Learning Objectives
- 說出 RP2040 微控制器的主要規格，以及 Pico、Pico W、Pico 2 的差別
- 用 BOOTSEL 按鈕與 UF2 檔案把 MicroPython 裝到 Pico 上
- 用 Pin("LED") 控制板上 LED，用 GP 編號控制外接 LED 與按鈕
- 用 ADC 讀取可變電阻的電壓，再用 PWM 的 duty_u16 調整 LED 亮度
Raspberry Pi 做的微控制器
提到 Raspberry Pi，多數人想到的是可以接螢幕、跑 Linux 的單板電腦（樹莓派軌整個軌道都在講它）。 Raspberry Pi Pico 是同一家公司做的另一種板子：它不是電腦，而是微控制器開發板，和 ESP32、micro:bit 同一類。 它沒有作業系統，通電後就執行你燒進去的程式，適合做「一直重複做一件事」的作品。
Pico 在 2021 年 1 月推出，板子上的晶片 RP2040 是 Raspberry Pi 自己設計的微控制器。官方文件列出的主要規格：
| 項目 | RP2040（Pico、Pico W） |
|---|---|
| 處理器 | 雙核心 Arm Cortex-M0+，最高 133 MHz |
| 記憶體（SRAM） | 264 KB |
| 板上快閃記憶體 | 2 MB（放韌體與你的程式檔） |
| GPIO | 26 支多功能腳位 |
| 類比輸入（ADC） | 3 支可用的 12 位元類比輸入 |
| PWM | 16 個通道 |
| 序列通訊 | UART、SPI、I2C 各 2 組 |
| PIO | 8 個可程式化 I/O 狀態機 |
拿它和上一課的 micro:bit、ESP32 軌的 ESP32 比：Pico 本身沒有無線網路，但腳位多、官方文件完整； 需要 Wi-Fi 時有 Pico W（多一顆無線晶片）。2024 年 8 月推出的 Pico 2 換成 RP2350 晶片 （Arm Cortex-M33 或 RISC-V 核心可選，最高 150 MHz、520 KB SRAM、4 MB 快閃記憶體），腳位排列和 Pico 相容。
這一課用 MicroPython 寫 Pico。語法和 ESP32 幾乎一樣，差別主要在腳位編號與幾個硬體細節。
腳位：GP 編號、3.3V 與幾支保留給板子的腳
Pico 兩側共 40 個接點，板子背面印的 GP0～GP28 是 GPIO 編號，程式裡 Pin(15) 就是 GP15。
注意實體腳位號碼（1～40）和 GP 編號不一樣，接線時看 GP 編號。
| 你要接的東西 | 用哪些腳 | 說明 |
|---|---|---|
| LED、按鈕 | 任何 GP 腳 | 數位輸入輸出，3.3V 邏輯 |
| 可變電阻、光敏電阻 | GP26、GP27、GP28 | 只有這三支能讀類比電壓（ADC0～ADC2） |
| 電源 | 3V3(OUT)、VSYS、VBUS、GND | 下面說明 |
幾個 Pico 特有的細節（來自官方資料表）：
- 板上 LED 在 Pico 接到 GP25；在 Pico W 接到無線晶片，不是 RP2040 的腳位。所以 MicroPython 用名稱
Pin("LED")，兩種板子都通用。 - GP29 在板子內部用來量 VSYS 電壓（先除以 3），不能拿來接感測器；第 15 課會用它監測電池。
- ADC 腳位的輸入電壓不能超過 3.3V 再加約 0.3V，所以可變電阻要接 3V3，不要接 5V。
- 3V3(OUT) 可以供電給外接模組，官方建議負載低於 300 mA。
和 ESP32 一樣，Pico 的 GPIO 是 3.3V 邏輯。上一課 micro:bit、這一課 Pico、ESP32 軌都用 3.3V；第 14 課的 Arduino UNO 用 5V，混接時要小心。
把 MicroPython 裝到 Pico 上
Pico 出廠時沒有 MicroPython。安裝不需要燒錄器，只要一條可以傳資料的 USB 線（有些線只能充電）。
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1
下載對應板子的 UF2 檔
到 MicroPython 官網的下載頁，找你手上的板子：Pico、Pico W、Pico 2 各有不同的檔案，選錯會無法開機或沒有 Wi-Fi 功能。 下載的是副檔名
.uf2的韌體檔。 -
2
按住 BOOTSEL，再插上 USB
板子上有一顆白色的 BOOTSEL 按鈕。先按住它，再把 USB 插到電腦，插好後放開。 電腦會出現一個新的隨身碟：Pico 叫 RPI-RP2，Pico 2 叫 RP2350。這是晶片內建的開機程式，不會被你的程式弄壞，所以把板子「玩壞」時也可以用同樣的方法重來。
-
3
把 UF2 檔拖進隨身碟
把
.uf2檔複製到那個隨身碟。複製完成後板子會自動重新開機，隨身碟消失，這代表韌體寫入完成。 之後一般插上 USB（不按 BOOTSEL），電腦看到的是一個序列埠，MicroPython 就在另一端等你。 -
4
連線：Thonny 或 mpremote
初學者常用 Thonny 編輯器：右下角選「MicroPython (Raspberry Pi Pico)」就能連線，按綠色箭頭執行。 習慣用終端機的話，MicroPython 官方的 mpremote 工具可以列出板子、直接執行電腦上的檔案、複製檔案進去。 下面的序號與連接埠名稱每台電腦不同。
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5
run 與 main.py 的差別
mpremote run 檔案：把程式送到板子的記憶體執行，不會存進板子，拔掉電源就沒了，適合邊改邊試。- 存成板子上的
main.py：開機時自動執行，拔掉 USB 改接電池也會跑，作品完成時才這樣做。
ESP32 軌第 16 課會詳細介紹開機檔案
boot.py與main.py，Pico 的規則相同。
逐步看：板上 LED 閃三次
不用接任何線，先讓板上 LED 閃。上方電路畫面的板子左下角就是板上 LED。
這裡用 toggle()：不管現在是亮還是暗，都換成另一種狀態。
逐步看：按鈕控制外接 LED
外接 LED 接 GP15（串 220Ω 到 GND），按鈕一腳接 GP14、一腳接 GND。 程式打開 RP2040 的內建上拉電阻，所以不用另外接電阻（自造者入門第 06 課講過上拉的原理）。 模擬的按鈕在 0.9～2.0 秒之間被按住，看看 LED 什麼時候亮。
Pico 的類比輸入與 PWM
RP2040 的 ADC 是 12 位元，但 MicroPython 統一用 read_u16() 回傳 0～65535（把結果放大到 16 位元的範圍），
這樣同一份程式換到不同晶片也能用。換算成電壓：
電壓 = 讀值 × 3.3 ÷ 65535
例：讀值 32768 → 約 1.65 V（3.3V 的一半）
PWM 也用同樣的 16 位元範圍：duty_u16(0) 是全暗，duty_u16(65535) 是全亮。
讀值和工作週期的範圍剛好相同，所以「讀到多少就輸出多少」只要一行，不用另外換算。
和 ESP32 的差別：ESP32 的 MicroPython 常用 read()（0～4095）與 duty()（0～1023）；Pico 用 read_u16() 與 duty_u16()。
另外 Pico 的 PWM 每兩支相鄰腳位共用一個「切片」（例如 GP0 與 GP1），同一個切片的兩支腳頻率必須相同，工作週期可以不同。
逐步看：可變電阻調整 LED 亮度
可變電阻的中間腳接 GP26，兩側接 3V3 與 GND。模擬時旋鈕從約 10% 慢慢轉到 90%，注意 LED 的亮度跟著讀值變化。
小測驗：認識 Pico
Raspberry Pi Pico 板上的 RP2040 是什麼樣的晶片？
為什麼 MicroPython 建議用 Pin("LED") 控制板上 LED，而不寫 Pin(25)？
Pico 上哪一支腳不能用 ADC 讀類比電壓？
小測驗：讀值與換算
read_u16() 讀到 32768，用下面的程式換算，會印出什麼？
raw = 32768
print(round(raw * 3.3 / 65535, 2))
按鈕接 GP14 與 GND，用 Pin(14, Pin.IN, Pin.PULL_UP)。按住按鈕時，下面的程式印出什麼？
level = 0 # 按住時讀到的值
pressed = level == 0
print(1 if pressed else 0)
想讓 LED 亮度約一半，Pico 的 PWM 該怎麼寫？
重點整理
- Pico 是 Raspberry Pi 做的微控制器開發板，晶片 RP2040：雙核心 Cortex-M0+、264 KB SRAM、26 支 GPIO；Pico W 加了無線，Pico 2 換成 RP2350。
- 安裝 MicroPython：按住 BOOTSEL 插 USB，出現隨身碟後把對應板子的
.uf2拖進去。 - 板上 LED 用
Pin("LED")；外接零件用 GP 編號，例如Pin(15)是 GP15。 - 類比輸入只有 GP26～GP28，
read_u16()回傳 0～65535，電壓不能超過 3.3V。 - PWM 用
duty_u16(0～65535)；相鄰兩支腳共用一個切片，頻率要相同。 - 邊改邊試用
mpremote run，完成的作品存成main.py。
下一課看另一個經典平台 Arduino：它用 C++ 寫，我們會把它和 MicroPython 一行一行對照。