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。
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,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
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。
- 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。
- 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。
- 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。
树莓派Pico
Raspberry Pi Pico是RP2040芯片的低成本扩展板。
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。
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。
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,在万能的淘宝上价格仅有29块。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。
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
- 锂電池充電
- 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。
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。
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。