Raspberry Pi Pico یک برد میکروکنترلر کوچک قدرتمند با 40 پین برای اتصال وسایل الکترونیکی است. دریابید که همه آنها چه می کنند.
از زمان معرفی خود در سال 2021، برد میکروکنترلر Raspberry Pico با پروژه های زیادی که حول این برد کوچک متمرکز شده اند، سر و صدای زیادی در اینترنت ایجاد کرده است. این شگفت‌انگیز مینیاتوری با سیستم روی تراشه قدرتمند RP2040 و هدرهای 20 پین GPIO دوقلو برای اتصال وسایل الکترونیکی، یک پلتفرم زیبا و قوی برای نوآوری در بین افراد DIY ایجاد کرده است.
در اینجا همه چیزهایی است که باید در مورد پین اوت برد و نحوه کار با آن بدانید.
انواع Raspberry Pi Pico
مدل اصلی Raspberry Pi Pico که در اوایل سال 2021 عرضه شد، اولین شرکت Raspberry Pi را در فضای برد توسعه میکروکنترلرها نشان داد. از آن زمان، Pico W که دارای اتصال بی‌سیم برای پروژه‌های IoT است، به همراه انواع Pico H و WH با هدرهای از پیش لحیم‌شده، به آن ملحق شده است، اما پین‌آوت در همه آنها یکسان است.
ویژگی
مشخصات
فاکتور فرم
21 × 51 میلی متر
پردازنده
SoC RP2040 با بازوی دو هسته ای Cortex-M0+
سرعت ساعت
133 مگاهرتز
حافظه
264 کیلوبایت SRAM روی تراشه
Onboard Flash
2 مگابایت QSPI Flash
ورودی برق
1.8 ولت – 5.5 ولت DC
دمای عملیاتی
-20 درجه سانتی گراد تا +85 درجه سانتی گراد
پیکو اچ
Pico H به سادگی پیوندهای پین را در لبه‌ها حذف می‌کند و پین‌های هدر از قبل لحیم‌شده را معرفی می‌کند، در حالی که عملکردی یکسان با برد استاندارد Pico حفظ می‌کند.
پیکو دبلیو
بر اساس موفقیت خود، شرکت رزبری پای با معرفی Raspberry Pi Pico W در ژوئن 2022، خط تولید Pico را بیشتر گسترش داد. W مخفف بی سیم است، و این تکرار جدید از تراشه CYW43439 Infineon استفاده می کند و برد را قادر می سازد تا به صورت داخلی ارائه دهد. اتصال Wi-Fi 2.4 گیگاهرتز از طریق آنتن داخلی. همچنین از اتصال بلوتوث پشتیبانی می کند.
برای جزئیات بیشتر در مورد این مدل Pico بی سیم، راهنمای ما در مورد چیستی Raspberry Pi Pico W و آنچه می توانید از آن استفاده کنید را بررسی کنید.
Raspberry Pi Pico Pinout
اگرچه نمودار پین‌آوت ممکن است در نگاه اول پیچیده به نظر برسد، اما در واقع می‌توان آن را به بلوک‌های متمایز و آسان برای به خاطر سپردن ساده کرد. ما پین های پاور، PWM، ADC، GPIO، ارتباطات و اشکال زدایی داریم.
یکی از ویژگی‌های آزاردهنده این است که برچسب‌های پین‌آوت در پایین تخته قرار دارند – که در هنگام استفاده از Pico روی تخته نان می‌تواند یک کابوس باشد.
پین های پاور
Raspberry Pi Pico دارای چندین پایه پاور از جمله VBUS، VSYS و 3V3 است. پایه VBUS برای تغذیه Pico از طریق USB استفاده می شود و به پایه پورت micro-USB 1 متصل می شود، در حالی که پایه VSYS اجازه می دهد تا یک منبع تغذیه خارجی برای تامین برق برد متصل شود.
پین 3V3 یک خروجی برق 3.3 ولت تنظیم شده را ارائه می دهد که می تواند برای تامین انرژی قطعات خارجی استفاده شود.
پایه های پاور دیگری نیز روی برد وجود دارد که می توان از آنها برای موارد خاص استفاده کرد که در زیر مشخص شده است:
سنجاق
شرح
ADC_VREF
ولتاژ منبع تغذیه پین ADC، فیلتر شده از منبع تغذیه 3.3 ولت روی برد. (پین 35)
AGND
مرجع زمین برای GPIO26-29، متصل به صفحه زمین آنالوگ جداگانه. می تواند به زمین دیجیتال متصل شود. (پین 33)
3V3_EN
به پین فعال SMPS داخلی متصل می شود. بالا (به VSYS) با یک مقاومت 100 کیلو اهم. برای غیرفعال کردن 3.3 ولت آن را کوتاه کنید.
GND
پین های زمین.
اجرا کن
پین فعال RP2040 با یک مقاومت کششی داخلی (~50kΩ) تا 3.3 ولت. این پین را کوتاه کنید تا RP2040 بازنشانی شود.
پین های GPIO
از 40 پین، 26 عدد از آنها پین های GPIO (ورودی/خروجی عمومی) هستند. این پین‌ها که از GP0 تا GP28 برچسب‌گذاری شده‌اند، می‌توانند هم عملیات ورودی و هم خروجی دیجیتال را انجام دهند و به شما انعطاف‌پذیری لازم را در پروژه‌های خود می‌دهند. بهتر است درک کنید که برخی از پروژه ها را برای Raspberry Pi Pico به تنهایی امتحان کنید تا در عمل با این پین ها تعامل داشته باشید.
یک نکته قابل توجه است: چهار عدد از این پین‌های GPIO، GP23، GP24، GP25 و GP29، در هدر نمایش داده نمی‌شوند. در عوض، آنها به عملکردهای داخلی برد اختصاص داده شده اند. در اینجا یک تفکیک وجود دارد:
پین GPIO
عملکرد
شرح
GPIO29
حالت ADC (ADC3) برای اندازه گیری VSYS/3
سطوح ولتاژ را کنترل می کند
GPIO25
به LED کاربر متصل است
امکان کنترل خروجی LED را فراهم می کند
GPIO24
نشانگر حضور VBUS
زمانی که VBUS وجود دارد بالا می رود، در غیر این صورت کم می شود
GPIO23
عملکرد SMPS Power Save را کنترل می کند
به عنوان یک کلید برق مناسب عمل می کند
پین های آنالوگ
برد Pico دارای چهار پین آنالوگ اختصاصی با ADC 12 بیتی (مبدل آنالوگ به دیجیتال) است که به شما قدرت انجام طیف وسیعی از پروژه ها را با این برد کوچک می دهد.
در بین این چهار پایه، یکی از آنها (ADC4) به عنوان یک پایه GPIO روی برد ظاهر نمی شود. در عوض، با اتصال داخلی به سنسور دما، هدف منحصر به فردی را دنبال می کند. این طراحی مبتکرانه به شما امکان می دهد تا به طور مستقیم از سنسور دمای داخلی استفاده کنید. به زبان ساده، با خواندن مقدار آنالوگ ADC4 می توانید مقادیر دمایی این سنسور را بدست آورید.
برای مرجع، در اینجا نگاشت پین های ADC به پین های GPIO مربوطه آنها آمده است:
- ADC0: نگاشت به GP26.
- ADC1: نگاشت به GP27.
- ADC2: نگاشت به GP28.
این برد همچنین دارای هشت بلوک PWM (مدولاسیون عرض پالس) است که از 1 تا 8 شماره گذاری شده اند، که هر کدام دارای دو خروجی PWM است که می تواند به طور همزمان حرکت کند. به طور خلاصه، شما به 16 کانال خروجی PWM دسترسی دارید که در هر زمان قابل استفاده هستند.
توجه به این نکته مهم است که دو پین GPIO که دارای یک نام PWM هستند نمی توانند به طور همزمان استفاده شوند. این محدودیت عملکرد مناسب را تضمین می کند و از تداخل در هنگام پیکربندی خروجی سیگنال PWM جلوگیری می کند.
پین های ارتباطی
برای ارتباط با دستگاه ها، برد Pi Pico به پین های خاصی متکی است. اکنون آنچه قابل توجه است این است که Raspberry Pi Pico سخاوتمندانه تمام 26 پین همه منظوره را برای SCL، SDA، TX و RX ارائه می دهد. بیایید پین های خاص مورد استفاده برای هر پروتکل را بررسی کنیم.
SPI
دو رابط SPI برای ارتباط موجود است: SPI0 و SPI1.
کنترلر SPI
RX (پین های GPIO)
TX (پین های GPIO)
CLK (پین های GPIO)
CSn (پین های GPIO)
SPI0
GP0/GP4/GP16 (پین 1/6/24)
GP3/GP7/GP19 (پین 4/9/37)
GP2/GP6/GP18 (پین 3/8/35)
GP1/GP5/GP17 (پین 2/7/37)
SPI1
GP8/GP12 (پین 12/16)
GP11/GP15 (پین 15/19)
GP10/GP14 (پین 14/18)
GP9/GP13 (پین 13/17)
I2C
در اینجا تمام پین هایی وجود دارد که می توانید برای ارتباط I2C استفاده کنید:
کنترلر I2C
SDA (پین های GPIO)
SCL (پین های GPIO)
I2C0
GP0/GP4/GP8/GP12/GP16/GP20 (پین 1/6/12/16/24/38)
GP1/GP5/GP9/GP13/GP17/GP21 (Pin 2/7/13/17/25/40)
I2C1
GP2/GP6/GP10/GP14/GP18/GP26 (پین 3/8/14/18/35/37)
GP3/GP7/GP11/GP15/GP19/GP27 (پین 4/9/15/19/37/39)
UART
برد Pi Pico دارای دو رابط UART با پین است که در جدول زیر نشان داده شده است:
UART
TX (پین های GPIO)
RX (پین های GPIO)
UART0
GP0/GP12/GP16 (پین 1/12/24)
GP1/GP13/GP17 (پین 2/13/25)
UART1
GP4/GP8 (پین 6/12)
GP5/GP9 (پین 7/13)
پین های اشکال زدایی
برد Raspberry Pi Pico دارای سه پین دیباگ اختصاصی است که می توان از آنها برای عیب یابی و رفع اشکال استفاده کرد.
- SWD GND (Serial Wire Debug): این پین به عنوان پایه زمین برای رابط دو سیم عمل می کند.
- SWCLK (ساعت سیمی سریال): این پین با رابط SWD مرتبط است و سیگنال ساعت را برای ارتباطات هماهنگ در هنگام اشکال زدایی فراهم می کند.
- SWDIO (Serial Wire Debug I/O): این پین دو طرفه نیز بخشی از رابط SWD است و سیگنال های کنترل و داده را در حین اشکال زدایی حمل می کند.
این پین‌ها دسترسی مستقیم به سیگنال‌ها و رابط‌های مهم در برد Pico را فراهم می‌کنند و به شما امکان می‌دهند رفتار سیستم را در طول فرآیند اشکال‌زدایی نظارت و تجزیه و تحلیل کنید—این را می‌توان با استفاده از یک کاوشگر اشکال زدایی Raspberry Pi آسان‌تر کرد.
ویژگی PIO
ویژگی PIO (ورودی/خروجی قابل برنامه ریزی) در Pi Pico یک بلوک سخت افزاری ویژه است که به Pi Pico اجازه می دهد تا پردازش و کنترل سیگنال دیجیتال سفارشی را انجام دهد. مانند داشتن یک پردازنده اختصاصی اضافی در داخل Pi Pico است که می تواند کارهای پیچیده را به سرعت و کارآمد انجام دهد و CPU اصلی را آزاد کند.
PIO را می توان برای انجام وظایف مختلف مانند تولید سیگنال های زمان بندی دقیق، خواندن و نوشتن داده ها در دستگاه های خارجی و حتی اجرای الگوریتم های ساده برنامه ریزی کرد. همچنین می توان از آن برای ایجاد رابط های سفارشی برای اتصال دستگاه ها (علاوه بر پروتکل های استاندارد I2C، SPI و UART) استفاده کرد.
پیکو خود را آزاد کنید
Raspberry Pi Pico یک برد میکروکنترلر قدرتمند و همه کاره است. 40 پین آن شامل 26 پین GPIO برای ورودی و خروجی است که آن را برای سرهم بندی الکترونیکی ایده آل می کند. همچنین شایان ذکر است که پایه‌های Raspberry Pi Pico علیرغم گونه‌های در حال تکامل آن ثابت مانده است و به شما امکان کار با مدل‌های مختلف یک خط را می‌دهد.