本书基于以RP2040 MCU 芯片为核心的树莓派Pico开发板,利用Pico硬件扩展接口和面包板设计典型硬件电路,并结合MicroPython编程语言讲述了嵌入式系统典型接口技术与应用实例;在介绍机器学习技术基本方法基础上,讲述了树莓派Pico嵌入式机器学习(TinyML)技术与应用实例,介绍了华为AI云ModelArts开发平台构建机器学习模型和Edge Impulse开发平台构建嵌入式机器学习模型等技术。全书具体内容包括AI嵌入式系统基础知识、树莓派Pico开发板硬件基础、Pico开发板MicroPython编程基础、树莓派Pico开发板人机接口技术、树莓派Pico中断与定时技术、树莓派Pico串行通信与网络接口技术、树莓派Pico无线通信技术实践、树莓派Pico电机接口与控制技术实践、机器学习技术基础及实践、嵌入式机器学习技术实践。

第1篇 嵌入式系统
第1章 AI嵌入式系统基础知识 3
1.1 嵌入式系统概述 3
1.1.1 嵌入式系统的定义 3
1.1.2 嵌入式系统的组成 4
1.2 嵌入式微处理器 7
1.2.1 嵌入式微处理器分类 7
1.2.2 ARM 嵌入式微处理器 10
1.2.3 嵌入式微处理器选型 14
1.3 AI嵌入式系统的基本概念 15
1.4 嵌入式硬件基础知识 18
1.4.1 认识树莓派系列硬件 18
1.4.2 嵌入式硬件接口 20
1.4.3 嵌入式硬件电路推荐知识 21
第2章 树莓派Pico开发板硬件基础 30
2.1 树莓派RP2040系列开发板 30
2.1.1 树莓派Pico开发板 30
2.1.2 Wio RP2040无线 WiFi开发板 31
2.1.3 其他几款基于RP2040 MCU的开发板 32
2.2 RP2040芯片 32
2.3 树莓派Pico开发板硬件扩展接口信号 38
2.3.1 Pico开发板硬件扩展接口信号解析 38
2.3.2 树莓派Pico Flash编程/程序烧写 42
2.4 树莓派Pico开发板电源模块 43
2.4.1 Pico开发板电源模块分析 43
2.4.2 Pico开发板供电 44
2.4.3 Pico开发板使用电池充电器 46
2.5 Wio RP2040无线 WiFi开发板硬件扩展接口信号 47
2.5.1 Wio RP2040开发板主要特性及硬件技术规格 47
2.5.2 Wio RP2040开发板硬件扩展接口信号 48
2.6 使用MicroPython REPL点亮Pico开发板板载LED 49
2.6.1 所需硬件及Pico开发板 MicroPython固件安装 49
2.6.2 使用MicroPython REPL交互模式编程 51
2.6.3 使用MicroPython REPL交互模式基础编程举例 53
2.6.4 使用MicroPython REPL点亮Pico板载LED编程举例 54
第3章 Pico开发板 MicroPython编程基础 58
3.1 MicroPython简介 58
3.2 Thonny Python IDE安装与使用基础 60
3.2.1 Thonny Python IDE简介 60
3.2.2 Thonny Python IDE安装 61
3.2.3 使用Thonny建立Pico开发板 MicroPython程序 64
3.3 Python基本语法 67
3.4 Python程序结构控制 79
3.4.1 选择语句 79
3.4.2 循环语句 82
3.4.3 跳转语句 85
3.4.4 在循环结构中使用else子句 86
3.5 Python函数与模块 87
3.5.1 定义函数 87
3.5.2 调用函数 87
3.5.3 变量的作用域 87
3.5.4 模块与包 88
3.6 类与对象 90
3.6.1 类的定义 91
3.6.2 创建对象 91
3.6.3 类的成员 91
第4章 树莓派Pico开发板人机接口技术 94
4.1 树莓派Pico开发板硬件接口引脚扩展及使用 94
4.1.1 Pico开发板硬件接口引脚扩展 94
4.1.2 使用 MicroPython控制Pico开发板硬件扩展接口 95
4.2 树莓派Pico开发板GPIO接口控制编程基础 96
4.2.1 Machine模块 96
4.2.2 使用变量存储GPIO端口引脚的设定值 96
4.2.3 GPIO端口数字信号输出 97
4.2.4 使用 MicroPython控制LED间断闪亮 97
4.3 树莓派Pico开发板小功率LED接口与GPIO控制 99
4.3.1 树莓派Pico开发板硬件接口输出扩展负载的接法 99
4.3.2 小功率LED灯交替闪亮GPIO控制实践 100
4.3.3 彩色RGB LED灯GPIO控制实践 102
4.4 树莓派Pico开发板按键接口与GPIO控制 104
4.4.1 按键接口技术 104
4.4.2 上拉电阻与下拉电阻 106
4.4.3 树莓派Pico开发板按键接口与GPIO控制实践 108
4.5 树莓派Pico开发板LED显示器接口与GPIO控制 114
4.5.1 LED显示控制原理 114
4.5.2 Pico开发板7段LED显示器接口与GPIO控制实践 117
第5章 树莓派Pico中断与定时技术 121
5.1 中断技术 121
5.1.1 中断的基本知识 121
5.1.2 中断技术基本原理 122
5.1.3 树莓派Pico中断系统 125
5.2 Pico按键中断及其 MicroPython实现 127
5.2.1 Pico外部中断的使用方法 127
5.2.2 Pico单个按键中断控制小功率LED发光实践 128
5.2.3 Pico多个按键中断控制小功率LED闪烁 130
5.2.4 认识三极管 132
5.2.5 使用Pico开发板、单个按键和三极管驱动中大功率LED实践 135
5.3 定时技术及树莓派RP2040定时器 138
5.3.1 定时器工作原理 138
5.3.2 树莓派RP2040定时器 139
5.4 Pico定时器 MicroPython控制编程实践 140
5.4.1 Pico定时器对象的使用方法 140
5.4.2 Pico定时器实现LED闪烁控制实践 141
5.4.3 Pico定时器控制LED数字显示实践 143
5.5 PWM 技术及Pico LED呼吸灯 MicroPython控制编程 146
5.5.1 PWM 技术原理 146
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