HOME | Raspberry Pi | ビジネス書籍紹介 | 2021-03-08 (Mon) Today's Access : 258 Total : 262529. Since 10 Sep. 2019

 Raspberry Pi Pico 開発環境構築
2021.02.09


YouTube でも紹介しています。画像をクリックすると再生できます。

Raspberry Pi Picoは、Raspberry Pi財団が独自に開発したARM Cortex M0+デュアルコアのRP2040マイコンを搭載した開発基板です。C/C++およびMicroPythonで開発が可能です。 既存のRaspberry Piとは異なりLinux OSは搭載できません。 C/C++ SDK、もしくは公式に提供されているMicroPythonインタプリタを使って開発が可能です。 MicroPythonはPython 3ベースの組み込み用プログラミング言語です。USBをPCに接続すると表示されるドライブ(マスストレージ)にドラッグアンドドロップすることでプログラムを書き込むことができます。
開発環境構築では、C/C++のビルド環境を整備します。

■特徴

・Raspberry Pi(UK)設計のRP2040マイコン搭載
・デュアルコア ARM Cortex M0+プロセッサ、最大動作周波数 133 MHz
・SRAM:264KB、フラッシュメモリ:2MB
・端面スルーホールを備えているため直接キャリアボードへのはんだづけが可能
・USB 1.1 ホスト/デバイス両対応
・低消費電力スリープモードおよびドーマントモードが利用可能
・USBを介しマスストレージを使ったドラッグアンドドロップによるプログラムの書き込みが可能
・26 x 多機能GPIOピン
・2 x SPI、2 x I2C、2 x UART、3 x 12 bit ADC、16 x PWMチャンネル
・正確なクロックとタイマーを搭載
・温度センサ搭載
・高速な浮動小数点ライブラリを搭載
・8 x プログラマブルI/O(PIO)

■PinOut


■開発環境

Zero へは Wifi経由で、TeraTermによりSSH接続しています。

■Quick Pico Setup ※使いません
$ wget https://raw.githubusercontent.com/raspberrypi/pico-setup/master/pico_setup.sh
$ ./pico_setup.sh
$ sudo reboot
pico_setup.sh スクリプトを実行すると、環境が整います。

■Pico Manual Setup
Quick Setup では Visual Studio Code など余計なものがインストールされてしまいます。
当方はコマンドラインでの開発が好きなので、セットアップ用スクリプトは使用せずに環境を整えていきます。

SDK(ソフトウェア開発キット)の取得

ホームディレクトリーに、pico ディレクトリーを作成します。
$ mkdir ~/pico

pico ディレクトリーに移動して、SDKをコピーします。
$ cd ~/pico
$ git clone -b master https://github.com/raspberrypi/pico-sdk.git

pico-sdk ディレクトリーができるので、そこに移動して、サブモジュールをアップデートします。
$ cd pico-sdk
$ git submodule update --init

pico ディレクトリーに戻って、サンプルプログラムをコピーします。
$ cd ..
$ git clone -b master https://github.com/raspberrypi/pico-examples.git

pico-examplesディレクトリーが作られ、その中にサンプルプログラムのサブディレクトリーができます。
$ ls pico-examples
CMakeLists.txt              flash                  pwm
LICENSE.TXT                 gpio                   reset
README.md                   hello_world            rtc
adc                         i2c                    spi
blink                       ide                    system
clocks                      interp                 timer
cmake                       multicore              uart
divider                     pico_sdk_import.cmake  usb
dma                         picoboard              watchdog
example_auto_set_url.cmake  pio
Toolchain(プログラミングツール) のインストール

パッケージリストを更新します。
$ sudo apt update

コンパイラーなどの、Toolchainをインストールします。
$ sudo apt install cmake gcc-arm-none-eabi libnewlib-arm-none-eabi build-essential

環境変数の設定

$ vi ~/.bashrc
export PICO_SDK_PATH=~/pico/pico-sdk

$ source ~/.bashrc

■サンプルコードのビルド

オンボードLEDを点滅させるサンプルコードをビルドしてみます。
Ref.raspberrypi/pico-examples

pico-examplesディレクトリーの中に、blink というディレクトリーがあります。 ここには、picoのオンボードLEDを点滅させるサンプルコードがはいっています。
pico-examplesディレクトリーに移動して、blinkディレクトリーを、ホームの下にある、picoディレクトリーにコピーします。
$ cd ~/pico/pico-examples
$ cp -r blink ~/pico

コピーしたblinkディレクトリーに移動して、pico-sdkのexternalディレクトリーにある、pico_sdk_import.cmake ファイルをここにコピーします。
$ cd ~/pico/blink
$ cp -p ~/pico/pico-sdk/external/pico_sdk_import.cmake .

blink ディレクトリーには3つのファイルがあることがわかります。
$ ls
CMakeLists.txt blink.c pico_sdk_import.cmake

サンプルコードをちょっと覗いてみると、雰囲気的になにをやっているのか、大体創造できると思います。
$ vi blink.c
#include "pico/stdlib.h"

int main() {
  const uint LED_PIN = 25;
  gpio_init(LED_PIN);
  gpio_set_dir(LED_PIN, GPIO_OUT);
  while (true) {
    gpio_put(LED_PIN, 1);
    sleep_ms(50);
    gpio_out(LED_PIN, 0);
    sleep_ms(250);
  }
}
まずは、ソースディレクトリーを汚さないように、サブディレクトリーを作成します。
$ mkdir build

buildディレクトリーに移動して、cmake します。
$ cd build
$ cmake ..
-- Configuring incomplete, errors occurred!
See also "/home/pi/pico/blink/build/CMakeFiles/CMakeOutput.log".
そうすると、早速エラーを吐いてしまいました。
そんなときは、CMakeLists.txt にこんな感じ↓で追記してみてください。
$ vi ../CMakeLists.txt
cmake_minimum_required(VERSION 3.12)

include(pico_sdk_import.cmake)

project(blink)

pico_sdk_init()

add_executable(blink
    blink.c
)

pico_add_extra_outputs(blink)

target_link_libraries(blink pico_stdlib)
まずは、先ほどのcmakeでできたbuildディレクトリーの中のごみを削除します。
$ rm -r *
cmake、続いて、make します。
$ cmake ..
$ make
$ ls
CMakeCache.txt  blink.elf            elf2uf2
CMakeFiles      blink.elf.map        generated
Makefile        blink.hex            pico-sdk
blink.bin       blink.uf2
blink.dis       cmake_install.cmake
makeすると、次の2つのファイルが生成されます。
blink.elf : デバッグ用に使われます
blink.uf2 : マイコン書き込み用ファイル


BOOTSELボタンを押しながら、Raspberry PiにUSBケーブルを挿すのは難しいので、まずはRaspberry PiにUSBケーブルを繋げます。
PicoのBOOTSELを押しながら、USBケーブルをPicoに挿します。
すると、なんとRaspberry Piがリブートされてしまいます。 TeraTermとの接続が切れるので再度ログインします。
Raspberry Pi Zeroが再起動してしまう要因ですが、PicoをUSB接続した際の突入電流により、 ZeroWHの5V系電源が4.7V以下になり低電圧検出リセットが動作してしまったようです。 Raspberry Piの仕様に明記されていませんが -5%(4.75V)が限界のようです。
Ref. Zero WHにUSBハブを挿すと再起動されてしまいます


これは単に、Picoをラズパイに挿したときにもリブートしてしまいますが、 PicoのVBUSに5V給電して稼働している状態でラズパイに挿した場合は、リブートは発生しません。
ただし、VBUS給電では、PicoがUSBホストになってしまい、ラズパイにmountすることはできません。

リブートはしてしまうものの、ラズパイが起動後には、Picoがデバイスとして認識されます。
$ sudo fdisk -l
....
Device     Boot Start    End Sectors  Size Id Type
/dev/sda1           1 262143  262143  128M  e W95 FAT16 (LBA)

$ sudo mkdir -p /mnt/pico
$ sudo mount /dev/sda1 /mnt/pico
$ ls /mnt/pico/
INDEX.HTM INFO_UF2.TXT
mountすると、すでにpicoの中に2つのファイルが存在しますが、これはこのままで構いません。

$ sudo cp blink.uf2 /mnt/pico
uf2ファイルをコピーした瞬間にプログラムが実行されます。
また、自動的に umount され、Picoとの接続が切られます。
一応、作法として明示的に umount しましょう。
$ sudo umount /mnt/pico

■プログラムの書き換え
Raspberry Piに、PicoをBOOTSELを押しながら接続すると、プログラムが消去されます。
あとは再起動後に、再度マウントして、新たにプログラムを書き込みます。

■Picoの実行

Picoは、ラズパイからUSB給電を受けて、動作することもできますが、 先ほど触れたように、VBUSからの5V給電で実行することが可能です。
さらに、PicoのmicroUSBを使用しない場合には、VSYSからの給電(3.5~5.5V)も可能です。

■追記
今回は、BOOTSELボタンを押した際にリブートされてしまいましたが、ラズバイ3や4ではもしかすると大丈夫かもしれません。 とは言え、納得できないので、後日USBマウントケーブルに外部電源供給用モジュールを自作して試してみたいと思います。

■参考文献
Raspberry Pi Picoスタートガイド
How to blink an LED with Raspberry Pi Pico in C
Raspberry Pi Picoの仕様書を読んでみる
RP2040マイコン用C/C++開発環境(ライブラリ、ツール)

【深層学習関連】
20.11.21 深層学習 第1回環境整備
20.12.19 深層学習 第2回マルコフ連鎖・自動歌詞生成
21.01.02 深層学習 第3回コード進行解析

【画像処理関連】

20.05.28 画像処理 第1回トイカメラ
20.06.09 画像処理 第2回カメラモジュール制御
20.06.28 画像処理 第3回リアルタイムクロック
20.07.08 画像処理 第4回電源回路
20.10.27 画像処理 第5回自作デジカメ初号機完成
20.11.10 画像処理 第6回ドーナツデジカメ
【音楽関連】

20.01.05 第1回 abcjs 楽譜作成・演奏スクリプト
20.01.09 I2S通信によるハイレゾ音源再生
20.01.18 MIDI再生:FM音源YMF825+Arduino編
20.01.24 FM音源YMF825+micro:bit編
20.02.13 Piano Hat & Rosegarden
20.06.22 波形処理 第1回 音の波と三角関数
20.07.22 波形処理 第2回 平均律と純正律
20.08.26 波形処理 第3回 黒鍵と白鍵
21.01.02 深層学習 第3回 コード進行解析
21.01.16 波形処理 第4回 コード演奏
【WEBサイト構築関連】

19.10.15 第1回 前準備
19.10.20 第2回 Ubuntu Server インストール
19.10.27 第3回 Ubuntu Server 詳細設定
19.10.28 番外編 無線LAN接続設定
19.11.02 第4回 Apache WEBサーバ設定
19.11.05 第5回 PHP 設定
19.11.10 第6回 MySQL 設定
19.11.11 第7回 DNS (bind) 設定
19.11.16 第8回 メールサーバ(Postfix)設定・前編
19.11.21 第9回 メールサーバ(Postfix)設定・後編
19.11.24 第10回 ファイアウォール(iptables) 設定
19.11.25 第11回 crontab 設定
19.12.01 第12回 運用準備
19.12.03 第13回 Windowsパソコンに開発環境を作る
19.12.05 第14回 WEBサーバー公開
19.12.10 第15回 動的サイト制作
19.12.11 第16回 簡単なアクセスカウンターを作る
20.03.04 TTGO-Camera による定点観測・WEB公開
【開発環境関連】

19.12.19 Raspbian Stretch LITE インストール
19.12.19 ファイル共有 dokany + Win-sshfs
19.12.26 Arduino開発環境構築 PlatformIO
【SNS関連】

20.03.18 テキスト読み上げ gTTS
20.04.24 Twitter-LINE連携によるビジネス活用
20.05.19 テキスト読み上げ AquesTalk pico LSI
21.02.27 TweLite Neural Network 第1回環境設定
【周辺機器関連】

20.01.01 1280x800 HDMI MONITOR
20.01.12 micro:bitをコマンドラインで使う
20.02.04 サーマルプリンタを使う
20.03.27 M5Stackキーボードを利用する
20.06.29 液晶キャラクターディスプレイLCD1602A
20.08.03 Seeeduino XIAO
20.08.09 LGT8F328P - Arduino clone
20.09.18 電流計測モジュール INA219
21.02.09 Raspberry Pi Pico 開発環境構築
21.03.06 疑似コンソール
【その他】

19.12.13 モバイルバッテリーによる瞬間停電対策
20.02.04 電子組版 upLaTeX
20.04.10 電卓を制御して数字を表示する
20.05.06 箱庭回路 蓄電&昇圧回路
20.09.04 箱庭回路 センサーライト
20.09.29 シガーライターIC s090c
20.10.13 自動給水装置 LM393+NE555
20.12.05 FM放送受信 TEA5767
21.01.30 DVD Player LED
21.02.16 癒しの電子回路

 Interface 2021年4月号
リアルタイムOS新時代に突入! クラウド接続もスタンドアロンも! ~ ☆特集「 Amazon×マイコン FreeRTOS入門 」 ☆新連載: 逆引きMicroPythonプログラム集
ラズパイマガジン2021年春号
モーターやLED、小型ディスプレイ、スイッチなど、多様な電子パーツ450種を一挙に紹介します。 特性や価格の一覧表を用意したので、用途に合った適切な製品を選べます。
トランジスタ技術 2021年3月号
☆特集~ 周辺素子,シリアル通信,アナログ入出力, CPUの活用~「FPGAを全方位に使いこなす」
日経Linux 2021年3月号
【特集 1】まる分かり50ステップ Linux 超入門
【特集 2】あなたのワガママかなえます! WindowsのアプリをLinuxで使いたい
【特集 3】公衆Wi-Fiは危険がいっぱい!? パスワードの盗聴を実験してみた
【特集 4】キーボード一体型の新モデル Raspberry Pi 400を検証
【特集 5】ラズパイで楽しむLinuxライフ オンラインのドキュメント編集をNextcloudとCollabora Onlineで実現

15Stepで踏破 自然言語処理アプリケーション開発入門
エンジニアの実務に役立つ知識に絞り、独自に15の学習ステップを体系化しました。 数値計算にNumPy、形態素解析にMeCab、機械学習にscikit-learn、ディープラーニングに Keras等を使い、Pythonのコードを記述し動かしていきます。
プログラミング・ビットコイン ―ゼロからビットコインをプログラムする方法

Linuxサーバーがゼロから作れる本
このLinuxを使いこなす上で一番手っ取り早いのが自分でLinuxサーバーを構築してみることです。 WindowsやMacのパソコンしか使ったことが無い人でも理解できるよう、 しくみや手順の解説を丁寧にまとめ上げた、ゼロからのサーバー入門ガイドです。

Raspberry Pi 3 Model B V1.2 (日本製) 国内正規代理店品
【仕様概要】CPU:ARM 1.2GHz 4コア、GPU:2コア 3D・動画支援、RAM:1GB、ネットワーク:LAN/Wi-Fi/Bluetooth、インターフェース:USB/HDMI/オーディオ/GPIO(UART/I2C/I2S/SPI...)。

Arduino Nano
ATmega328搭載/ 動作電圧: 5V/ 入力電源電圧(推奨):7~12V/ デジタル入出力ピン: 14本/ PWMチャンネル: 6本/ アナログ入力チャンネル: 8本/ 直流電流(1ピン当り最大): 40 mA/ 直流電流(3.3Vピン、1ピン当り最大): 50 mA/ Flashメモリ: 32 KB (ATmega328) 内2KBはブートローダーで使用/ SRAM: 2 KB (ATmega328)/ EEPROM: 1 KB (ATmega328)/ Clock Speed: 16 MHz
逆引き PIC電子工作 やりたいこと事典
機能が豊富で、速度・アナログ制御・省電力性・コストの面でもアドバンテージをもつPICマイコン。そんなPICマイコンの使い方を、目的別にやりたいことから引ける、逆引きタイプのガイドブックです。
C言語による PICプログラミング大全
2002年に初版、2009年に第2版を発売した名著『C言語によるPICプログラミング入門』 が大幅リニューアルし「大全」として生まれ変わりました。 本書では、機能豊富なPIC16F1シリーズを使いこなすために、統合開発環境を MPLAB X IDEに、CコンパイラはMicrochip Technology社純正のXC8に、それぞれ変更しました。 C言語でPICマイコンのプログラミングを始めたい方から、最新のPICマイコンの機能をとことん使い倒したい方まで、必ず役に立つ1冊です。
PICと楽しむRaspberry Pi活用ガイドブック
「PICマイコン+Raspberry Pi3B」という組み合わせで、高機能な電子工作を簡単に実現し、電子工作を各段に高度化する方法について解説していきます。
ESP32&Arduino 電子工作 プログラミング入門
電子工作ファンに人気のマイコンArduino、そしてWiFiとBluetooth内蔵でネットワーク接続しやすいESP32。それらのマイコンでプログラムを組む際に使うのが「Arduino言語」です。
超特急Web接続!ESPマイコン・プログラム全集
IoT技術の回路とプログラムを解説しました. トランジスタ技術2016年9月号と2017年3月号の特集に 最新の情報を加筆して一冊に仕上げました. 回路とプログラムのサンプル資料として最適です. ラズベリー・パイやIchigoJamを連動させた例も紹介しています
M5Stack用カード型キーボードユニット
M5Stackにフル機能のQWERTY配列キーボードを実装できるユニットです。複数のボタンの組み合わせ(Sym + Key、Shift + Key、Fn + Key)や豊富なキーの値を出力することが可能です。
Ubuntu サーバー徹底構築
サーバー用UbuntuでLinuxサーバーを構築しよう! 導入からLinuxやコマンドの基本、各種サーバー構築、バックアップやストレージ管理まで! サーバー用Linuxディストリビューションとして定評のあるUbuntu Serverの中でも、 10年長期サポート版であるUbuntu Server 18.04 LTSに対応!
[改訂第3版]Linuxコマンドポケットリファレンス
本書はLinux操作に必要なコマンドを収録したポケットリファレンスです。機能別にコマンドを分類し、各コマンドページでは書式/使用例などをコンパクトにまとめています。またアルファベット順索引も用意しており、名前しかわからなくてもすぐに目的のコマンドを探すことができます。今回の改訂では仮想化、データベース、クラウド時代に対応したネットワークコマンドなどを追加しています。おもなLinuxディストリビューションのCentOS、Fedora、Debian GNU/Linux、Ubuntuに対応し、初心者から上級者まで必携の1冊です。
できるPRO Apache Webサーバー 改訂版 Version 2.4/2.2/2.0対応
番のApache独学書を改訂しました! CentOS、Ubuntu、Windows、Mac OS Xに対応しています。できるPROシリーズは、実際の画面や詳細なイラスト、概念図などで構成。 はじめての方でも理解しやすくなっています。 インストール、アクセス制限、CGI、モジュール拡張、ログ管理など、基本的なことから実践的なことまでていねいに解説しています。
[改訂第3版]PHPポケットリファレンス
PHPを利用したいすべての方必携の「PHPポケットリファレンス」最新版がついに登場! PHP 5/4による開発の際によく利用される機能を集約し、必要な知識を目的別、逆引きでまとめました。PHP5.3以降を対象とし、PHP4からある機能はPHP4でも利用できることがわかるようになっています。またオブジェクト指向型のAPI解説を大幅に強化。開発の現場には1冊置いておきたい書籍です。
MySQL ポケットリファレンス
MySQLはさまざまなWebサービスの中核を担うデータベースです。本書はMySQLの基礎的な内容を中心に、日常的によく使うちょっとしたコマンドや、外部管理ツールとの連携など、MySQLの管理/運用にあたって便利な情報を素早く探し出すことができます。MySQL自体の操作、MySQL特有のコマンド、MySQL専用管理ツール、PHPからの操作など、MySQLを実際に使っているユーザーに役立つ内容となっています。
Postfix詳解―MTAの理解とメールサーバの構築・運用
電子メールの配送システムの中核を担うプログラム「MTA」(Message Transfer Agent)のひとつが、「Postfix」です。 この全容を記した本です。 すところなく解説していきます。
DNSがよくわかる教科書
本書では、DNSの仕組みから、ドメイン名のルール、主なリソースレコードの内容、コマンドによる動作確認、DNSの運用ノウハウ、DNSSECの基礎知識まで、順を追ってやさしく解説します。

Copyright © 2011-2022 Sarako Tsukiyono All rights reserved®.