VS Code + WSL 搭建 RaspberryPi Pico 开发环境

前面老周写一堆 .NET 与树莓派相关的水文。其实使用的是.net的 IOT 库，并不只是树莓派，其他运行 Linux 的开发板都适用，只要有 GPIO 就行。老周好像在哪看到过，有 USB 转GPIO的模块，直接插在电脑上也能使用 IOT 库。

不管是树莓派，还是 Arduino 系列的，或是 ESP 系列的，你会发现，Iot 框架实际都是这几个东东组成（基本都是这套路）：

1、GPIO：数字引脚，读写高 / 低电平，即处理数字信号；

2、串口通信；

3、ADC：即读取模拟量（模数转换），Arduino系列、ESP系列、STM32系列都有ADC功能，但作为微型电脑版的树莓派是没有的，前面老周写过，需要使用其他ADC模块；

4、I2C（IIC）协议；

5、SPI 协议；

6、DAC：数字转模拟，这个好像很多板子没有，据老周的有限知识量，ESP32模组有集成 8 位的DAC功能。一般使用输出模拟电压是没问题，但要作为音频信号输出就水了点。所以一般需要外接支持 I2S（IIS）的音频解码板。

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按照老周的折腾习惯，折腾完大草莓，就应该折腾小草莓了。小草莓就是——Raspberry pi Pico。也许树莓派基金会也觉得作为微型电脑的大草莓，搞物联网有些大材小用了。尽管资源挺多，但还真不能英特尔系列的开发板比，毕竟处理器功耗是很关键的，你想节能自然要牺牲执行速度了。

Raspberry Pi Pico 用的是自主研发的 RP2040 处理器，架构是ARM，作为专用 GPIO 控制板，性能肯定能甩 Arduino Uno 五千条高速公路，而且价格比 Uno 低很多。某宝一般售价是 28 - 38 之间。当然，会有个别不会做生意的，一上来就卖 150 元的，这些卖家显然不知道网购是可以货比万家的，他们估计是为了不忘初心，坚守零销量第一阵线。

这里就不得不提 ESP32 开发板，引脚虽然比 RP Pico 少一些，但有 Wifi，有蓝牙，有ADC，有DAC，有霍尔传感器等，价格一般 20 多，是比 rp pico 便宜些。不过，你买的ESP32开发板只有模组是乐鑫的，板子是一些小电子厂做的（也不排除有大厂），乐鑫官方的开发板也挺贵的。

虽然没有 WiFi 没有蓝牙，不过 RP Pico 的性价比还是不错的，而且功耗确实很低。老周曾说过用它做了门铃，在家里已经运行了大半年了，除了中途天线模块烧了（这质量？）换了一个新模块（12元左右），就是一直运行着。由于消耗电流太小了，充电宝供电会自动断电，只能用 5V1A 的充电头供电。日常工作电流都在微安级别，特省电。

小草莓目前是不能用 .NET 开发的（估计以后也不太可能会支持），按官方文档，目前支持C/C++，Micropython。当然也有 Arduino 插件，但功能不完整。刚发布的时候耍了一下，只有一路 UART 可以用，另一路没反应，不知道现在修复了没有。至于 Micropython，我只能用两个字来评价——【无语】。因此，最优方案还是 C 语言（C++也行，但SDK基本是C写的）。

这个SDK，由于官方的定位是希望你买了小草莓，顺便买大草莓，即优先推荐你在 Raspberry Pi3 或者 Raspberry Pi 4 系列上进行开发。但是，老周作为全国人民公认的老实人，不得不说一句实话，你这板子上写代码，能干得我的台式机吗？所以嘛，还是在PC上写代码刺激。其实，SDK是可以在PC上用的，Windows、macOS、Linux上都行，官方和网上都有教程。

可能是老周最近运气不太好，按照文档步骤，在 Windows 上没有弄成功过，试过几次都失败，CMake 报的错误应该是找不到C编译器。反正这个目前没法解决，环境变量也没置正确，路径中也没有空格，也没有中文，也没有长文件名，但还是找不到编译器。毕竟官方是想让你在 Raspberry Pi 上开发的，大概是对Linux比较友好。

等等，这个其实也好办，不是说 Win 10 是最大的 Linux 发行版吗？嗯，这样就OK了，既可以用 Windows，又可以友好。

唉，回头看一看内容，哇，原来上面写了那么多废话，现在才进入主题，这要是放在高考作文，肯定是满分作文无疑，很自豪ing。

 

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相信各位同学如果玩过大草莓，会知道 Raspbian 其实是 Debian 发行版的变种，所以，老周在 WSL 中优先考虑 Debian。这里老周顺便演示一下如何把 Linux 子系统转移到其他分区，方法很简单，不用改配置，不用改权限。虽然老周把一整块 512 G的SSD都作为系统分区，但软件装多了好像也不怎么够用，故，还是把子系统弄到其他分区上好一些，谁知道它将来会占用多大空间呢，Linux 在安装工具和更新时，经常会依赖安装一大堆东西。

好了，不扯F话了，开工。

1、到Windows商店找到 Debian 君，安装。这个应该会了吧，不会的话可以问班主任。

 

2、坐和等待。

3、安装完启动它，初始化完后会提示你输入用户名，如demo。

 

 4、回车后，要求你输入密码，比如 123456。反正是子系统，设置个䜭智密码也没关系。

5、关闭它，对，关掉，现在啥也不用干。

6、打开CMD，或者PowerShell，输入以下命令，看看刚刚安装的发行版。

wsl --list --all

看到 Debian 就没错了。

**注：WSL有 1 和 2 两个版本，这个随便选，如果你要跨 Linux 和 Windows 操作文件，就用版本 1，因为版本 2 是用虚拟机的，读写较慢。

7、记下发行名称 Debian，然后使用 export 命令，把它导出备份，假如我存放在E盘，文件类型是 .tar。

wsl --export Debian E:\mydebian.tar

export 表示导出，这命令本来是用来备份的，不过这里可以发挥一下，用作迁移。E:\mydebian.tar就是导出后的文件。因为是初始系统，只有200多M。

8、执行以下WSL命令，注销掉 Debian 子系统。

wsl --unregister Debian

这时候你再执行一次 wsl --list 就啥都没有了。

9、在 D 盘里（你可以选其他盘）建一个目录，名字你喜欢，比如我建了两层目录：Linux/Debian，主要是考虑到可能将来要迁移其他发行版。

10、执行以下命令重新导入 Debian。

wsl --import Debian D:\Linux\Debian E:\mydebian.tar --version 1

Debian 是发行版名称，D:\Linux\Debian 是刚刚建的目录，用来放子系统；后面的.tar 文件就是刚才导出的备份；--version 指定使用 WSL 1。

再执行一次 wsl --list 就能看到子系统又回来了。

11、【可选】把刚从商店安装的 Debian 卸载。不卸也行，反正也不占地方，如果卸了，也不怕，你只需要在任意路径下执行 bash 就能进入子系统了。老周建议不要卸，因为它是一个启动器，而且还可以执行 config 命令进行一些配置（这不，下一步就用上了）。

12、这样导入之后，子系统默认启动到 root 上下文的。咱们一般是没有必要的，所以，我们执行一下 config，重新设置一下默认用户。

debian config --default-user demo

Windows 对大小写不敏感，所以 debian 也能找到 Debian 启动器（你看，幸好刚刚没有把 Debian 卸载，不然执行不了）。“demo” 就是老周前面初始化时设置的用户名。

 万一，我说的是万一，你一时手残，把Debian卸了，咋办？如果你有耐心，可以来一句 wsl --unregister Debian，然后从头来过，就是从第一步开始。当然了，补救方法是有的。可以利用一下 wsl.conf 文件。

进入子系统，cd 到 /etc 目录下，默认应该不存在 wsl.conf 文件的，所以咱们手动建一个。

sudo nano /etc/wsl.conf

然后输入以下配置：

[user]
default=demo

【Ctrl+O】保存，【Ctrl+X】退出。

这是典型的 .ini 文件格式，用中括号包起来的是配置节的名称，这里咱们配置了 user 节，接着另起一行，写配置项，格式 key=val。如果有多条配置项，那就一行一条。

13、子系统改成国内源，此处省略 5000 个字，相信你也会了，老周就不F话了。如果网速可以，就不用改国内源了。

安装工具链

在克隆SDK前，必须先安装工具链。按照官方教程，就下面这一句完成。

sudo apt install cmake gcc-arm-none-eabi libnewlib-arm-none-eabi libstdc++-arm-none-eabi-newlib python3

用 bash 命令打开 Debian 子系统，默认是 root 上下文，所以，如果你启动子系统后是root上下文，就不用加 sudo 了。这个得占约 2 G的空间，慢慢等吧。今天运气好，下载速度 5MB/S ，节约了一些时间。

注意不要漏掉 python3，不然后面会出错。

下载SDK

下载SDK是克隆 github 上面的源代码。所以先安装git。

sudo apt update && sudo apt install git

还要装个 wget。

 sudo apt install wget

 

然而事情不是当初想的那么简单，github 上面的代码能否拉下来，真的需要充值运气。十有八九会失败，就算不是全失败都会有一部分文件下载不了。所以，还要加上 cgit（前面装 wget 就是为了这时候用）。

sudo wget http://cgit.killf.info/cgit_linux_latest -O /usr/local/bin/cgit && sudo chmod 755 /usr/local/bin/cgit

好，现在，尝试克隆一下SDK。先切换到 Home 目录。

cd ~

用刚安装的 cgit 来克隆。

cgit clone https://github.com/raspberrypi/pico-sdk

速度不错，克隆完后，会在你的用户目录下产生个 pico-sdk 目录。如果你是用 root 上下文运行的，那么目录是在 /root 下面，至于如何处理，你自己看着办，可以移到非 root 的用户目录下。

其实到这里就能用了，源代码不多，6到7M的大小。不过它依赖一个 tinyUSB 的库，用来进行USB通信的，这个并不是必须的，如果你不使用 USB 串口，可以不需要这个模块。如果要的话，就加上这两句：

cd pico-sdk
cgit submodule update --init

最后，打开 /etc 下面的 profile，配置一下环境变量，变量名为 PICO_SDK_PATH，指向刚才的 pico-sdk 目录。

sudo nano /etc/profile

export PICO_SDK_PATH=/home/demo/pico-sdk

这一行是加到文件的最后一行。保存退出。

让配置马上生效，执行一下 source 命令。

 source /etc/profile

这个环境变量是系统级别的，其他用户也能用，如果只想给当前用户配置，就用 $HOME/.profile 文件（profile 前面有个小数点，在Linux中表示隐藏文件）。 

 

创建项目写代码

打开 VS Code，保证这三个插件已安装：

1、C/C++扩展，微软官方的；

2、CMake Tool，也是微软官方的；

3、Remote-WSL，用来访问子系统的；

4、CMake，这个可选，可以不装，非官方。

在VS Code 中打开子系统中的目录，有个很简单的方法。

假如，我在 home 目录下建个目录，叫 my，用来放项目。

mkdir my

然后进入 my。

cd my

接着输入：

code .

第一次用会安装一些包包，然后就自动启动VSCocde，前提是你得把 VS Code 的路径添加到 PATH 变量中，这个是在Windows中的Code，PATH也是在Windows中配置的，不是Linux子系统。

这时候，C++插件和CMake Tools插件还要在WSL中再安装一次，成功之后会让选编译器。

  选择 arm-none-eabi。

在项目目录下建个新文件，名为 CMakeLists.txt，这个名字请区分大小写，而且不要乱改名字，CMake 专属名称。然后在这个文本文件中输入：

cmake_minimum_required(VERSION 3.13)
include($ENV{PICO_SDK_PATH}/external/pico_sdk_import.cmake)
project(myapp)

pico_sdk_init()

add_executable(sb "app.c")
pico_add_extra_outputs(sb)
target_link_libraries(sb pico_stdlib)

这是最简单的项目配置，下面老周解析一下。

第一行，从字面意思猜猜，对了，设定支持的最低 CMake 版本号，可以随便写，不要比当前安装的高就行，比如安装了 3.18，不要设置成 13.25，但可以设置为 3.15。

第二行，include 引入 RPI Pico SDK专用的 cmake 文件，官方教程里是让你先把这个文件复制到项目中，然后再用相对路径引用。这里我懒得复制，直接指向文件原路径，其中 PICO_SDK_PATH 是配置的环境变量指向 /home/demo/pico-sdk 目录。

第三行，project，指定本项目的名称，给它取个你喜欢的名字就行，我这里是“myapp”，双引号可用可不用。

第四行，调用一个宏，叫 pico_sdk_init，这个就是从官方SDK的cmake文件中导入的。

第五行，add_executable 添加咱们项目中的源代码文件，比如 app.c，第一个参数是指定一个 target 的名称，也是可以随便取，不要和cmake保留名称冲突就行（冲突了它会提示的，所以不用怕），这个target在整个项目中必须唯一。这里我取了个很低俗的名字，叫"sb"。

第六行，pico_add_extra_outputs，指定程序编译后导出的二进制文件格式，这里会生成N种格式，如 .bin，.elf，.dis，.hex，.uf2。其中，我们刷到 RPI Pico 上，用 uf2 文件很方便，像U盘一样，直接放进去就行了。uf2 格式可以像U盘/移动硬盘拖文件的方式来为设置更新固件，非常的傻瓜化操作，也是微软的大法之一。

pico_add_extra_outputs 是个函数，在 pico-sdk\src\rp2_common.cmake 文件中，它调用了另外四个函数：

pico_add_hex_output(${TARGET})：生成 hex 格式文件；

pico_add_bin_output(${TARGET})：生成 bin 格式文件；

pico_add_dis_output(${TARGET})：生成 dis 格式文件；

pico_add_uf2_output(${TARGET})：生成 uf2 格式文件。

第七行，target_link_libraries(sb pico_stdlib)，sb也是咱们项目中唯一的 target 名称，一定要和上面的命令一致，不然就无法把标准库链接到当前项目中。pico_stdlib，是 pico 的标准库，官方文档把这些名称称为“接口”，它链接了一些常用的库，比如 GPIO，UART 都在里面。

    target_link_libraries(pico_stdlib INTERFACE
        pico_stdlib_headers
        pico_platform
        pico_runtime
        pico_stdio
        pico_time
    )

    target_link_libraries(pico_stdlib_headers INTERFACE
            hardware_gpio
            hardware_uart
            hardware_divider
            pico_time
            pico_util
    )

所以，你如果要简单操作 GPIO，那么不需要链接其他库，pico_stdlib 已包含，头文件包含的写法是 #include “pico/stdlib”，把下划线换成“/”，整个SDK的库都是这种规律，比如 hardware_uart，头文件为 "hardware/uart.h"。

 

新建一个 app.c 文件，我们写代码。

#include <stdio.h>
#include "pico/stdlib.h"

int main()
{
    return 0;
}

纯用来演示，所以就写得这么简陋。

 

在 CMake 的配置阶段，极大的概率会发生这样的错误：

 因为 CMake 会先 CTest 一下，看看你配置的工具能不能用。这个错误很让人头痛，虽然网上能找到不少方法，但是那些方法是直接传参数给 arm-none-eabi-gcc 编译器的，而我们这里是用 CMake 来完成整套工作的。

arm-none-eabi-gcc -o XXX XXX.c -g --specs=nosys.specs

故，咱们要在VS Code 里面配置一下 CMake 工个。VS Code 窗口左下角有个【管理】按钮（一个齿轮图标），然后选【设置】，找到 扩展 -- CMake Tools Configuration ，再找到 Configure Settings。

 

 点击“在 settings.json 中编辑”，然后在 JSON 文档中输入：

    "cmake.configureSettings": {
        "CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS": "--specs=nano.specs"
    }

CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS 是针对链接器的选项，它的值就是上面的 --specs=nano.specs 参数。

修改后保存关闭文件，再 config 一次 CMake 就没问题了，build 也能顺利通过。

 

 好了，今天的文章就水到这儿了，有空老周将继续水。