说明

功能简介

特性	无特性，不解释
主控	RP2040
'	无特性，不解释
'	无特性，不解释
'	无特性，不解释
接口		Type-C	ETH

产品概述

RP2040-ETH是一款迷你RP2040开发板，让你拥有集成 TCP/IP 协议栈，做到网络通信，
在极小板型下引出14 个多功能 GPIO 引脚，PCB边缘采用半孔工艺，可以轻松快捷集成到项目中。

产品特性

采用了 Raspberry Pi 官方设计的 RP2040 微控制器芯片
搭载了双核 ARM Cortex M0 + 处理器，运行频率高达 133MHz 灵活时钟
内置了 264KB 的 SRAM 和 4MB 的板载 Flash
板载 CH9120，集成 TCP/IP 协议栈
可通过上位机软件、串口命令设置芯片工作模式、端口、IP 等网络参数
邮票孔设计，可直接焊接集成到用户自主设计的底板上
可通过 USB 识别为大容量存储器进行拖放式下载程序
RP2040 的 14 个 GPIO 引脚引出
多种硬件外设
- 1 个 SPI(SPI0)
- 2 个 I2C
- 2 个 UART
- 3 个 12 位 ADC
- 13 个可控 PWM 通道
片内内置温度传感器
8 个可编程 I/O (PIO) 状态机，用于自定义外设支持

引脚分布

使用教程

环境搭建

C/C++ 开发环境安装

* 使用例程与教程之前，需要搭建开发环境，并且学会工程的基础使用方法

- Windows环境搭建教程
- 树莓派环境搭建教程

MicroPython 开发环境安装

*去Thonny 官网下载适合自己系统的软件

安装完成之后，第一次要配置语言和主板环境，由于我们是为了使用Pico，所以注意主板环境选择Raspberry Pi 选项

配置Micrpython环境及选择Pico端口。
- 先将Raspberry Pi Pico 接入电脑，左键点击Thonny右下角的配置环境选项--》选择configture interpreter
- 在弹出的窗口栏中选择MicroPython(Raspberry Pi Pico),同时选择对应的端口。

点击ok后返回到Thonny主界面，下载固件库到Pico里面，然后点击停止按钮，在Shell窗口中即可显示当前使用到的环境。
Pico在windows下载固件库方法: 连接电脑后，同时按住BOOT跟RESET键后,先松开RESET，再松开BOOT再，电脑会出现一个可移动磁盘，将固件库复制进去即可。

树莓派系统跟windows系统操作类似，树莓派需要安装带桌面的最新版本系统即可

Arduino IDE 开发环境安装

*打开Arduino IDE，进入File->Preferences

在弹出的对话框中，在“Additional Boards Manager URLs”字段中输入以下URL（需要梯子）:

https://github.com/earlephilhower/arduino-pico/releases/download/global/package_rp2040_index.json

点击OK关闭对话框。
进入IDE中的工具->开发板管理器
在搜索框中输入“pico”，然后选择“添加”:

硬件连接

CH9120跟RP2040内部连接如下。

RP2040连接引脚对应关系
CH9120	RP2040	功能
RXD	GP21	串行数据输入
TXD	GP20	串行数据输出
TCPCS	GP17	TCP客户端模式下，连接状态指示，低电平表示连接成功
CFG0	GP18	网络配置使能脚，低电平时，进入串口配置模式
RSTI	GP19	复位，低电平有效

例程使用

树莓派环境下

打开树莓派终端，执行：

cd ~
sudo wget https://www.waveshare.net/w/upload/8/88/RP2040_ETH_CODE.zip
unzip RP2040_ETH_CODE.zip
cd ~/RP2040_ETH_CODE

C

以下教程为在树莓派上操作，但由于cmake的多平台、可移植的特点，在PC上也是能成功编译，但操作略有不同，需要您自行判断。
进行编译，请确保在C/RP2040-ETH-Demo/build/目录下：
进入build目录,并添加SDK:
其中 ../../pico-sdk 是你的SDK的目录。

cd C/RP2040-ETH-Demo/build/
export PICO_SDK_PATH=../../pico-sdk
#注意：务必写对你自己的SDK所在路径
cmake ..
#执行make生成可执行文件，第一次编译时间比较久
make -j9
#编译完成，会生成uf2文件。

将RP2040-ETH连接树莓派后，同时按住BOOT跟RESET键后,先松开RESET，再松开BOOT再，电脑会出现一个可移动磁盘，将固件库复制进去即可。

cp main.uf2 /media/pi/RPI-RP2/

Python

RP2040-ETH连接树莓派后，同时按住BOOT跟RESET键后,先松开RESET，再松开BOOT再，电脑会出现一个可移动磁盘
将~/RP2040_ETH_CODE/Python/rp2-pico-20230209-unstable-v1.19.1.uf2 文件拷入RP2040中。
在树莓派上打开Thonny IDE （点击树莓logo -> Programming -> Thonny Python IDE ），你可以在Help->About Thonny查看版本信息
以确保你的版本是有Pico支持包的，同样你可以点击Tools -> Options... -> Interpreter选择MicroPython(Raspberry Pi Pico 和ttyACM0端口

如图所示：

如果你当前的Thonny版本没有pico支持包，输入以下指令来更新Thonny IDE

sudo apt upgrade thonny

3.点击File->Open...->~/RP2040_ETH_CODE/Python/RP2040-ETH-Demo.py，运行脚本即可

Windows环境下

C

先安装Visual Studio Code
安装完成后，打开Visual Studio Code 拓展界面(快捷键Ctrl+Shift+X)
输入CMake Tools并安装
按F1输入open settings UI，打开设置UI界面
搜索cmake.configureEnvironment
点击添加项

Item	Value
PICO_SDK_PATH	[存放PICO-SDK路径]\pico-sdk

“[存放PICO-SDK路径]\pico-sdk”为您存放sdk的路径，填写不对将无法编译
再搜索cmake.generator，填入：

NMake Makefiles
#Ctrl+S保存设置，清空build文件夹，重启Visual Studio Code并重新编译

点击下载程序，解压后进入RP2040_ETH_CODE的文件夹中。
进入RP2040_ETH_CODE\C\RP2040-ETH-Demo后，使用vs code打开工程

选择编译器

开始编译

编译完成

将build中的main.uf2文件拷贝带Pico中，就会自动运行程序了。

Python

RP2040-ETH连接电脑后，同时按住BOOT跟RESET键后,先松开RESET，再松开BOOT再，电脑会出现一个可移动磁盘
2.将Python目录中rp2-pico-20230209-unstable-v1.19.1.uf2 文件复制到识别的可移动盘（RPI-RP2）中
3.打开Thonny IDE（注意：要使用最新版本的Thonny，否则是没有Pico的支持包的，当前Windows下的最新版本为v3.3.3）
4.点击工具->设置->解释器，如图所示选择Pico及对应的端口

5.文件->打开->RP2040-ETH-Demo.py,点击运行即可，如下图所示：

本例程只提供了一个简单的测试程序。

上位机配置

如果想通过上位机配置，不通过串口命令去控制，可以参考以下方法，此方法只适用于windows系统：
下载网络配置工具

给RP2040-ETH连接上电源跟以太网
打开网络配置工具
搜索设备->双击搜索到的设备->设置自己需要的信息->配置设备参数->等待重启完成

执行完上图的1和2，然后配置红框中的参数，然后执行3，等待4出现即可

示例程序

C/C++例程

1.网络配置

配置工作模式、IP、网关、子网掩码、端口号和串口波特率的代码都在CH9120.c或者CH9120.cpp文件中，按照自己实际需求进行修改即可：

UCHAR CH9120_Mode = TCP_CLIENT; //Optional:TCP_SERVER、TCP_CLIENT、UDP_SERVER、UDP_CLIENT
UCHAR CH9120_LOCAL_IP[4] = {192, 168, 10, 205};   // LOCAL IP
UCHAR CH9120_GATEWAY[4] = {192, 168, 11, 1};      // GATEWAY
UCHAR CH9120_SUBNET_MASK[4] = {255, 255, 252, 0}; // SUBNET MASK
UCHAR CH9120_TARGET_IP[4] = {192, 168, 10, 137};  // TARGET_IP
UWORD CH9120_PORT1 = 1000;                        // LOCAL PORT1
UWORD CH9120_TARGET_PORT = 2000;                  // TARGET PORT
UDOUBLE CH9120_BAUD_RATE = 115200;                // BAUD RATE

各工作模式在头文件已定义，可以直接修改CH9120_Mode使用

#define TCP_SERVER 0
#define TCP_CLIENT 1
#define UDP_SERVER 2
#define UDP_CLIENT 3

2.硬件接口

进入配置模式

void CH9120_Start();

退出配置模式

void CH9120_End();

配置工作模式

void CH9120_SetMode(UCHAR Mode);

配置本地IP

void CH9120_SetLocalIP(UCHAR CH9120_LOCAL_IP[]);

配置子网掩码

void CH9120_SetSubnetMask(UCHAR CH9120_SUBNET_MASK[]);

配置网关

void CH9120_SetGateway(UCHAR CH9120_GATEWAY[]);

配置目标IP

void CH9120_SetTargetIP(UCHAR CH9120_TARGET_IP[]);

配置本地端口号

void CH9120_SetLocalPort(UWORD CH9120_PORT);

配置目标端口号

void CH9120_SetTargetPort(UWORD CH9120_TARGET_PORT);

配置波特率

void CH9120_SetBaudRate(UDOUBLE CH9120_BAUD_RATE);

3.代码解析
主要代码如下：

int Pico_ETH_CH9120_test(void)
{
    CH9120_init(); //Initialize Configuration CH9120
    RX_TX();       //receive and dispatch
}

CH9120_init();
调用各个硬件接口对CH9120进行初始化配置
RX_TX();
CH9120初始化完成后，调用RX_TX()进入数据收发模式，CH9120会将接收到的信息再发送回去（仅限Acsll码字符串）

4.运行效果

打开网络调试工具，配置TCP服务端，等待RP2040-ETH发起连接，观察右下角提示检查是否连接成功
数据收发测试

MicroPython例程

01-TCP/UDP

1.网络配置
配置工作模式、IP、网关、子网掩码、端口号和串口波特率的代码都在 Python/RP2040-ETH-Demo/RP2040-ETH-Demo.py文件中，按照自己实际需求进行修改即可：

MODE = 1  #0:TCP Server 1:TCP Client 2:UDP Server 3:UDP Client
GATEWAY = (192, 168, 1, 1)    # GATEWAY
TARGET_IP = (192, 168, 1, 10) # TARGET_IP
LOCAL_IP = (192, 168, 1, 200) # LOCAL_IP
SUBNET_MASK = (255,255,255,0) # SUBNET_MASK
LOCAL_PORT1 = 1000            # LOCAL_PORT1
TARGET_PORT = 2000            # TARGET_PORT
BAUD_RATE = 115200            # BAUD_RATE

2.硬件接口
CH9120 的配置函数都在 Python/RP2040-ETH-Demo/ch9120.py 文件中，程序通过导入 CH9120 类，再通过 ch9120 对象调用

创建对象

ch9120 = CH9120(uart1)

进入配置模式

ch9120.enter_config()

退出配置模式

ch9120.exit_config()

配置工作模式

ch9120.set_mode(MODE)

配置本地IP

ch9120.set_localIP(LOCAL_IP)

配置子网掩码

ch9120.set_subnetMask(SUBNET_MASK)

配置网关

ch9120.set_gateway(GATEWAY)

配置本地端口号

ch9120.set_localPort(LOCAL_PORT1)

配置目标IP

ch9120.set_targetIP(TARGET_IP)

配置目标端口号

ch9120.set_targetPort(TARGET_PORT)

配置波特率

ch9120.set_baudRate(BAUD_RATE)

3.代码解析
主要代码如下：

if __name__ == "__main__":
    ch9120_configure()
    while True:
        time.sleep(0.1)
        while uart1.any() > 0:
            rxData1 = uart1.read(uart1.any())
            uart1.write(rxData1)
            print(rxData1.decode('utf8'))

ch9120_configure()
调用各个硬件接口对CH9120进行初始化配置
CH9120初始化完成后，进入数据收发模式，CH9120会将接收到的信息再发送回去（仅限Acsll码字符串）

4.运行效果

烧录micropython固件，上传ch9120.py，运行程序
打开网络调试工具，配置TCP服务端，等待RP2040-ETH发起连接，观察右下角提示检查是否连接成功
数据收发测试

02-MQTT

1.网络配置
基于 TCP/IP 协议实现 MQTT 通讯，MQTT 与 CH9120 的配置代码都在 Python/RP2040-ETH-Demo/RP2040-ETH-MQTT.py 文件中：

# MQTT
CLIENT_ID = "Waveshare_RP2040_ETH"
SUBSCRIBE_TOPIC = "test_topic1"
PUBLISH_TOPIC = "test_topic2"
# CH9120
MODE = 1  #0:TCP Server 1:TCP Client 2:UDP Server 3:UDP Client
GATEWAY = (192, 168, 1, 1)     # GATEWAY
TARGET_IP = (47, 92, 129, 18)  # TARGET_IP
LOCAL_IP = (192, 168, 1, 200)  # LOCAL_IP
SUBNET_MASK = (255,255,255,0)  # SUBNET_MASK
LOCAL_PORT1 = 1000             # LOCAL_PORT1
TARGET_PORT = 1883             # TARGET_PORT
BAUD_RATE = 115200             # BAUD_RATE

MQTT相关变量说明，可根据自身需求进行修改:

CLIENT_ID：客户端ID
SUBSCRIBE_TOPIC：订阅主题名称
PUBLISH_TOPIC：发布主题名称
TARGET_IP：MQTT服务端IP
TARGET_PORT：MQTT服务端通信端口

2.接口函数

创建MQTT客户端对象

mqtt_client = MQTTClient(uart1)

发起连接请求

mqtt_client.connect()

订阅主题

mqtt_client.subscribe(SUBSCRIBE_TOPIC)

发布消息

mqtt_client.publish(PUBLISH_TOPIC, message)

解析数据

mqtt_client.extract_data(rxData)

3.代码解析
主要代码如下：

if __name__ == "__main__":
    ch9120_configure()
    mqtt_client = MQTTClient(uart1)
    mqtt_client.ClientID = CLIENT_ID # Set ClientID
    mqtt_client.connect() # Connect to MQTT server
    mqtt_client.subscribe(SUBSCRIBE_TOPIC) # Subscribe to topic：test_topic1

    while True:
        rxData = uart1.read()
        if rxData is not None:
            topic, message = mqtt_client.extract_data(rxData) # Parse the received data
            if topic == SUBSCRIBE_TOPIC:
                print("Topic:", topic)
                print("Message:", message)
                mqtt_client.publish(PUBLISH_TOPIC, message) # Send received data to topic：test_topic2
        time.sleep_ms(20)

这段代码首先对CH9120进行配置，然后向MQTT服务端的通讯端口发送字节数据进行连接和订阅主题：

ch9120_configure()
mqtt_client = MQTTClient(uart1)
mqtt_client.ClientID = CLIENT_ID # Set ClientID
mqtt_client.connect() # Connect to MQTT server
mqtt_client.subscribe(SUBSCRIBE_TOPIC) # Subscribe to topic：test_topic1

ch9120_configure()
调用各个硬件接口对CH9120进行初始化配置
mqtt_client = MQTTClient(uart1)
创建一个MQTT客户端对象mqtt_client
mqtt_client.ClientID = CLIENT_ID
配置客户端ID
mqtt_client.connect()
向MQTT服务端发起连接请求
mqtt_client.subscribe(SUBSCRIBE_TOPIC)
订阅主题

这段代码表示进入数据收发模式，将接收到的消息从另一个主题发送回去：

while True:
    rxData = uart1.read()
    if rxData is not None:
        topic, message = mqtt_client.extract_data(rxData) # Parse the received data
        if topic == SUBSCRIBE_TOPIC:
            print("Topic:", topic)
            print("Message:", message)
            mqtt_client.publish(PUBLISH_TOPIC, message) # Send received data to topic：test_topic2
    time.sleep_ms(20)