14、树莓派Pico微控制器：硬件与编程入门

树莓派Pico微控制器：硬件与编程入门

1 微控制器基础

1.1 传统计算机与微控制器

传统计算机由微处理器芯片和许多外部支持芯片构建而成。微处理器包含中央处理器（CPU）、算术逻辑单元（ALU）以及定时和控制电路，但单独使用时作用有限，需外部芯片（如内存、输入/输出、定时器、中断电路等）支持才能成为可用的计算机。这种设计的缺点是芯片数量多，导致设计和布线复杂，功耗高。

微控制器则是单芯片计算机，集成了CPU、内存、输入/输出电路、定时器、中断电路、时钟电路等多个电路和模块。早期微控制器容量和速度有限，功耗较大，多为8位处理器，时钟速度在几MHz左右，程序和数据内存仅几百字节，通常使用目标处理器的汇编语言编程。如今，随着芯片技术的发展，出现了32位和64位微控制器，速度可达几GHz，内存空间达数GB，可使用C、C#、BASIC、PASCAL、JAVA等高级语言编程。

1.2 树莓派Pico简介

树莓派Pico是一款高性能微控制器，专为物理计算设计，与树莓派4等单板计算机不同，它没有操作系统，可编程执行单一任务，适用于快速实时控制和监控应用。

树莓派Pico基于快速高效的双核ARM Cortex - M0 + RP2040微控制器芯片，运行频率高达133 MHz，集成了264 KB的SRAM和2 MB的闪存。其优势在于拥有大量GPIO引脚和常用的外设接口模块（如SPI、I2C、UART、PWM）以及快速准确的定时模块，且成本低，编写本文时，单个售价约为6美元，可使用MicroPython或C/C++等高级语言轻松编程。

2 树莓派Pico硬件

2.1 Pico硬件模块