趣味・電子工作のブログ

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windowsでのraspipicoの開発環境の構築

RASPBERRY PI 電子工作 マイコン Raspberry pi pico c/c++

下記の手順に関してまとめる。

開発環境の構築

WSLのセットアップ

WSLのセットアップは、公式ページを参考にセットアップを行う。

Windows 10 バージョン 2004 以降 (ビルド 19041 以降) または Windows 11 を実行している必要がある。

docs.microsoft.com

管理者の PowerShell または Windows コマンド プロンプトを起動して、下記のコマンドを実行する。

wsl --install

Ubuntuがインストールされたので次に、Linux ユーザー情報を設定する。 WSL 開発環境を設定する | Microsoft Docs

[スタート] メニューを使用してディストリビューション (既定では Ubuntu) を開き、Linux ディストリビューションのユーザー名とパスワードの作成をする。

パッケージの更新とアップグレードを行う。

sudo apt update && sudo apt upgrade

ここまで出来たら、WSLのセットアップは完了。

WSLは2もあり、バージョンを変更する場合は下記を参照。

WSL のインストール | Microsoft Docs

VScodeのセットアップ

エディタにはVScodeを使用する。 下記からダウンロードとインストールを行う。

azure.microsoft.com

インストールまで行ったら、初めにリモート接続用の拡張機能を追加する。 日本語化は、Japanese Language Pack for Visual Studio Codeをインストールした。 ローカル環境に対して拡張機能タブでc/c++と検索して c/c++ extention packをインストールする。

f:id:Ikimon:20220117231619p:plain
拡張機能タブ

次に、リモートエクスプローラーから、WSLへ接続を行う。

f:id:Ikimon:20220117231753p:plain
リモートエクスプローラータブ

接続を行った後から、リモート先へ拡張機能を追加する。 下記の拡張をインストールした。

上記でエディタの環境構築は終了。

必要なツールのセットアップ

WSL上のUbuntuの環境を構築する。 VScode上から、WSLに接続してUbuntuを操作する。 下記の図のwindow+マークを選択し、wslに接続する。

f:id:Ikimon:20220118082111p:plain
WSLの選択

WSLへの接続が正しくされると下記のように表示される。

f:id:Ikimon:20220118082210p:plain
WSL接続完了

ctrl + @を押すとVScode上でターミナルが起動する。

最初に、パッケージのアップデート・アップグレードを行う。

sudo apt update && sudo apt upgrade

次に必要なパッケージをインストールする。

 sudo apt install cmake gcc-arm-none-eabi libnewlib-arm-none-eabi build-essential git

下記の資料を参考にした。 基本的なことは下記に書いてあり、Raspberry Piからプログラムするのが一般的だが、 現在、とても値上がりしていたり、入手しにくい状況のため、今回は、windowsからの入門にすることとした。

https://www.raspberrypi.com/documentation/microcontrollers/c_sdk.html#raspberry-pi-pico-cc-sdk https://datasheets.raspberrypi.com/pico/getting-started-with-pico.pdf https://datasheets.raspberrypi.com/pico/raspberry-pi-pico-c-sdk.pdf

LEDチカチカまでのプロジェクト作成ビルドまで

手順としては、下記のように行う。

  • pico-sdkをクローンする。
  • CmakeList.txtにインクルード、編集する。
  • C/C++のソースを編集する。
  • ビルドする。
  • Raspberry Pi Picoへ送る
pico-sdkをクローンする。

下記のコマンドを使用して、pico-sdkをクローンする。

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

github.com

今回は下記のようなフォルダ構成とする。

$ tree -L 1 ./
./
├── LEDblink
└── pico-sdk
CmakeList.txtにインクルード、編集する。

LEDblinkフォルダ下には下記のようなフォルダ構成とする。

$ tree -L 1 ./LEDblink
./LEDblink
├── CMakeLists.txt
└── src

$ tree ./src
./src
└── pico-display
    ├── CMakeLists.txt
    └── main.c

LEDblink/CMakeLists.txtは下記のようにした。

cmake_minimum_required(VERSION 3.12)

set(ENV{PICO_SDK_PATH} "${HOME}/src/repo/pico/pico-sdk/" )

# Pull in SDK (must be before project)
include(../pico-sdk/external/pico_sdk_import.cmake)

project(pico_examples C CXX ASM)
set(CMAKE_C_STANDARD 11)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)

if (PICO_SDK_VERSION_STRING VERSION_LESS "1.3.0")
    message(FATAL_ERROR "Raspberry Pi Pico SDK version 1.3.0 (or later) required. Your version is ${PICO_SDK_VERSION_STRING}")
endif()

# Initialize the SDK
pico_sdk_init()

add_compile_options(-Wall
        -Wno-format          # int != int32_t as far as the compiler is concerned because gcc has int32_t as long int
        -Wno-unused-function # we have some for the docs that aren't called
        -Wno-maybe-uninitialized
        )

add_subdirectory(src/pico-ledblink)

基本的には、サンプルプログラムから引用した。

github.com

注目点は、下記の通り。

  • set(ENV{PICO_SDK_PATH} "${HOME}/src/repo/pico/pico-sdk/" )
  • include(../pico-sdk/external/pico_sdk_import.cmake)
  • add_subdirectory(src/pico-ledblink)

set(ENV{PICO_SDK_PATH} "${HOME}/src/repo/pico/pico-sdk/" )およびinclude(../pico-sdk/external/pico_sdk_import.cmake)は、サンプルを参考にPico-SDK使用するために設定する。

add_subdirectory(src/pico-ledblink)をして、プロジェクトを追加する。

LEDblink/src/CMakeLists.txt下は下記の通り。

add_executable(pico_ledblink
    main.c
    )

# pull in common dependencies
target_link_libraries(pico_ledblink pico_stdlib)

pico_ledblinkのビルドとpico_ledblinkにライブラリをリンクする。

C/C++のソースを編集する。
/**
 * Copyright (c) 2020 Raspberry Pi (Trading) Ltd.
 *
 * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
 */

#include "pico/stdlib.h"

#define BACK_LIGHT_PIN 

int main() {
    const uint LED_PIN = PICO_DEFAULT_LED_PIN;
    gpio_init(LED_PIN);
    gpio_set_dir(LED_PIN, GPIO_OUT);
    while (true) {
        gpio_put(LED_PIN, 1);
        sleep_ms(250);
        gpio_put(LED_PIN, 0);
        sleep_ms(250);
    }
}

0.25秒おきに点滅するプログラムの完成。

ビルドする。

gcc-arm-none-eabiを使用してビルドを行う。

f:id:Ikimon:20220119211144p:plain
キットのスキャン

キットのスキャンを行い、gcc-arm-none-eabiを選択する。

f:id:Ikimon:20220119211338p:plain
キットとビルド

VScodeのウィンドウ下方に上記のように表示されていればいざ、ビルドする。

ビルドがされるとpico-ledblink.elfが.build/src/pico-display/pico_display.elfに生成される。 このまま送っても動作しないため、.uf2に変換する。 変換するには、pico-sdk内にelf2uf2というツールがあるため、このツールを使用して変換する。

pico-sdkのプロジェクトを開き、プロジェクトをビルドする。 キットのスキャンを行い、gcc-arm-none-eabiを選択する。 そしてビルドすると、./pico-sdk/build/elf2uf2/elf2uf2が生成される。

そして、下記のコマンドを使用し.uf2に変換する。

../pico-sdk/build/elf2uf2/elf2uf2 build/src/pico-display/pico_ledblink.elf build/src/pico-display/pico_ledblink.uf2

この変換は、下記のサイトを参考にした。

mickey-happygolucky.hatenablog.com

Raspberry Pi Picoへ送る。

Raspberry Pi Picoをパソコンに接続し、linux内でマウントを行うことで転送する。

qiita.com

上記のサイトを参考にマウントを行った。

Raspberry Pi Picoをマウントするには、bootボタンを押したままUSBを接続する。 その後、下記のコマンドを実行する。今回は、windows上でDドライブにRaspberry Pi Picoがマウントされたことを前提としている。

$ sudo mkdir /mnt/d
$ sudo mount -t drvfs D: /mnt/d

上記によって下記のようにlinuxにRaspberry Pi Picoがマウントされる。

$ df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sdb        251G  4.6G  234G   2% /
tmpfs           3.1G     0  3.1G   0% /mnt/wsl
tools           238G  201G   38G  85% /init
none            3.1G     0  3.1G   0% /dev
none            3.1G  8.0K  3.1G   1% /run
none            3.1G     0  3.1G   0% /run/lock
none            3.1G     0  3.1G   0% /run/shm
none            3.1G     0  3.1G   0% /run/user
tmpfs           3.1G     0  3.1G   0% /sys/fs/cgroup
drivers         238G  201G   38G  85% /usr/lib/wsl/drivers
lib             238G  201G   38G  85% /usr/lib/wsl/lib
C:\             238G  201G   38G  85% /mnt/c
D:              128M   20K  128M   1% /mnt/d

最後に、$ cp build/src/pico-display/pico_display.uf2 /mnt/d/を行うとPicoにコピーされる。

コピーされたのち、一回Picoを抜いて再度挿すとコピーした実行ファイルが実行される。