能够实现高性能,特别是在处理整数计算时。
  2. 其次,他们希望RP2040有一个超级灵活的I/O,使它能够与几乎所有其他设备交互。
  3. 最后一个设计目标是以尽可能低的价格实现这一切,这可以让大家省一大笔钱。

从目前团队展示的情况来看,这款新芯片似乎已经达到甚至超过了他们的大部分设计目标。

RP2040的参数

虽然与树莓派这样的单板电脑相比,CPU速度和RAM数量等一些东西听起来可能很低,但对于单片机来说,它已经很不错了。

尤其是单片机不用在上面运行一个沉重的操作系统。

  • 双核ARM Cortex-M0+ @133MHz。
  • 264KB的片上RAM
  • 通过专用的QSPI总线,支持高达16MB的片外闪存。
  • DMA控制器
  • 内插器和整数除法外设。
  • 30个GPIO引脚,其中4个可用作模拟输入。
  • 2 个 UART、2 个 SPI 控制器和 2 个 I2C 控制器。
  • 16 x PWM通道
  • 1 x USB 1.1控制器和PHY,支持主机和设备。
  • 8 个 Raspberry Pi 可编程 I/O (PIO) 状态机
  • USB大容量存储模式,支持UF2,可进行拖放编程。

RP2040的一个很酷的特点是它的PIO状态机。这些可编程的I/O端口可以完全在软件中定义新的硬件功能。这可以扩展RP2040的功能,因为端口并不是固定的某一特定功能。

🛒 Raspberry Pi Pico

Raspberry Pi Pico是RP2040芯片的低成本扩展板。

Raspberry-Pi-Pico-Topside.jpg

这块扩展板的设计是为了扩展芯片的功能,并轻松访问其大部分功能,如GPIO引脚。

它自带2MB闪存。这个闪存是用C或MicroPython编写的程序保存和运行的地方。

此外,该板还承载着电源电路,使该板能够从各种不同的电源中获取电力。这个电源电路能够处理1.8-5.5v的电压。

使用该电路,只需用两节串联的AA电池即可为设备供电。

Pico板上有一个按钮。这个按钮有几个作用,最重要的是它可以在启动接入USB大容量存储模式。

也可以在 Pico 完成启动后在脚本中使用此按钮。

Raspberry Pi Pico包含RP2040支持的30个GPIO引脚中的26个,而且有三个模拟引脚。

Raspberry-Pi-Pico-Underside-GPIO.jpg

需要注意的是,Raspberry Pi Pico并没有焊任何排针,直接上手难度较大。要么自己做,要么购买已经焊接了排针的板子。

不用焊接引脚的一个好处是,可以更方便地将设备连接到载板上。

Raspberry Pi Pico的参数

下面是树莓Pico的所有参数。

  • Raspberry Pi Pico的核心是RP2040芯片。
  • 26个多功能GPIO引脚,其中3个可以是模拟输入。
  • 2 MB的闪存
  • 温度传感器
  • 精确的片上时钟和定时器
  • 8 x 可编程IO状态机
  • 2 个 SPI,2 个 I2C,2 个 UART,3 个 ADC,16 个 PWM 通道。
  • ROM中的快速软件浮点库
  • 支持USB 1.1主机和设备
  • 直接焊接到载板上。

相较于Pico的低价位来说,它的功能非常丰富。RP2040是该团队最大的成就,它提供了丰富的功能,使树莓Pi Pico的用途非常广泛。

树莓 Pi Pico GPIO 引线

Pico提供的大量GPIO,Raspberry Pi基金会已经推出了他们的超级精心设计的图。

Raspberry-Pi-Pico-Pinout-Squared.png

使用此图,能够了解每个引脚的功能,规划如何将设备连接到 Pico。

Raspberry Pi Pico价位

Raspberry Pi团队几乎每推出一款新产品,都能做到一点,那就是价格合理。

Raspberry Pi Pico也不例外,价格仅有29块。现在可以从官方认可的Pi经销商处购买Pico。淘宝上也有很多卖家,点击链接可以获取特别优惠购买 🛒 Raspberry Pi Pico

在这个低价位上,真的是香。

它可以作为Raspberry Pi的完美伴侣,让你在执行低延迟I/O的同时,还可以使用更耗电的Raspberry Pi进行复杂的计算。

Raspberry Pi Pico的替代产品

尽管树莓Pi Pico是展会上的明星,但该基金会还是继续用RP2040芯片与其他公司合作。

像SparkFun、Adafruit甚至Adruino等公司都利用Pi Pico的大脑打造了自己的设备。

下面我们要列出一些树莓Pico的可用替代品。

Adafruit Feather RP2040

Adafruit首款采用树莓Pico芯片的产品是Feather RP2040。

Adafruit-Feather-RP2040-Product-Shot.jpg

这款产品带来了Feather系列的所有功能,现在核心使用的是新的RP2040芯片。

Adafruit Feather RP2040带来的一些显著特点如下。

  • USB-C接口
  • 鋰電池充電
  • 4MB的QSPI闪存
  • STEMMA QT I2C连接器
  • 21个GPIO引脚,其中4个是模拟输入(比Pico多一个)。

这款产品对于那些投资了Feather系列产品,又想快速使用Qwiic/QT/Grove传感器的用户来说是一个很好的选择。

Arduino Nano RP2040 Connect

Arduino带来了Arduino Nano RP2040 Connect。

Arduino-Nano-RP2040-Connect-Mockup.jpg

这个板子是树莓Pico功能最丰富的替代品之一。

采用与Pico相同的RP2040芯片,它还带来了许多其他功能。

Arduino Nano RP2040 Connect的一些突出特点包括以下几点。

  • 用于9轴IMU和麦克风的高质量NEMS传感器
  • 内置支持Wifi/蓝牙
  • ECC608加密芯片–允许支持加密。

除了Arduino的这款新芯片,团队还在努力让Adruino内核在新架构上运行。

很快就能在利用RP2040芯片的板子上使用Arduino IDE、命令行工具和库。

SparkFun Thing Plus – RP2040.

树莓Pico的最后一个替代品是Spark Thing Plus – RP2040,这个板子也使用了RP2040。

SparkFun-Thing-Plus-RP2040-Product-Shot.jpg

 

除了树莓Pico的微控制器提供的标准功能外,SparkFun Things Plus – RP2040还具有以下功能。

  • 一个SD卡插槽
  • 16MB的闪存
  • JST单节电池连接器
  • 可寻址WS2812 RB LED
  • JTAG PTH引脚
  • Qwiic连接器

这块板子最突出的特点之一就是提供了大量的闪存。

虽然大多数往往只提供4MB的闪存,但SparkFun Thing Plus RP2040拥有16MB的闪存。

除此之外,由于有了SD卡插槽,它还可以做进一步的扩展。

这块板子的一个缺点是,它开放了最少的RP2040的GPIO。在40个GPIO端口中,只有18个端口可以使用。

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