11、Raspberry Pi Pico 项目实战:I2C、SPI 与 Wi-Fi 应用

Raspberry Pi Pico I2C/SPI/Wi-Fi项目实战

Raspberry Pi Pico 项目实战:I2C、SPI 与 Wi-Fi 应用

1. I2C 总线接口项目

1.1 读取 BMP280 传感器数据

以下是一个用于读取 BMP280 温度和气压传感器数据的代码示例:

from machine import Pin,I2C
import utime
import bmp280
i2c = machine.I2C(0, scl=Pin(9), sda=Pin(8), freq=100000)
print("i2c address=", i2c.scan())
while True:
    T,P = bmp280.BMP280()
    print("Temperature in Celsius : %.2f C" %T)
    print("Pressure : %.2f hPa \n" %P)
    utime.sleep(5)

此代码通过 I2C 接口连接 BMP280 传感器,每隔 5 秒读取一次温度和气压数据并打印输出。

1.2 在 LCD 上显示 BMP280 数据

若要将 BMP280 传感器的温度和气压数据显示在 LCD 上,可使用以下代码:

from machine import Pin,I2C
import utime
import bmp280
import LCD
LCD.lcd_init()
while True:
    T,P = bmp280.BMP280()
  
<think>我们正在比较Raspberry Pi PicoRaspberry Pi(通常指代的是Raspberry Pi的单板计算机,如Raspberry Pi 4)。这两者虽然都出自树莓派基金会,但定位和功能完全不同。 1. **核心定位差异**: - **Raspberry Pi Pico**:是一款微控制器开发板(Microcontroller),专注于嵌入式控制和实时应用,适合硬件交互、传感器读取、电机控制等场景。 - **Raspberry Pi(如Pi 4)**:是一款单板计算机(Single-Board Computer, SBC),运行完整的操作系统(如Linux),可以当作小型电脑使用,适合桌面应用、多媒体中心、服务器等。 2. **硬件架构对比**: | **特性** | **Raspberry Pi Pico** | **Raspberry Pi 4(典型)** | |------------------|-----------------------------------------------|---------------------------------------| | **核心处理器** | RP2040(双核ARM Cortex-M0+,最高133MHz) | Broadcom BCM2711(四核Cortex-A72,1.5GHz) | | **内存** | 264KB SRAM | 1GB/2GB/4GB/8GB LPDDR4 RAM | | **存储** | 2MB板载闪存,支持microSD卡(需外接) | 通过microSD卡或USB启动 | | **网络/无线** | Pico基础版:无;Pico W:2.4GHz Wi-Fi 4和BLE 5.1[^1] | 双频Wi-Fi 2.4/5GHz,蓝牙5.0 | | **外设接口** | GPIO(数字/模拟)、UART、I²C、SPI、PWM等 | USB 3.0/2.0、HDMI、千兆以太网、GPIO等 | | **操作系统** | 无OS(裸机运行)或RTOS(如FreeRTOS) | 完整Linux发行版(如Raspberry Pi OS) | | **电源要求** | 1.8V~5.5V DC(极低功耗) | 5V/3A(较高功耗) | 3. **开发方式区别**: - **Pico**:通过C/C++ SDK(直接操作硬件)或MicroPython(脚本语言)开发,程序直接烧录到闪存运行。 - 示例:控制LED闪烁(MicroPython): ```python from machine import Pin, Timer led = Pin(25, Pin.OUT) timer = Timer() def blink(timer): led.toggle() timer.init(freq=2.5, mode=Timer.PERIODIC, callback=blink) ``` - **Raspberry Pi**:在操作系统上运行标准应用(如Python、Java等),开发方式普通PC类似。 - 示例:Python控制GPIO(需安装RPi.GPIO库): ```python import RPi.GPIO as GPIO GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(18, GPIO.OUT) GPIO.output(18, GPIO.HIGH) # 点亮LED ``` 4. **性能功耗**: - **Pico**:功耗极低(休眠时仅$\sim 100 \mu\text{A}$),适合电池供电场景,但计算能力有限。 - **Pi 4**:性能强大(可播放4K视频),但待机功耗>$1\text{W}$,需主动散热。 5. **典型应用场景**: | **场景** | **推荐设备** | **原因** | |------------------------|--------------------|--------------------------------------| | 温湿度传感器数据采集 | Pico/Pico W | 低功耗,直接读取模拟传感器 | | 家庭媒体中心 | Raspberry Pi 4 | 支持视频输出和网络串流 | | 机械臂控制 | Pico | 实时PWM控制,无系统延迟 | | 网页服务器 | Raspberry Pi 4 | 完整网络栈和多任务处理能力 | > **关键结论**:Pico是微控制器(MCU),而Raspberry Pi应用处理器(AP)。两者互补而非替代——复杂系统可同时使用(例如用Pi 4作主控,Pico作实时外设协处理器)[^1]。 §§相关问题§§ 1. Raspberry Pi Pico如何通过Wi-FiPico W)连接物联网平台? 2. Raspberry Pi 4Pico协作开发有哪些典型案例? 3. 如何选择Raspberry Pi家族中适合低功耗项目的硬件? </think>### Raspberry Pi Pico Raspberry Pi 的区别对比 Raspberry Pi PicoRaspberry Pi(以主流型号 Raspberry Pi 4 为代表)在定位、架构和应用场景上有本质差异。以下是核心区别分析(基于引用[1]及官方数据): #### 1. **硬件架构性能对比** | **特性** | **Raspberry Pi Pico** | **Raspberry Pi 4** | |------------------|-----------------------------------------------|----------------------------------------| | **核心芯片** | RP2040 微控制器(双核 ARM Cortex-M0+) | Broadcom BCM2711 SoC(四核 Cortex-A72)| | **主频** | 133 MHz | 1.5 GHz(超频可达 2.0 GHz) | | **内存** | 264 KB SRAM + 2 MB 闪存 | 1–8 GB LPDDR4 RAM | | **存储** | 无板载存储(依赖外部闪存) | 支持 microSD 卡/USB 存储 | | **无线连接** | Pico W 支持:单频 2.4 GHz Wi-Fi 4 + 蓝牙 5.0 [^1] | 双频 Wi-Fi 2.4/5 GHz + 蓝牙 5.0 | | **功耗** | 极低功耗(休眠模式 < 1 mA) | 较高功耗(满载约 6–8 W,需散热器) | #### 2. **系统开发方式** - **Pico**: - 无原生操作系统(裸机运行) - 开发方式:MicroPython 脚本或 C/C++ 直接操作硬件(如 DMA 传输[^2]) - 示例:LED 闪烁的 MicroPython 代码 ```python from machine import Pin, Timer led = Pin(25, Pin.OUT) Timer().init(freq=2, callback=lambda t: led.toggle()) ``` - **Raspberry Pi 4**: - 运行完整 Linux 系统(如 Raspberry Pi OS) - 开发方式:标准 Linux 应用开发(Python/C++等) - 示例:Python 控制 GPIO ```python import RPi.GPIO as GPIO GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(18, GPIO.OUT) GPIO.output(18, True) # 点亮 LED ``` #### 3. **接口扩展能力** | **接口类型** | **Pico** | **Pi 4** | |------------------|----------------------------|------------------------------| | **GPIO** | 26 个多功能引脚(含 ADC) | 40 引脚(无原生 ADC) | | **视频输出** | 无 | 双 micro-HDMI(支持 4K) | | **USB** | 1× Micro-USB(仅供电) | 2× USB 3.0 + 2× USB 2.0 | | **网络** | Pico W 支持 Wi-Fi | 千兆以太网 + 双频 Wi-Fi | #### 4. **应用场景差异** - **Pico 适用场景**: - 实时控制(如机器人舵机控制) - 低功耗传感器网络(电池供电) - 硬件协议实现(USB 设备、PIO 编程) - **Raspberry Pi 4 适用场景**: - 桌面计算(办公、编程) - 媒体中心(4K 视频播放) - 服务器应用(NAS、Web 服务) #### 5. **关键性能指标对比** | **指标** | **Pico** | **Pi 4** | **差异原因** | |------------------|-----------------------|-----------------------|--------------------------| | **浮点性能** | $\sim 0.05$ GFLOPS | $\sim 13.5$ GFLOPS | Cortex-M0+ vs Cortex-A72 | | **功耗效率** | $\sim 400$ $\mu\text{W}$/MHz | $\sim 10$ $\text{mW}$/MHz | 微控制器 vs 应用处理器 | | **启动时间** | $\lt 1$ ms | $\gt 10$ s | 无操作系统 vs Linux 启动 | > **总结**: > Pico 是**微控制器开发板**,专注实时控制和低功耗场景;Raspberry Pi 4 是**单板计算机**,提供完整的计算生态系统。两者互补:Pico 可作为 Pi 4 的协处理器处理实时任务[^1]。
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