【独家】Pico-SDK v1.5.0 发布，Pico-Template光速更新

【说在前面的话】

昨天树莓派官方为树莓派Pico发布了最新的SDK，即Pico-SDK v1.5.0（复制链接到浏览器中打开）：

https://github.com/raspberrypi/pico-sdk/releases/tag/1.5.0

专为树莓派Pico提供MDK开发体验的 Pico-Template 火速更新，推出了v1.8.0版本。

这里为那些对 Pico-Template 还不熟悉的小伙伴做个简单的介绍：

• Pico-Template 是一个MDK的工程模板，可以让你在熟悉的MCU开发环境下使用最新的Arm Compiler 6对树莓派Pico进行开发

喜欢白嫖的小伙伴也可以“安全”的使用MDK，因为MDK为开源社区专门提供了一个无代码尺寸限制、无调试尺寸限制、无芯片限制的社区License（Community License），任何人都可以通过简单的步骤申请到（申请入口在这里：https://www.keil.com/pr/article/1299.htm）

• 无需额外的仿真器，无需额外的Pico，连接Pico上的USB接口就可以进行调试（使用cmsis-dap协议）
• 无需额外设备就可以在 MDK 的 Debug (printf) View 窗口中实现 printf输出。
• 内嵌了 240*240 SPI LCD 的驱动
• 内嵌了对 PikaScript （一个超轻量级python虚拟机）的支持

是不是很棒呢？

【如何获取最新版本】

一个合格的工程模板，应该做到只要成功的下载到了本地，就能够立即使用——Pico-Template也是这样。因此，所谓的Pico-Template的部署，实际上有三种方式：它们主要围绕着如何处理Pico-Template所依赖的第三方仓库而有所区别。

第一种方式：使用git工具进行下载

1、新建一个目录，比如叫做 pico-mdk来保存模板，并进入该目录

mkdir pico-mdk
cd pico-mdk

2、使用git工具clone模板到本地：

git clone https://github.com/GorgonMeducer/Pico_Template .

特别提示：不要漏了上面命令行最后的 "." 哦，它表示“将Pico_Template克隆到当前目录”

3、将Pico-Template所依赖的其它仓库以submodule的形式更新到本地：

git submodule update --init

至此，我们已经成功的将Pico-Template同步到了本地一个叫做pico-mdk的目录下。

4、别忘记安装工程模板根目录下附带的 perf_counter cmsis-pack哦！它为Pico-Template提供了所需的各类时间服务，包括但不限于：

• 测量指定代码/函数片断的执行时间（cpu周期数）(__cycleof__())
• 获得当前的系统时间戳（get_system_ticks()、get_system_us()、get_system_ms()）
• 提供阻塞式的延时服务（delay_us()、delay_ms()）
• 各类C语言扩展

感兴趣的小伙伴可以阅读这篇文章《【喂到嘴边了的模块】超级嵌入式系统“性能/时间”工具箱》来获取详细的帮助。

但总的来说，Pico-Template已经完成了对 perf_counter 的移植，拿起来用就行了。

【如何实现“单体自助”式调试】

要想让你手中的Pico变成自带调试器的单片机，你需要访问下面的网址复制链接到浏览器中打开）：

https://github.com/majbthrd/pico-debug/releases

下载这里的 pico-debug-gimmecache.uf2 文件（不要下错了哦），留着备用。

对大部分人来说，Pico-Template所提供的 AC6-DebugInSRAM-printf 实现了“编译、下载、调试”一条龙服务。

由于pico-debug所实现的CMSIS-DAP调试器运行在SRAM中，因此很容易注意到每次对Pico进行断电后，都需要重新进行一次如下步骤：

1、按住Pico上的白色按钮不放、将Pico的USB接口连接PC。当我们在文件管理器中发现一个新的叫做 PRI-RP2 的U盘时，说明Pico已经成功进入烧录准备状态。

2、将pico-debug-gimmecache.uf2 拖放到U盘中即可。

3、如果一切顺利，我们可以在资源管理器中发现一个新的HID-compiliant设备。

这里，还请放宽心，这个步骤每次断电后的第一次连接都只要做一次就行——不必每次启动调试都做一遍。

打开MDK，切换到 AC6-DebugInSRAM-printf 工程配置。在Options for Target窗口中，我们可以从Debug选项卡里看到：调试器已经被选择为 CMSIS-DAP Debugger。

单击 Settings，我们应该看到 Pico 的其中一个 Cortex-M0+已经被检测到了：

注意：由于MDK工程模板中所有三个工程configuration（也就是AC6-flash、AC6-RunInSRAM和AC6-DebugInSRAM-printf）都使用了同一个Objects文件夹来保存生成的 axf 文件，为了避免误会，在开始AC6-DebugInSRAM环境下的调试之前，一定要对当前工程进行至少一次重新编译——以确保载入的template.axf是对应当前工程配置的。

对工程进行编译后，单击调试按钮，我们应该看到指针停在了main()函数上：

【如何对RunInFlash和RunInSRAM进行调试】

除了前面所说的 AC6-DebugInSRAM-printf 方案外，Pico-Template模板还提供了一般工程开发所需的 AC6-Flash 和 AC6-RunInSRAM 两个配置。

它们的调试本身并不复杂，但这两个配置有自己的难言之隐，即：每次重新编译工程后，都需要用户：

• 首先，通过常规方法将 uf2 文件拖放到 RPI-RP2 盘中完成“手工下载”；
• 紧接着，还要再次Boot Pico使其进入U盘模式后拖放 pico-debug-gimmecache.uf2 使Pico具有调试能力
• 最后才是通过MDK进入调试模式。

总结一下：AC6-Flash和AC6-RunInSRAM的调试优点是可行、缺点是需要纯手工下载程序。

【复位Pico的正确姿势】

由于树莓派Pico的特殊性，目前MDK中的普通的复位按钮其实并不足以正确对芯片进行复位。为此，Pico-Template提供了专门的方法——一个由脚本生成的按钮“Reset Pico”：

如果你的调试界面中找不到它，不要紧，在启动调试后，顺着菜单依次找到“View->Toolbox Window”，点开即可。

【如何在MDK中观察printf输出】

打开工程模板后，切换到新增加的工程配置“AC6-DebugInSRAM-printf”:

编译后，正常进入调试模式。依次通过菜单 View->Serial Windows 打开 Debug (printf) Viewer 窗口：

一般它会出现在MDK窗体的右下角位置，如下图所示：

由于我们的main()函数中已经包含了一句 printf 输出：

int main(void) 
{
    system_init();

    printf("Hello Pico-Template\r\n");
    uint32_t n = 0;

    while (true) {
        breath_led();
        //gpio_put(PICO_DEFAULT_LED_PIN, 1);
        //sleep_ms(500);
        //gpio_put(PICO_DEFAULT_LED_PIN, 0);
        //sleep_ms(500);
    }
    //return 0;
}

当我们开始执行时，就会在Debug (printf) Viewer中看到如下的输出结果：

这下PICO借助仅仅一根USB线，不仅能：

• 单体自助式的“我调试我自己”——其实是用两个Cortex-M0+核中的一个在tinyUSB的帮助下实现为 CMSIS-DAP；

还可以：

• 单体自助式的在MDK中实现 printf 输出，不光省了USB转串口的各类工具，连上位机都省了。

【如何开启 240*240 的 LCD驱动】

处于我本人的原因，Pico-Template中内嵌了一个 240*240 RGB565 SPI LCD 驱动。它的实物如下：

为了避免广告嫌疑，这里就不放上淘宝链接了。要开启对该屏幕的支持，只需要在工程配置文件中将宏 __PICO_USE_LCD_1IN3__ 定义为 1 即可：

此后，我们将获得以下的功能和对应的API：

• 使用 GLCD_DrawBitmap() 对屏幕进行刷新

extern 
void GLCD_DrawBitmap(   int_fast16_t x, int_fast16_t y, 
                        int_fast16_t width, int_fast16_t height,
                        uint16_t *frame_ptr);

• 使用 dev_read_key() 来获取 LCD 上的按键状态：

enum {
    PIN_KEY_A       = 15,
    PIN_KEY_B       = 17,
    PIN_KEY_X       = 19,
    PIN_KEY_Y       = 21,
    PIN_KEY_UP      = 2,
    PIN_KEY_DOWN    = 18,
    PIN_KEY_LEFT    = 16,
    PIN_KEY_RIGHT   = 20,
    PIN_KEY_HOME    = 3, 

    KEY_HOME        = 0,
    KEY_UP          = 1,
    KEY_DOWN,
    KEY_LEFT,
    KEY_RIGHT,
    KEY_A,
    KEY_B,
    KEY_X,
    KEY_Y,
    KEY_NUM,
};

bool dev_read_key(uint8_t chkey);

一个典型的例子代码是：

#include "DEV_Config.h"

...
//! read key A
if (dev_read_key(KEY_A)) {
    printf("Key A is down \r\n");
}
...

有了上述API，配合Arm-2D做个小游戏应该问题不大。

【如何使用 PikaScript 】

PikaScript 是一款开源的超轻量级 python 虚拟机，它自身的资源消耗让 mpy 望尘莫及，有兴趣的小伙伴可以在同样的 LVGL例子进行对比，这里就不在赘述。

由于 Pico 本身已经支持 mpy，作为一种补充，Pico-Template 为PikaScript 做了适配。默认情况下，这种适配是关闭的，也不会消耗额外的资源。当你需要在Pico-Template中使用 PikaScript 时，需要以下的步骤：

1、确保自己安装了 PikaScript 的cmsis-pack。安装包和教程请参考官方文档（复制链接到浏览器中打开）：

https://pikadoc.readthedocs.io/zh/latest/get-start_cmsis-pack.html

2、在RTE中勾选 PikaScript

3、在Before Build中勾选 Run #1 来开启 PikaScript 的预处理程序

至此，我们就完成了在 Pico-Template 中使用 PikaScript 的准备工作。

注意，首次编译时，由于PikaScript的预处理程序需要从官方仓库中拉去所需的文件，因此很可能会消耗“非常长”的时间（仿佛死机了一般卡在如下的输出上），这是正常的，请耐心等待。

此后再进行编译，预处理所用的时间就几乎忽略不计了。

编译后调试，我们可以在 Debug (printf) View中看到如下的输出：

它实际上对应main.py的脚本内容：

该文件可以在工程管理器中展开 PikaScript 后的一堆文件中找到：

多谢了PikaScript的预处理步骤，每次修改 main.py 后只需要在MDK中保存并编译，就会立即生效，非常方便。

更多详细内容，请参考 PikaScript 的官方文档（复制链接到浏览器中打开）。

https://pikadoc.readthedocs.io/zh/latest/index.html

【说在后面的话】

感谢大家对这个项目一直以来的支持和反馈，让我有足够的动力去不断完善它。Pico-Template将原本依赖命令行开发环境的Pico重新带回了MCU开发的舒适区——使用MDK进行调试和开发——因此更多的小伙伴得以加入进来，这真是一件美事啊！

最后提醒下小伙伴们：为了最佳的用户体验，一定要使用最新的MDK哦。