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刘桂兰

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使用RP2040设计一个迷你板

描述
RP2040 迷你板

介绍
电子世界正在发展到一个复杂而迷人的水平。这些领域的制造商正在提出更合适和更灵活的组件，这些组件正在引发该领域的先进改进。随着更多芯片涌入市场，微控制器领域并未落后。在自动化家庭系统领域引发了更多学习课程的 RP2040 芯片已经上市。它是由 Raspberry Pi 制造的产品，从长远来看，它推动了微控制器革命，引发了新平台的兴起，如 Arduino Nano RP2040 Connect、Raspberry Pi Pico、Wio RP2040 等。我将记录您需要了解的关于 RP2040 的所有信息，我将在其中介绍它并列出一些可以使用同一微控制器构建的项目、附件和产品。



RP2040芯片
2021 年 2 月，RP2040 进入市场。该芯片建立在双核 Arm cortex-M0+ 处理器上，主频约为 133MHz，具有内部 SRAM 和 2MB 的内部闪存，可以用 C 和 C++ 编程进行编码。它也可以使用初学者的 MicroPython 语言进行编程。该芯片具有强大的硬件，可以运行 TensorFlow Lite 等机器学习框架。



RP2040 的特点
RP2040 具有明显的独特功能特征，例如易用性、高性能和相对较低的成本。除了片上内存、丰富的外设和双核处理器等令人印象深刻的技术价值外，RP2040 芯片还可以使用专业首选的 C++ 和初学者的 MicroPython 编程语言进行编码。


使用该芯片，您可以保证高性能，同时具有低功耗和极低的泄漏。您会注意到它还具有有助于延长电池寿命的低功耗模式。该功能使 RP2040 适用于需要坚固耐用且使用时间更长的应用，例如业余爱好者和工业用途。
RP2040 的另一个特点是可编程 I/O 子系统，它将为用户提供更多的计算能力。
以下是 RP2040 的所有规格列表；
· 双 ARM Cortex-M0+ @ 133MHz
· 通过专用 QSPI 总线支持高达 16MB 的片外 Flash 存储器
· 264kByte 片上 SRAM，位于独立存储区
· 外设：2SPI、2个UART、2个I2C控制器、USB 1.1控制器、8个PIO状态机、16PWM
· DMA控制器和全连接AHB交叉开关
· 用于产生核心电压的片上可编程 LDO
· 2 个片上 PLL，用于生成 USB 和内核时钟
· 内插器和整数除法器外设
· 30 个 GPIO 引脚，其中 4 个用于模拟输入

使用RP2040设计Mini Board
下一步是如何设计 RP2040 MINI 板，我在 KiCAD EDA 上完美地完成了这个设计。项目要求如下图所示；



在 KiCAD 中绘制原理图
打开 KiCAD 并放下上面列出的所有组件并如下所示进行互连。检查是否符合电气规则。封装的添加也在此级别完成，然后对原理图进行注释以赋予组件唯一的标识，例如，如果您有两个电容器，一个标记为 C1，另一个标记为 C2。注释后，生成网表并将原理图推送到 PCB 布局阶段。


PCB布局
绘制原理图后，下一步是 PCB 布局，其中完成了 3D 板的布线甚至设计。此处计算并确定板上轨道的大小。3D 符号和足迹被确认是有序的。边缘切割用于定义电路板的尺寸。板厚也确认在这个级别。



3D 输出
在一个成功的布局过程之后，3D视图的生成就完成了，下面是这个过程的结果。



设计完成，您需要做的是生成制造文件，例如 Gerber 文件，并将它们上传到您喜欢的制造商进行最终制造。您可以通过点击 FILE 然后 FABRICAtiON OUTPUT 从 KICAD 生成文件，并从 BOM 生成此类别下的所有文件，到 DRILL 文件和其他文件。此外，点击 FILE，然后点击 PLOT 生成 Gerber 文件，这在设计过程中也很重要。


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