Raspberry Pi Pico C/C++語言開發環境搭建

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        Raspberry Pi Pico是樹莓派基金會在2021年1月新發布的微處理器新品。使用基金會自己研發的RP2040晶片，國內現在整個開發板模塊售價為30-40元左右。相較於樹莓派的其它『微電腦』型號，這一款產品因為是單片機MCU型的，其最高運行頻率可達到133MHz，對IO及模擬信號的操作和處理有更低的時間延遲，可以彌補Raspberry Pi物理互動方面的不足，更類似於『Arduino』開發板。

官網上的性能介紹：

雙核Arm Cortex M0 +處理器，運行頻率高達133 MHz

264KB的SRAM和2MB的板載快閃記憶體

模塊允許直接焊接到載板

具有設備和主機支持的USB 1.1

低功耗睡眠和休眠模式

通過USB使用大容量存儲進行拖放編程

26個多功能GPIO引腳

2個SPI，2個I2C，2個UART，3個12位ADC，16個可控PWM通道

片上準確的時鐘和計時器

溫度感應器

片上加速浮點庫

8個可編程I / O（PIO）狀態機，用於自定義外圍設備支持

可通過 Micro USB 供電，也支持 1.8-5.5 V 直流電源供電。

配備 1 個 LED 燈和一個開關按鈕。按鈕用於BootSel,也就是向 Pico 燒錄程序時控制 Pico 進入 USB 大容量存儲模式，也可用於通用的輸入按鍵。

        使用Pico開發，開發用的設備可以使用樹莓派微電腦Linux也可以PC機上的Windows。對於大多人來說使用PC機來開發相對會方便些，當然如果你是樹莓派的重度愛好者，使用樹莓派微電腦也是得心應手。程式語言可以使用Python，也可以使用C/C++，它們都需要安裝相應的SDK和相關的支持軟體。安裝步驟繁多，不如其它知名MCU的開發環境來的簡單。使用C/C++開發時需要Raspberry Pi Pico C/C++ SDK支持，下面就來分享一下Windows作業系統下的C/C++開發環境的搭建。

        首先是需要安裝五個支持工具軟體。比較多，建議先全部下載相應的版本。注意的是官方提示這些只在WIN10環境下使用，在WIN7等不保證能正常使用。

五個支持軟體，為方便下載這裡同時給出下載地址。
ARM GCC compiler
https://developer.arm.com/tools-and-software/open-source-software/developer-tools/gnu-toolchain/gnu-rm/downloads

CMake
https://cmake.org/download/
這個需要下載3.19.5版本，新的3.20似乎沒法正常工作可以在Github下找到
https://github.com/Kitware/CMake/releases

Build Tools for Visual Studio 2019
https://visualstudio.microsoft.com/zh-hans/downloads/
可以選擇社區版

Python 3.9
https://www.python.org/downloads/windows/

Git
https://git-scm.com/download/win

ARM GCC compiler的安裝

        這個編譯器安裝沒什麼好說的，直接下一步、下一步就完事了。在安裝完成時，最後的選項選擇時，全選。

CMake的安裝

        在安裝過程中，當安裝程序提示時，將CMake添加到所有用戶的系統路徑中。

Visual Studio 2019的安裝

        這裡我是安裝VS2019社區版，安裝選項為『使用C++的桌面開發』，『Windows10 SDK』必須要打勾。

Python 3.9的安裝

        在安裝過程中，選擇「為所有用戶」安裝了該軟體，並選擇將Python 3.9添加到系統PATH中。在Python末尾提示時，應該選擇禁用MAX_PATH長度限制。

Git的安裝

        注意下面3個選項要選上。

獲取SDK和例程

        以上軟體安裝完成後，重啟一下PC。重啟後在硬碟上新建一個文件夾，我這裡是在C盤中新建一個名為『SDK』的目錄。

        選定『SDK』後按滑鼠右鍵，選『Git Bash Here』。

        進入Git界面後，分別輸入如下指令

git clone -b master https://github.com/raspberrypi/pico-sdk.git
cd pico-sdk
git submodule update –init
cd ..
git clone -b master https://github.com/raspberrypi/pico-examples.git

        執行時的界面如下。

        上面過程已經安裝完工具鏈軟體以及Pico的C/C++SDK，編譯原始碼時如果要使用命令行方式會比較麻煩，這裡不說，下面介紹的是使用微軟的Visual Studio Code去編譯原始碼。如果你沒有安裝VS Code，還需要到https://code.visualstudio.com/download下載安裝。（關於如何在VS Code安裝中文漢化包請自行了解）

        安裝完成後還需要為其設置之前的工具鏈軟體和SDK路徑。首先在開始菜單找到Visual Studio 2019的Developer Command Prompt菜單並打開。

        在打開的指令窗口中輸入code，則會打開設置了所有正確環境變量的Visual Studio Code，以便正確配置工具鏈。注意不要直接點桌面的VSCode打開它，這會可能導致配置的失敗，除非你足夠的熟悉了解它和相關的工具鏈軟體。

        在打開的VS Code中安裝，CMake Tools。

        安裝CMake Tooks擴展後，點齒輪狀圖標，打開設置項進行SDK路徑設置。

        找到Cmake:Configure Environment項，並增加一個PICO_SDK_PATH項，項目的值就為上面下載SDK時的路徑。

        找到Cmake：Generator項，加值』NMake Makefiles』 。

        至此完成了環境的搭建。

        下面就可以用下載下來的SDK例子進行編譯測試。
        在VS Code打開下載的pico-examples目錄，打開後CMake自動配置。


        活動工具包需要選擇 『GCC for arm-none-eabi』。生成後，則進行編譯。編譯完成的文件會被放在例子目錄下的build目錄下。注意，如果編譯不能進行，則要嘗試用Visual Studio 2019的Developer Command Prompt菜單來打開VS Code。

編譯中的界面。

        編譯完成後，則可以下載文件到Pico下進行測試。為了直觀查看，可以使用blink例子，這個例程就是讓板上連接到GPIO25的LED閃爍。首先在pico-examples\build\blink目錄下找到編譯好的blink.uf2文件。

然後按著Pico的BootSel按鈕，把Pico接入PC的USB埠，這時會在PC上出現一個名為RPI-RP2的存儲盤，把blink.uf2拖入該盤中，寫入後，Pico自動重啟並運行程序，讓LED閃爍。