Raspberry Pi Pico — это мощная небольшая плата микроконтроллера с 40 контактами для подключения электроники. Узнайте, чем они все занимаются.
С момента своего появления в 2021 году плата микроконтроллера Raspberry Pi Pico вызвала ажиотаж в Интернете, и многие проекты были сосредоточены вокруг этой крошечной платы. Благодаря мощной системе на кристалле RP2040 и двум 20-контактным разъемам GPIO для подключения электроники, это миниатюрное чудо создало красивую и надежную платформу для инноваций среди домашних мастеров.
Вот все, что вам нужно знать о распиновке платы и о том, как с ней работать.
Варианты Raspberry Pi Pico
Оригинальная модель Raspberry Pi Pico, выпущенная в начале 2021 года, ознаменовала дебют компании Raspberry Pi в области плат для разработки микроконтроллеров. С тех пор к нему присоединился Pico W, который обеспечивает беспроводное подключение для проектов IoT. наряду с вариантами Pico H и WH с предварительно припаянными разъемами, но распиновка идентична на всех их.
Особенность |
Спецификация |
|---|---|
Фактор формы |
21 × 51 мм |
Процессор |
SoC RP2040 с двухъядерным процессором Arm Cortex-M0+ |
Тактовая частота |
133 МГц |
Память |
264 КБ встроенной SRAM |
Встроенная вспышка |
Флэш-память QSPI 2 МБ |
Входная мощность |
1,8–5,5 В постоянного тока |
Рабочая Температура |
от -20°С до +85°С |
Пико Х
Pico H просто устраняет зубчатые зацепления по краям и вводит предварительно припаянные штыревые контакты, сохраняя при этом ту же функциональность, что и у стандартной платы Pico.
Пико W
Опираясь на свой успех, компания Raspberry Pi еще больше расширила линейку Pico, представив Raspberry Pi Pico W в июне 2022 года. «W» означает «беспроводная связь», и эта новая итерация включает в себя чип Infineon CYW43439, позволяющий плате обеспечивать встроенное подключение Wi-Fi на частоте 2,4 ГГц через бортовую антенну. Он также поддерживает подключение по Bluetooth.
Для получения более подробной информации об этой беспроводной модели Pico ознакомьтесь с нашим руководством по что такое Raspberry Pi Pico W и для чего его можно использовать.
Распиновка Raspberry Pi Pico
Хотя на первый взгляд схема распиновки может показаться сложной, на самом деле ее можно упростить до отдельных и легко запоминающихся блоков. У нас есть контакты питания, ШИМ, АЦП, GPIO, связи и отладки.
Одна раздражающая особенность заключается в том, что маркировка выводов находится на нижней части платы, что может стать кошмаром при использовании Pico на макетной плате.
Контакты питания
Raspberry Pi Pico имеет несколько контактов питания, в том числе VBUS, ВСИС, и 3V3. VBUS контакт используется для питания Pico через USB и подключен к контакту 1 порта micro-USB, в то время как ВСИС вывод позволяет подключить внешний источник питания для подачи питания на плату.
3V3 контакт обеспечивает регулируемое выходное напряжение 3,3 В, которое можно использовать для питания внешних компонентов.
На плате есть и другие контакты питания, которые можно использовать в особых случаях, как указано ниже:
Приколоть |
Описание |
|---|---|
ADC_VREF |
Напряжение питания вывода АЦП, отфильтрованное от источника питания 3,3 В на плате. (Контакт 35) |
АГНД |
Заземление для GPIO26-29, подключенное к отдельной аналоговой заземляющей пластине. Может быть подключен к цифровой земле. (Контакт 33) |
3V3_EN |
Подключается к контакту включения встроенного SMPS. Высокий (до VSYS) с резистором 100 кОм. Замкните его, чтобы отключить 3,3 В. |
ЗАЗЕМЛЕНИЕ |
Заземляющие штифты. |
БЕГАТЬ |
Контакт включения RP2040 с внутренним подтягивающим резистором (~ 50 кОм) до 3,3 В. Замкните этот контакт на низкий уровень, чтобы сбросить RP2040. |
Контакты GPIO
Из 40 контактов 26 являются контактами GPIO (универсальный ввод/вывод). Помечено от GP0 к GP28, эти контакты могут обрабатывать операции как цифрового ввода, так и вывода, что дает вам необходимую гибкость в ваших проектах. Лучше понять, если вы попробовали некоторые проекты для Raspberry Pi Pico самостоятельно, чтобы вы взаимодействовали с этими булавками на практике.
Одно замечание: четыре контакта GPIO, ГП23, ГП24, ГП25, и GP29, не отображаются в заголовке. Вместо этого они предназначены для внутренних функций платы. Вот разбивка:
Контакт GPIO |
Функциональность |
Описание |
|---|---|---|
GPIO29 |
Режим АЦП (ADC3) для измерения VSYS/3 |
Контролирует уровни напряжения |
GPIO25 |
Подключен к пользовательскому светодиоду |
Позволяет контролировать выход светодиода |
GPIO24 |
Индикатор наличия VBUS |
Высокий уровень при наличии VBUS, низкий уровень в противном случае |
GPIO23 |
Управляет встроенной функцией энергосбережения SMPS |
Действует как удобный выключатель питания |
Аналоговые выводы
Плата Pico имеет четыре выделенных аналоговых контакта с 12-битным АЦП (аналогово-цифровым преобразователем), что дает вам возможность выполнять широкий спектр проектов с этой крошечной платой.
Среди этих четырех контактов один из них (АЦП4) не отображается как контакт GPIO на плате. Вместо этого он служит уникальной цели, будучи внутренним соединением с датчиком температуры. Эта оригинальная конструкция позволяет напрямую использовать встроенный датчик температуры. Проще говоря, вы можете получить значения температуры этого датчика, прочитав аналоговое значение АЦП4.
Для справки, вот сопоставление контактов АЦП с соответствующими контактами GPIO:
- АЦП0: Сопоставлено с ГП26.
- АЦП1: Сопоставлено с ГП27.
- АЦП2: Сопоставлено с GP28.
Плата также имеет восемь блоков ШИМ (широтно-импульсной модуляции), пронумерованных от 1 до 8, каждый из которых имеет два выхода ШИМ, которыми он может управлять одновременно. Короче говоря, у вас есть доступ к 16 выходным каналам ШИМ, которые можно использовать в любой момент времени.
Важно отметить, что два контакта GPIO с одинаковым обозначением PWM не могут использоваться одновременно. Это ограничение обеспечивает правильную работу и предотвращает конфликты при настройке выходного сигнала ШИМ.
Коммуникационные контакты
Для связи с устройствами плата Pi Pico использует определенные контакты. Теперь следует отметить, что Raspberry Pi Pico щедро предлагает все 26 контактов общего назначения для SCL, SDA, TX и RX. Давайте рассмотрим конкретные контакты, используемые для каждого протокола.
СПИ
Для связи доступны два интерфейса SPI: SPI0 и SPI1.
SPI-контроллер |
RX (выводы GPIO) |
TX (выводы GPIO) |
CLK (выводы GPIO) |
CSn (выводы GPIO) |
|---|---|---|---|---|
SPI0 |
GP0/GP4/GP16 (контакт 1/6/24) |
GP3/GP7/GP19 (контакт 4/9/37) |
GP2/GP6/GP18 (контакт 3/8/35) |
GP1/GP5/GP17 (контакт 2/7/37) |
SPI1 |
GP8/GP12 (контакт 12/16) |
GP11/GP15 (контакт 15/19) |
GP10/GP14 (контакт 14/18) |
GP9/GP13 (контакт 13/17) |
I2C
Вот все контакты, которые вы можете использовать для связи I2C:
I2C-контроллер |
SDA (выводы GPIO) |
SCL (выводы GPIO) |
|---|---|---|
I2C0 |
GP0/GP4/GP8/GP12/GP16/GP20 (контакт 1/6/12/16/24/38) |
GP1/GP5/GP9/GP13/GP17/GP21 (контакт 2/7/13/17/25/40) |
I2C1 |
GP2/GP6/GP10/GP14/GP18/GP26 (контакт 3/8/14/18/35/37) |
GP3/GP7/GP11/GP15/GP19/GP27 (контакт 4/9/15/19/37/39) |
UART
Плата Pi Pico имеет два интерфейса UART с выводами, как показано в таблице ниже:
UART |
TX (выводы GPIO) |
RX (выводы GPIO) |
|---|---|---|
UART0 |
GP0/GP12/GP16 (контакт 1/12/24) |
GP1/GP13/GP17 (контакт 2/13/25) |
UART1 |
GP4/GP8 (контакт 6/12) |
GP5/GP9 (контакт 7/13) |
Отладочные контакты
Плата Raspberry Pi Pico имеет три выделенных контакта для отладки, которые можно использовать для устранения неполадок и отладки.
- SWD ЗАЗЕМЛЕНИЕ (Отладка последовательного провода): этот контакт действует как контакт заземления для двухпроводного интерфейса.
- SWCLK (Serial Wire Clock): этот контакт связан с интерфейсом SWD и обеспечивает тактовый сигнал для синхронизированной связи во время отладки.
- СВДИО (Serial Wire Debug I/O): этот двунаправленный контакт также является частью интерфейса SWD и передает как сигналы управления, так и сигналы данных во время отладки.
Эти контакты обеспечивают прямой доступ к важным сигналам и интерфейсам на плате Pico, что позволяет отслеживать и анализировать поведение системы в процессе отладки — это можно упростить, используя Зонд отладки Raspberry Pi.
Функция PIO
Функция PIO (программируемый ввод/вывод) в Pi Pico — это специальный аппаратный блок, который позволяет Pi Pico выполнять пользовательские задачи цифровой обработки сигналов и управления. Это похоже на наличие дополнительного выделенного процессора внутри Pi Pico, который может быстро и эффективно выполнять сложные задачи, освобождая основной процессор.
PIO можно запрограммировать для выполнения различных задач, таких как генерация точных сигналов синхронизации, чтение и запись данных на внешние устройства и даже реализация простых алгоритмов. Его также можно использовать для создания пользовательских интерфейсов для подключения устройств (в дополнение к стандартным протоколам I2C, SPI и UART).
Раскройте свой пико
Raspberry Pi Pico — мощная и универсальная плата микроконтроллера. Его 40 контактов включают 26 контактов GPIO для входов и выходов, что делает его идеальным для работы с электроникой. Также стоит отметить, что распиновка Raspberry Pi Pico осталась неизменной, несмотря на постоянно меняющиеся варианты, что упрощает работу с разными моделями одной линейки.
