Kể từ khi được giới thiệu vào năm 2021, bo mạch vi điều khiển Raspberry Pi Pico đã gây xôn xao trên mạng với nhiều dự án xoay quanh chiếc bo mạch nhỏ bé này. Với hệ thống trên chip RP2040 mạnh mẽ và đầu cắm GPIO 20 chân kép để kết nối thiết bị điện tử, điều kỳ diệu thu nhỏ này đã tạo ra một nền tảng đẹp và mạnh mẽ cho sự đổi mới của những người tự làm.
Đây là mọi thứ bạn cần biết về sơ đồ chân của bo mạch và cách làm việc với nó.
Biến thể Raspberry Pi Pico
Mẫu Raspberry Pi Pico ban đầu, được ra mắt vào đầu năm 2021, đánh dấu sự ra mắt của công ty Raspberry Pi trong lĩnh vực bo mạch phát triển vi điều khiển. Kể từ đó, nó đã được tham gia bởi Pico W, có tính năng kết nối không dây cho các dự án IoT, cùng với các biến thể Pico H và WH với các tiêu đề được hàn sẵn, nhưng sơ đồ chân giống hệt nhau trên tất cả chúng.
| Tính năng | Sự chỉ rõ |
|---|---|
| Yếu tố hình thức | 21×51mm |
| bộ vi xử lý | SoC RP2040 với Arm Cortex-M0+ lõi kép |
| Tốc độ đồng hồ | 133MHz |
| Ký ức | SRAM trên chip 264kB |
| Đèn flash trên bo mạch | 2MB QSPI Flash |
| Nguồn điện đầu vào | 1.8V – 5.5V một chiều |
| Nhiệt độ hoạt động | -20°C đến +85°C |
Pico H
Pico H chỉ đơn giản là loại bỏ các dấu chân cắm trên các cạnh và giới thiệu các chân cắm tiêu đề được hàn sẵn, đồng thời duy trì chức năng giống hệt như bo mạch Pico tiêu chuẩn.
Pico W
Dựa trên thành công của mình, công ty Raspberry Pi đã mở rộng thêm dòng sản phẩm Pico với việc giới thiệu Raspberry Pi Pico W vào tháng 6 năm 2022. Chữ “W” là viết tắt của wireless và phiên bản mới này kết hợp chip CYW43439 của Infineon, cho phép bo mạch cung cấp khả năng tích hợp -trong kết nối Wi-Fi 2,4 GHz thông qua ăng-ten trên bo mạch. Nó cũng hỗ trợ kết nối Bluetooth.
Để biết thêm chi tiết về mẫu Pico không dây này, hãy xem hướng dẫn của chúng ta về Raspberry Pi Pico W là gì và bạn có thể sử dụng nó để làm gì.
Sơ đồ chân Raspberry Pi Pico
Mặc dù sơ đồ sơ đồ chân có thể thoạt nhìn có vẻ phức tạp, nhưng nó thực sự có thể được đơn giản hóa thành các khối riêng biệt và dễ nhớ. Chúng ta có các chân nguồn, PWM, ADC, GPIO, giao tiếp và gỡ lỗi.
Một điều khó chịu là việc ghi nhãn sơ đồ chân nằm ở dưới cùng của bảng — đây có thể là một cơn ác mộng khi sử dụng Pico trên bảng mạch.
Chốt điện
Raspberry Pi Pico có một số chân nguồn, bao gồm cả VBUS, VSYSVà 3V3. Các VBUS chân được sử dụng để cấp nguồn cho Pico qua USB và được kết nối với chân 1 của cổng micro-USB, trong khi chân VSYS pin cho phép kết nối nguồn điện bên ngoài để cung cấp năng lượng cho bo mạch.
Các 3V3 pin cung cấp đầu ra nguồn 3,3V được điều chỉnh, có thể được sử dụng để cấp nguồn cho các bộ phận bên ngoài.
Có các chân nguồn khác có trên bo mạch có thể được sử dụng cho các trường hợp đặc biệt, như được chỉ định bên dưới:
| Ghim | Sự miêu tả |
|---|---|
| ADC_VREF | Điện áp cấp nguồn chân ADC, được lọc từ nguồn 3,3V trên bo mạch. (Chốt 35) |
| AGND | Tham chiếu mặt đất cho GPIO26-29, được kết nối với mặt phẳng mặt đất tương tự riêng biệt. Có thể được liên kết với mặt đất kỹ thuật số. (Chốt 33) |
| 3V3_VI | Kết nối với chân kích hoạt SMPS trên bo mạch. Cao (đến VSYS) với điện trở 100kΩ. Rút ngắn nó để tắt 3,3V. |
| GND | Chân nối đất. |
| CHẠY | Chân kích hoạt RP2040 có điện trở kéo lên bên trong (~50kΩ) đến 3,3V. Rút ngắn chân này xuống mức thấp để đặt lại RP2040. |
Chân GPIO
Trong số 40 chân, 26 trong số đó là chân GPIO (Đầu vào/Đầu ra mục đích chung). dán nhãn từ GP0 ĐẾN GP28, các chân cắm này có thể xử lý cả hoạt động đầu vào và đầu ra kỹ thuật số, mang đến cho bạn sự linh hoạt cần thiết trong các dự án của mình. Sẽ hiểu rõ hơn nếu bạn tự mình thử một số dự án cho Raspberry Pi Pico để tương tác với các chân này trong thực tế.
Một điều cần lưu ý: bốn trong số các chân GPIO này, GP23, GP24, GP25Và GP29, không được hiển thị trên tiêu đề. Thay vào đó, chúng được dành riêng cho các chức năng của bảng nội bộ. Đây là một sự cố:
| Pin GPIO | chức năng | Sự miêu tả |
|---|---|---|
| GPIO29 | Chế độ ADC (ADC3) để đo VSYS/3 | Giám sát mức điện áp |
| GPIO25 | Đã kết nối với đèn LED người dùng | Cho phép kiểm soát đầu ra LED |
| GPIO24 | Chỉ báo cho sự hiện diện của VBUS | Lên cao khi có VBUS, thấp nếu không |
| GPIO23 | Kiểm soát chức năng Tiết kiệm năng lượng SMPS trên bo mạch | Hoạt động như một công tắc nguồn tiện lợi |
Chân Analog
Bo mạch Pico có bốn chân analog chuyên dụng tự hào có ADC 12 bit (bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số), cung cấp cho bạn sức mạnh để thực hiện nhiều loại dự án với bo mạch nhỏ bé này.
Trong số bốn chân này, một trong số chúng (ADC4) không xuất hiện dưới dạng chân GPIO trên bảng. Thay vào đó, nó phục vụ một mục đích duy nhất bằng cách được kết nối bên trong với cảm biến nhiệt độ. Thiết kế khéo léo này cho phép bạn tận dụng trực tiếp cảm biến nhiệt độ tích hợp. Nói một cách đơn giản, bạn có thể nhận được các giá trị nhiệt độ của cảm biến này bằng cách đọc giá trị tương tự của ADC4.
Để tham khảo, đây là ánh xạ của các chân ADC với các chân GPIO tương ứng của chúng:
- ADC0: Ánh xạ tới GP26.
- ADC1: Ánh xạ tới GP27.
- ADC2: Ánh xạ tới GP28.
Bo mạch cũng có tám khối PWM (điều chế độ rộng xung) được đánh số từ 1 đến 8, mỗi khối có hai đầu ra PWM có thể điều khiển đồng thời. Nói tóm lại, bạn có quyền truy cập vào 16 kênh đầu ra PWM có thể được sử dụng tại bất kỳ thời điểm nào.
Điều quan trọng cần lưu ý là không thể sử dụng đồng thời hai chân GPIO có cùng ký hiệu PWM. Hạn chế này đảm bảo chức năng phù hợp và tránh xung đột khi định cấu hình đầu ra tín hiệu PWM.
Ghim giao tiếp
Để giao tiếp với các thiết bị, bảng Pi Pico dựa vào các chân cụ thể. Bây giờ, điều đáng chú ý là Raspberry Pi Pico hào phóng cung cấp tất cả 26 chân đa năng cho SCL, SDA, TX và RX. Hãy xem qua các chân cụ thể được sử dụng cho từng giao thức.
SPI
Có hai giao diện SPI có sẵn để liên lạc: SPI0 Và SPI1.
| Bộ điều khiển SPI | RX (Chân GPIO) | TX (Chân GPIO) | CLK (Chân GPIO) | CSn (Chân GPIO) |
|---|---|---|---|---|
| SPI0 | GP0/GP4/GP16 (Chân 1/6/24) | GP3/GP7/GP19 (Chân 4/9/37) | GP2/GP6/GP18 (Chân 3/8/35) | GP1/GP5/GP17 (Chân 2/7/37) |
| SPI1 | GP8/GP12 (Chân 12/16) | GP11/GP15 (Chân 15/19) | GP10/GP14 (Chân 14/18) | GP9/GP13 (Chân 13/17) |
I2C
Dưới đây là tất cả các chân bạn có thể sử dụng cho giao tiếp I2C:
| Bộ điều khiển I2C | SDA (Chân GPIO) | SCL (Chân GPIO) |
|---|---|---|
| I2C0 | GP0/GP4/GP8/GP12/GP16/GP20 (Chân 1/6/12/16/24/38) | GP1/GP5/GP9/GP13/GP17/GP21 (Chân 2/7/13/17/25/40) |
| I2C1 | GP2/GP6/GP10/GP14/GP18/GP26 (Chân 3/8/14/18/35/37) | GP3/GP7/GP11/GP15/GP19/GP27 (Chân 4/9/15/19/37/39) |
UART
Bảng Pi Pico có hai giao diện UART với các chân, như trong bảng bên dưới:
| UART | TX (Chân GPIO) | RX (Chân GPIO) |
|---|---|---|
| UART0 | GP0/GP12/GP16 (Chân 1/12/24) | GP1/GP13/GP17 (Chốt 2/13/25) |
| UART1 | GP4/GP8 (Chân 6/12) | GP5/GP9 (Chân 7/13) |
Ghim gỡ lỗi
Bo mạch Raspberry Pi Pico có ba chân gỡ lỗi chuyên dụng có thể được sử dụng cho mục đích khắc phục sự cố và gỡ lỗi.
- SWD GND (Gỡ lỗi dây nối tiếp): Chân này đóng vai trò là chân nối đất cho giao diện hai dây.
- SWCLK (Đồng hồ dây nối tiếp): Chân này được liên kết với giao diện SWD và cung cấp tín hiệu đồng hồ để liên lạc được đồng bộ hóa trong quá trình gỡ lỗi.
- SWDIO (I/O gỡ lỗi dây nối tiếp): Chân hai chiều này cũng là một phần của giao diện SWD và mang cả tín hiệu điều khiển và dữ liệu trong quá trình gỡ lỗi.
Các chân này cung cấp quyền truy cập trực tiếp vào các tín hiệu và giao diện quan trọng trên bo mạch Pico, cho phép bạn theo dõi và phân tích hành vi của hệ thống trong quá trình gỡ lỗi—điều này có thể được thực hiện dễ dàng hơn bằng cách sử dụng Bộ thăm dò gỡ lỗi Raspberry Pi.
Tính năng PIO
Tính năng PIO (Đầu vào/Đầu ra có thể lập trình) trong Pi Pico là một khối phần cứng đặc biệt cho phép Pi Pico thực hiện các tác vụ điều khiển và xử lý tín hiệu số tùy chỉnh. Nó giống như có thêm một bộ xử lý chuyên dụng bên trong Pi Pico có thể xử lý các tác vụ phức tạp một cách nhanh chóng và hiệu quả, giải phóng CPU chính.
PIO có thể được lập trình để xử lý các tác vụ khác nhau như tạo tín hiệu thời gian chính xác, đọc và ghi dữ liệu vào các thiết bị bên ngoài và thậm chí thực hiện các thuật toán đơn giản. Nó cũng có thể được sử dụng để tạo các giao diện tùy chỉnh để kết nối các thiết bị (ngoài các giao thức I2C, SPI và UART tiêu chuẩn).
Giải phóng Pico của bạn
Raspberry Pi Pico là một bảng vi điều khiển mạnh mẽ và linh hoạt. 40 chân của nó bao gồm 26 chân GPIO cho đầu vào và đầu ra, làm cho nó trở nên lý tưởng cho việc mày mò điện tử. Cũng cần lưu ý rằng sơ đồ chân của Raspberry Pi Pico vẫn nhất quán mặc dù các biến thể đang phát triển của nó—giúp bạn dễ dàng làm việc với các mẫu khác nhau của cùng một dòng.