Xin lưu ý: Đây là Raspberry Pi Pico, phiên bản đã hàn sẵn header, chính thức từ Raspberry Pi. 

Vi điều khiển Đầu tiên từ Raspberry Pi - Pico

Được phát hành vào ngày 21 tháng 1 năm 2021, Raspberry Pi Pico là bo mạch vi điều khiển đầu tiên được phát triển bởi Raspberry Pi Foundation. Nó được dựa trên IC / Silicon vi điều khiển đầu tiên - RP2040, được thiết kế và sản xuất bởi các kỹ sư của Raspberry Pi. Raspberry Pi đã rất nổi tiếng trong việc sản xuất máy tính nhúng (SBC) kể từ khi ra mắt Raspberry Pi 1 vào tháng 2 năm 2012. Giờ đây, nhóm kỹ sư mang đến một tin tuyệt vời khác cho các nhà chế tạo kỹ thuật số trên toàn thế giới - bo mạch vi điều khiển đầu tiên của RPI.

Raspberry Pi Pico là gì? Một bo mạch phát triển Vi Điều Khiển

Vậy thì, Raspberry Pi 4 Model B và Raspberry Pi Pico khác nhau như thế nào? Về cơ bản, Raspberry Pi 4 Model B là một bo mạch máy tính hoặc máy tính nhúng, bạn có thể sử dụng nó để chơi trò chơi, làm việc, ghi dữ liệu, lướt Internet, xem phim, giống như một trình phát đa phương tiện, v.v. Raspberry Pi Pico không được thiết kế để thay thế Raspberry Pi 4 Model B (hoặc những bo mạch tương tự),  nó được dành riêng cho các dự án máy tính vật lý, để điều khiển mọi thứ từ các linh kiện điện tử nhỏ, đèn LED, động cơ; đọc thông tin từ các cảm biến hoặc giao tiếp với các bộ vi điều khiển khác.

Có lẽ chúng ta đã có rất nhiều vi điều khiển trong nhà. Ví dụ, một máy giặt sẽ được điều khiển bởi một bộ vi điều khiển; rất có thể đồng hồ của chúng ta cũng vậy; trong lò vi sóng cũng có một vi điều khiển. Tất nhiên, tất cả các vi điều khiển này đã được viết lên những chương trình riêng, tùy theo ứng dụng của chúng.

Raspberry Pi Pico là một bo mạch vi điều khiển có thể thực hiện tính toán vật lý và có thể dễ dàng lập trình qua kết nối USB.

Lập trình với MicroPython

Vì Python là ngôn ngữ lập trình chính thức của Hệ điều hành Raspberry Pi, nên MicroPython được chọn là một trong những ngôn ngữ lập trình cho Raspberry Pi Pico. MicroPython là một triển khai gọn gàng và hiệu quả của ngôn ngữ lập trình Python 3 bao gồm một bộ thư viện chuẩn Python và được tối ưu để chạy trên vi điều khiển và trong các môi trường hạn chế.

MicroPython có đầy đủ các tính năng nâng cao như interactive prompt, arbitrary precision integers, closures, list comprehension, generators, exception handling, v.v. Tuy nhiên, nó nhỏ gọn và phù hợp để chạy trong một bộ vi điều khiển như Raspberry Pi Pico. MicroPython được thiết kế với mục tiêu tương thích tối đa với Python bình thường nhất có thể để cho phép bạn chuyển mã dễ dàng từ máy tính để bàn sang bộ vi điều khiển hoặc hệ thống nhúng.

Tải chương trình MicroPython lên Raspberry Pi Pico rất dễ dàng. Chỉ cần kết nối Pico với bất kỳ máy tính nào (bao gồm Raspberry Pi SBC) qua USB, sau đó kéo và thả tệp vào đó. Thật vậy, chúng ta chỉ cần kéo và thả! Rất dễ dàng đúng không nào! Và Raspberry Pi Foundation đã tạo một tập tin UF2 có thể tải xuống để giúp bạn cài đặt MicroPython dễ dàng hơn. Hãy truy cập trang Bắt đầu của Raspberry Pi để tải xuống các tệp cần thiết. Hoặc bạn có thể nhận cho mình một bản in của "Bắt đầu với MicroPython trên Raspberry Pi Pico" và bắt đầu hành trình tạo kỹ thuật số của mình.

Lập trình với C/C++

Đừng lo, C/C++ sẽ không bị lãng quên :) Bạn có thể lập trình Raspberry Pi Pico với C hoặc C++. Để bắt đầu, bạn có thể tham khảo trang này.

Hoạt Động Liền Mạch Với Máy tính Raspberry Pi

Lúc nào bạn cũng có thể kết nối Raspberry Pi Pico với bất kỳ máy tính ưa thích chạy Windows, macOS, Linux hỗ trợ Python 3.0, nhưng kết nối nó với Raspberry Pi sẽ đơn giản hơn vì cùng một đơn vị phát triển. Hệ điều hành chính thức -  Raspberry Pi OS được cài đặt sẵn Thonny Python IDE và sẵn sàng để bạn bắt đầu viết mã MicroPython cho Pico. Nếu bạn đang sử dụng hệ điều hành khác (Windows, macOS hoặc bản phân phối Linux khác), vui lòng truy cập https://thonny.org/ để tải xuống IDE và cài đặt nó.

Một Trong Những Bo Mạch Phát Triển Vi Điều Khiển Mạnh Nhất

CPU ARM Lõi Kép Cortex M0+

g. Việc ra mắt Raspberry Pi 4 Model B, CM4 và Raspberry Pi 400 đã chứng minh điều đó! Hãy xem các tính năng và thông số kỹ thuật của bo mạch vi điều khiển nhỏ nhưng mạnh mẽ này. Nó không đi kèm với một mà là hai lõi (lõi kép) của bộ xử lý 32-bit ARM Cortex M0 +. Xung nhịp có thể cấu hình lên tốc độ tối đa 133MHz! MCU nhỏ bé này đi kèm với một SRAM khổng lồ 264 Kbyte và Quad-SPI với dung lượng 2 MByte và eXecute in Place (XIP). Dung lượng RAM và Flash lớn cho phép bạn viết các ngôn ngữ lập trình cấp cao như MicroPython cho Raspberry Pi Pico H.

Những điểm nổi bật:

Vi điều khiển Đầu tiên từ Raspberry Pi

Nền tảng vi điều khiển đầu tiên với MCU silicon đầu tiên được thiết kế bởi "đội nhà", RP2040! Nhóm phát triển Raspberry Pi không ngừng làm chúng ta ngạc nhiên với những gì họ làm. Bo mạch nhỏ này đi kèm với bộ vi xử lý 32-bit Lõi-Kép, ARM Cortex M0 + là bộ siêu tối ưu của Cortex-M0. Cortex-M0 + có khả năng tương thích hoàn toàn với tập lệnh với Cortex-M0, do đó cho phép sử dụng cùng một trình biên dịch và các công cụ gỡ lỗi. Pineline  của Cortex-M0 + được giảm từ 3 xuống 2 giai đoạn, giúp giảm mức sử dụng điện năng đáng kể. Ngoài lõi kép Cortex M0 +, Raspberry Pi Pico đi kèm với tốc độ xung nhịp có thể cấu hình. PLL (Phase-Locked Loop) trên chip cho phép MCU có tốc độ tối đa là 133MHz, tất nhiên, chúng ta phải cấu hình lại MCU để có thể làm được điều này.

Được hàn sẵn Header từ nhà máy của Raspberry Pi, thân thiện với Breadboard

Raspberry Pi Pico H đã được hàn sẵn header từ nhà máy của Raspberry Pi. Điều này khiến nó thân thiện với người dùng và bạn không cần tới máy hàn để sử dụng. Nếu bạn cần một phiên bản thân thiện SMD, hãy tham khảo Raspberry Pi Pico.

Cấp nguồn và Truyền dữ liệu qua cáp micro B USB

Raspberry Pi Pico được tích hợp kết nối USB Micro B nổi tiếng và được sử dụng phổ biến cho cả Nguồn và Dữ liệu. Chỉ cần lấy một cáp USB Micro B thường hay sử dụng cho điện thoại Andriod hoặc pin dự phòng để cấp nguồn và tải chương trình vào đó. Không cần thêm bất kỳ bộ chuyển đổi USB sang Serial nào. 

MCU với nhiều kết nối Ngoại Vi

GPIO, ADC, UART, SPI, I2C trên Raspberry Pi Pico

Chân PWM của Raspberry Pi Pico

Với 26 GPIO (3.3V) được chia ra cho các ứng dụng, nó có nhiều chân GPIO hơn Arduino UNO, Arduino NANO hoặc thậm chí Arduino MKR Zero. Trong số 26 GPIO này, 3 chân có thể được cấu hình thành ADC 12 bit với 500ksps (kilo sample per second), 2 x UART, 2 x SPI, 2 x I2C và tối đa 16 x chân PWM. Bên trong, nó cũng đi kèm với 1 x Bộ hẹn giờ với 4 báo thức và 1 x Bộ đếm thời gian thực. Đừng quên các kết nối thiết bị ngoại vi có thể lập trình kép (Programmable IO ) có tốc độ rất cao, linh hoạt và có thể được thể lập trình theo ứng dụng. Nó có thể giả lập các giao diện như thẻ SD và VGA.

Lưu ý:  Các chân GPIO của Raspberry Pi Pico GPIO hoạt động ở mức điện áp 3.3VDC. Điện áp tối đa mà các chân I/O có thể chấp nhận là 3.3V. Sử dụng hiệu điện thế cao hơn 3.3V có thể làm hư bo mạch.

Dung lương RAM và Flash lớn

Với 2 MByte QSPI Flash ngoài và 264 KByte SRAM trên Raspberry Pi Pico H, nó sẽ không bao giờ nhắc bạn về việc không đủ bộ nhớ :) Bên cạnh đó, với dung lượng RAM và Flash lớn, Raspberry Pi Pico H có thể hỗ trợ với các ngôn ngữ lập trình cao, ví dụ như MicroPython hoặc thậm chí là Javascript.

Lập trình Kéo và Thả

Với bộ tiếp nhận USB Micro B sẵn sàng làm kết nối vật lý với máy tính và thiết bị USB 1.1 trên RP2040 (MCU), Raspberry Pi Pico đem đến cho chúng ta một cách tải chương trình cực kỳ đơn giản và dễ hiểu. Nó giống như việc sao chép các tập tin từ ổ đĩa này sang ổ đĩa khác. Pico xuất hiện dưới dạng USB mass storage khi nó được kết nối với máy tính qua cổng USB! Nó trở thành một ổ USB! Chỉ cần viết mã và kéo tệp vào ổ USB. Sau khi tập tin được sao chép thành công, Pico sẽ khởi động lại và chạy chương trình :) Dễ dàng phải không?

Hỗ trợ MicroPython, C, và C++

Python là một trong những ngôn ngữ lập trình nổi tiếng và mạnh mẽ nhất hiện nay. Nó đang được sử dụng trong nhiều ứng dụng cấp cao như AI (Trí tuệ nhân tạo), Deep Learning, phát triển Web và Internet, v.v. Python được sử dụng thành công trong hàng nghìn ứng dụng kinh doanh thực tế trên khắp thế giới, bao gồm nhiều hệ thống lớn và quan trọng. MicroPython là một phiên bản gọn gàng và hiệu quả của ngôn ngữ lập trình Python 3 bao gồm một tập hợp con nhỏ bộ thư viện chuẩn Python và được tối ưu hóa để chạy trên vi điều khiển và trong các môi trường hạn chế. Bạn nhất định sẽ thích nó.

Ngoài MicroPython, Raspberry Pi Pico cũng hỗ trợ ngôn ngữ lập trình C và C ++. Hãy xem SDK C / C ++ để biết thêm thông tin. Tất cả các ngôn ngữ lập trình này đều được tải vào Raspberry Pi Pico thông qua USB Mass Storage, cho phép thực hiện phương pháp kéo và thả đơn giản (như sao chép tệp vào ổ đĩa khác).

Cấp nguồn Đa dạng  

Bộ tiếp nhận USB Micro B là đầu vào nguồn điện chính để Raspberry Pi Pico "chạy", chỉ cần kết nối cáp USB với bất kỳ cổng USB nào và nó sẽ cung cấp năng lượng cần thiết để MCU thực hiện chương trình. Trong trường hợp bạn không muốn sử dụng cổng USB, chẳng hạn như một sản phẩm chạy bằng pin hoặc một sản phẩm tùy chỉnh; đừng lo, Raspberry Pi Pico đi kèm với Bộ nguồn chuyển đổi chế độ tăng cường linh hoạt trên bo mạch (SMPS) có khả năng chấp nhận đầu vào từ 2 đến 5VDC và chuyển đổi thành nguồn 3.3V ổn định để MCU RP2040 hoạt động. Chỉ một từ thôi "tuyệt vời". Chân sử dụng là VSYS (Chân 39). Với dải điện áp rộng, Raspberry Pi Pico có thể được cấp nguồn từ USB, 2 x pin AA, 2 x NiMH AA, 1 x 18650 pin Li-ion hoặc 1 x Cell LiPo!

Tính năng và Thông số kỹ thuật

• Được hàn sẵn Header bởi Raspberry Pi
• Bo mạch Phát triển Vi Điều Khiển đầu tiên từ Raspberry Pi Foundation.
• Silicon (IC) đầu tiên, RP2040 MCU được thiết kế bởi những kỹ thuật sư của Raspberry Pi Foundation.
• Lõi-Kép, vi xử lý 32-bit ARM Cortex M0+
• Xung nhịp có thể cấu hình tối đa 133MHz.
• Cổng kết nối USB Micro B để cấp Nguồn và truyền Dữ liệu
• Hỗ trợ USB 1.1 Host and Device
• Kết nối với cổng USB và thiết bị sẽ hiển thị dưới dạng USB Mass Storage, không cần cài thêm drive
• Hỗ trợ ngôn ngữ lập trình MicroPython, C and C++
• Phương pháp lập trình Kéo và Thả, giống như việc di chuyển file trên Windows Explorer
• Có 40-chân 21x51 'DIP', PCB dày 1mm với các lỗ cắm chân header 0.1", thân thiện với breadboard
• Thiết thiết kế PCD có góc castellations, sẵn sàng để gắn lên các PCB khác mà không cần thêm PCB. Thân thiện với SMD
• Không đi kèm với chân header đã hàn sẵn
• Nhiều kết nối ngoại vi:
  • Có 26 chân mở rộng đa chức năng 3.3V (GPIO)
  • 23 chân GPIO kỹ thuật số
  • 3 x 12-bit ADC  500Ksps, chuyển đổi Analog sang Kỹ thuật số
  • 2 x UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)
  • 2 x SPI (Serial Peripheral Interface)
  • 2 x I2C (Inter IC)
  • 16 x PWM (Pulse Width Modulation)
  • 1 x Đồng hồ (timer) với 4 chuông
  • 1 x Bộ đếm thời gian thực
  • 2 x I/O có thể lập trình (PIO) có thể giả lập các cổng kết nối tốc-độ-cao ví dụ như thẻ SD hoặc VGA
  • Tích hợp 12-bit ADC cảm biến nhiệt độ
• Cổng ARM Serial Wire Debug (SWD) 3 chân
• Đèn LED Có Thể Lập Trình, GP25
• Cơ cấu cấp nguồn rất đơn giản và đa dạng
  • Hỗ trợ nguồn USB power, nguồn điện ngoài (2 - 5VDC), hoặc thậm chí cấp nguồn bằng pin.
• SDK dễ hiểu, có sẵn các ví dụ phần mềm và tài liệu
• Chính thức từ Raspberry Pi Foundation
• Tương thích với bất kỳ máy tính nào có cổng USB - Windows, macOS, Linux
• Làm việc liền lạc với Raspberry Pi 4 Model B, hoặc Raspberry Pi 400 và Raspberry Pi OS
• Kích thước: 51mm x 21mm x 1mm

Raspberry Pi Pico H được lắp vào một breadboard, có hai hàng lỗ cắm trên cả hai mặt của PCB để tạo mẫu.

Bộ sản phẩm gồm:

• 1 x Raspberry Pi Pico H - Đã hàn sẵn Header (Bản chính thức)

Tài nguyên:

• Bắt đầu với Raspberry Pi Pico
• Bắt đầu với Raspberry Pi Pico (pdf), phát triển C/C++ với Pico và những bo mạch sử dụng RP2040
• Raspberry Pi Pico Datasheet (pdf)
• Pico Python SDK (pdf)
• Pico C/C++ SDK (pdf)
• RP2040 Datasheet (pdf)