آموزش برنامه نویسی رزبری پای پیکو با میکرو پایتون

در سال 2012 ، بنیاد رزبری پای ما را با یک کامپیوتر تک صفحه ای آشنا کرد که عمدتا برای آموزش اصول علوم کامپیوتر به بچه ها تبلیغ شد. اما 9 سال بعد ، در سال 2021 ، بنیاد Raspberry Pi به ما یک برد میکروکنترلر بنام Raspberry Pi Pico را معرفی کرد که همراه با تراشه سیلیکونی RP2040 بنیاد Raspberry Pi ارائه می شود. رزبری پای پیکو یک میکروکنترلر ارزان قیمت است و قیمت آن 4 دلار است. از آنجا که دارای یک پردازنده ARM دو هسته ای به همراه لوازم جانبی GPIO و Digital / Analog است ، می توانیم به راحتی برنامه های کاربردی امبدد مختلف را با آن طراحی کنیم. در این آموزش ، نحوه برنامه نویسی رزبری پای پیکو با استفاده از MicroPython و اصول اولیه برد را یاد می گیریم.

مشخصات رزبری پای Pico

رزبری پای پیکو دارای پردازنده دو هسته ای ARM Cortex M0+ است که می تواند تا 133 مگاهرتز کار کند. این دستگاه دارای 264 کیلوبایت SRAM و 2 مگابایت حافظه داخلی فلش است ، اما ما می توانیم تا 16 مگابایت حافظه فلش خارج از تراشه را از طریق یک گذرگاه اختصاصی Quad-SPI افزایش دهیم. برد رزبری پای پیکو چدر مجموع 26 GPIO چند منظوره دارد که از ورودی / خروجی دیجیتال 3.3 ولت پشتیبانی می کند و 3 مورد از آنها نیز ورودی آنالوگ هستند. Raspberry Pi Pico همچنین از معماری منبع تغذیه های مختلف مانند میکرو USB ، منابع خارجی یا باتری ها پشتیبانی می کند. مهمترین چیز این است که ما برای برنامه نویسی رزبری پای پیکو به هیچ پروگرامری نیاز نداریم.

همانطور که در تصویر بالا مشاهده می کنید ، Raspberry Pi Pico دارای 40 پین است و 26 مورد از آنها GPIO های چند منظوره هستند. همچنین دارای LED داخلی است که به GPIO25 متصل می شود. ناامید کننده ترین چیز این است که Raspberry Pi Pico هیچ دکمه Reset روی برد ندارد ، اما برد دارای یک پین RUN است که وقتی پین را به Ground متصل می کنیم به عنوان پین تنظیم مجدد عمل می کند. پین های برد رزبری پای پیکو در زیر نشان داده شده است:

برنامه نویسی رزبری پای با میکروپایتون در لینوکس

پس از درک سخت افزار ، برای توسعه برنامه ها به محیط توسعه نرم افزار MicroPython نیاز داریم. من از Ubuntu 20.04 LTS برای راه اندازی محیط MicroPython استفاده می کنم. MicroPython نسخه ای Python است که به زبان C نوشته شده است و برای میکروکنترلر های کوچکتر مانند Raspberry Pi Pico بهینه شده است. برای نصب و نوشتن کد در MicroPython ، ما باید Python را بر روی سیستم نصب کنیم. من از Python3 در سیستم توسعه اوبونتو خود استفاده می کنم.

پس از نصب پایتون ، ما باید Python IDE بنام “Thonny” را نصب کنیم تا کد بدون عیب توسعه یابد. Thonny IDE همچنین از Windows / MacOS پشتیبانی می کند. ما فقط باید IDE را مطابق سیستم توسعه خود بارگیری و نصب کنیم.

pip3 install thonny

آپلود کد در رزبری پای پیکو

پس از بارگیری و نصب Thonny IDE ، اکنون وقت آن است که Raspberry Pi Pico را با بوت لودر همراه کنید. همانطور که می دانیم ، برای برنامه ریزی رزبری پای پیکو به هیچ پروگرامری نیاز نداریم. رزبری پای پیکو فقط با کشیدن و رها کردن (Drag and Drop) برنامه نویسی میشود. برای این فرآیند ابتدا باید دکمه BOOTSEL را نگه داریم و سپس USB را به رزبری پای پیکو متصل کنیم.

برای انتخاب Raspberry Pi Pico برای ورود به حالت سیستم ذخیره سازی انبوه Bootloader ، برای بارگذاری سیستم عامل برنامه جدید یا نوشتن مستقیم کد در MicroPython ، از دکمه BOOTSEL استفاده می شود. پس از ورود Raspberry Pi Pico به حالت بوت لودر ، یک Mass-storage با نام RPI-RP2 نصب می شود. اکنون بر روی درایو نصب شده RPI-RP2 کلیک کرده و آن را باز کنید.

حالا ترمینال را باز کنید ، با استفاده از دستور Ctrl + Alt + T و python3 -m thonny را تایپ کنید، Thonny Python IDE را باز کنید و مطمئن شوید Raspberry Pi Pico به سیستم وصل است.

اکنون بر روی “Python” در پایین سمت راست پنجره Thonny کلیک کنید و سپس MicroPython (Raspberry Pi Pico) را انتخاب کنید. ما از آن برای توسعه کد Pico در Thonny IDE استفاده می کنیم.

پس از انتخاب مترجم MicroPython (Raspberry Pi Pico)، پنجره نصب روی صفحه ظاهر می شود. در این پنجره نصب ، ما باید روی دکمه install کلیک کنیم تا آخرین سیستم عامل MicroPython را در Raspberry Pi Pico به روز رسانی یا نصب کنیم.

پس از نصب Micropython در Raspberry Pi Pico ، درایو RPI-RP2 به طور خودکار از سیستم جدا می شود و اطاعات Micropython REPL در پنل Shell نمایش داده می شود.

در پوسته تعاملی رزبری پای پیکو MicroPython REPL ، می توانیم کد پایتون را بنویسیم و مستقیماً مانند دستور فرمان / ترمینال اجرا کنیم.

>>> print ('Hello Pico!')
Hello Pico!
>>>

کامپایل و بارگذاری پروژه در پیکو

اکنون که همه چیز آماده است ، بیایید اولین پروژه خود را [چشمک زدن ال ای دی روی برد] گردآوری کنید تا بررسی کنیم که آیا IDE و کتابخانه MicroPython همه آنطور که باید کار می کنند یا خیر.

حالا کد پایتون Blink-Led را در پنل اصلی Thonny IDE بنویسید و سپس روی دکمه RUN (سبز زنگ) کلیک کنید.

from machine import Pin
import time
led = Pin(25, Pin.OUT)
while True:
    led.high()
    time.sleep(.25)
    led.low()
    time.sleep(.25)

پس از کلیک بر روی دکمه RUN ، پنجره ای باز می شود که محل ذخیره را انتخاب می کند. ما باید “Raspberry Pi Pico” را انتخاب کرده و فایل را با نام “main.py” ذخیره کنیم. پس از ذخیره فایل ، led شروع به چشمک زدن می کند و حتی هنگامی که Raspberry Pi Pico را با پاور بانک روشن می کنیم ، چشمک زدن LED شروع می شود.

توجه: ما باید فایل را با نام “main.py” ذخیره کنیم زیرا هنگام راه اندازی Raspberry Pi Pico ، نرم افزار MicroPython به دنبال main.py برای راه اندازی سیستم می باشد.