RP2040复现12通道sigrok逻辑分析仪完整指南：编译、配置与实战

本文基于硬禾学堂使用RP2040开发的“十二指神探”模块，对网上开源的逻辑分析仪项目进行了复现与测试。项目可成功运行，若想自行编译配置，也可基于开源代码重新构建。以下是完整的尝试过程记录。

主要内容框架

• 快速使用：介绍如何将RP2040板卡变为逻辑分析仪、如何让PulseView识别设备及PulseView的基本功能（针对直接使用的用户）。
• 环境准备：在Windows系统下搭建RP2040编译环境的主要步骤（针对后续希望开发的用户）。
• 编译项目：编译pico-coder的sigrok-pico项目的主要步骤。
• 小结：使用体会与遇到的注意事项。

快速使用

附上pico-coder开源项目的GitHub地址：https://github.com/pico-coder/sigrok-pico 。项目包含了逻辑分析仪固件源码、PulseView获取地址、使用文档以及详细参数。下载项目到本地后，如果仅想使用，只需关注pico_sdk_sigrok和pulseview两个文件夹。

第一步：打开pico_sdk_sigrok文件夹，其下的build文件夹内包含最终的.uf2文件。将此文件拖入RP2040的U盘盘符，即可完成固件烧录，将其变为逻辑分析仪。

第二步：打开pulseview文件夹，按照README中的第一条链接（建议在GitHub页面直接操作，可能需要科学上网）下载非官方版本的PulseView，无需注册。

安装完成后，从开始菜单打开PulseView应用。

软件界面主要功能区域如图所示。在选择设备后，采样率和采样数设置会出现在设备选择按钮旁边。

第三步：识别设备。点击设备选择按钮，按照下图步骤操作。

成功识别后，界面如下图所示。

至此，设备已可正常工作。用户可以从24个数字通道中选择一个或多个进行数据采集与波形观测。

“十二指神探”的原理图可在硬禾学堂页面找到：https://www.eetree.cn/project/detail/748。本次测试连接的是CH0、CH1、CH2通道，对应RP2040的GPIO20、21、22。

使用ADALM2000产生一个SPI通信信号，发送数据0xAA，通信速率拉满至50MHz。

在PulseView中接收信号，通过协议选择按钮添加SPI协议解码器。

将GPIO20、21、22（PulseView中显示为D20、21、22）分别配置为SPI的CLK、MOSI、MISO通道。配置完成后，既能看到波形，也能看到解码出的数据正是0xAA。注意，需将界面上的模拟通道全部关闭，才能将采样率提升至最高的120MHz。

该设备的更多特性与限制在开源项目文档中均有详细说明，并附有详细的参数表，可供进一步研究。

环境准备

如果希望自行编译开源项目，需要搭建Windows下的C语言开发环境。虽然已有Arduino、PlatformIO等平台支持RP2040开发，但本项目基于官方的Pico-SDK，因此需按照官方指引配置环境。官方配置过程可能存在一些坑点，本文整理出一条相对快捷的配置路径。

参考文章链接：

• 详细的外网教程：https://www.arnabkumardas.com/platforms/rp2040/raspberry-pi-pico-sdk-and-toolchain-setup-in-windows-10/
• 树莓派官方文档第9.2章 “Building in Windows”：https://pip-assets.raspberrypi.com/categories/610-raspberry-pi-pico/documents/RP-008276-DS-1-getting-started-with-pico.pdf?disposition=inline
• 基于Pico-SDK创建新工程的教程：https://www.arnabkumardas.com/platforms/rp2040/raspberry-pi-pico-create-and-build-new-project-in-windows-10/

主要配置步骤：

1. 安装必要的软件工具
2. 获取Pico-SDK等工程包
3. 配置VSCode
4. 进行编译

1. 安装需要的软件工具
所需工具如下图所示，图片来源于官方pico-setup-windows仓库的README。重点是下载最新版本的.exe安装文件。运行安装程序后，下列工具将自动安装完毕。用户也可选择自行下载各工具的最新版本。

安装结束后通常会提示重启电脑，按要求重启即可。

有时可能会弹出下图窗口，这可能是因为非首次安装。若弹出此窗口，可跳过，直接进行下一部分“获取工程包”的操作。

2. 获取pico-sdk等工程包
获取方法有多种，原理都是通过Git命令行克隆官方仓库。若网络不佳可能导致失败。

注意：如果之前已获取过，可能会报版本错误，需要将相关文件夹内的文件全部删除后重新获取，因为已有文件不会被自动覆盖。

方法一：在安装程序最后一步的界面中，勾选“Clone and build Pico repos”选项。
方法二：在安装目录中找到并双击pico-setup.cmd脚本文件。

方法三：手动在命令行中执行Git命令（需替换为你的实际目录）：

git clone -b master https://github.com/raspberrypi/pico-sdk.git
cd pico-sdk
git submodule update --init
cd ..
git clone -b master https://github.com/raspberrypi/pico-examples.git

成功获取后，目录中会出现pico-sdk、pico-examples等文件夹。

3. 配置vscode
主要分为安装扩展和配置CMake Tools两步。

3.1 安装扩展
最稳妥的方式是双击安装目录中的“Visual Studio Code for Pico”快捷方式启动VSCode，它会自动检查环境。

启动后，在扩展商店中搜索并安装“CMake Tools”和“C/C++”扩展。然后进入CMake Tools扩展的设置界面。

3.2 配置CMake Tools扩展
需要修改两处设置：

1. Cmake: Configure Environment：添加一个环境变量。项为PICO_SDK_PATH，值可以设置为相对路径..\..\pico-sdk或绝对路径（例如D:\Raspberry\Pico\pico-sdk）。
   
2. Cmake: Generator：填入NMake Makefiles。
   

4. 编译测试
通过“Visual Studio Code for Pico”快捷方式启动VSCode，并打开pico-examples文件夹（可使用Ctrl+K, Ctrl+O快捷键）。右下角可能会弹出配置提示，点击“是”即可。

注意：如果直接打开VSCode应用再加载文件夹，可能无法正常配置，即底部不会出现CMake、GCC等工具链选择栏。

随后，在界面底部选择Kit（编译工具链），点击“Build”按钮开始编译。

正常编译过程与完成界面如下图所示。编译生成的.uf2等文件位于pico-examples\build目录下。

如果想单独编译某个例子（如blink），可以在底部的Build按钮旁选择对应的目标。

编译项目

完成上述环境搭建后，即可编译sigrok-pico项目。在理解项目结构时遇到了困难，主要是对CMake不够熟悉。后来参考了一篇外部教程，成功编译并理解了项目组织方式。

编译pico-coder的sigrok-pico项目仅需三步：

第一步：将sigrok-pico项目文件夹复制到与pico-sdk同级的目录下。

第二步：从pico-examples文件夹中复制pico_sdk_import.cmake文件到刚才复制的sigrok-pico项目根目录下。

第三步：在VSCode中打开该项目文件夹，选择好工具链后直接点击“Build”。成功编译界面如下。

在项目的build文件夹中即可找到新编译生成的.uf2固件文件。

注意：此移植方法主要针对此特定开源项目。其他RP2040项目的移植原理类似（需要与Pico-SDK同级目录并引入CMake文件），但具体操作可能不同，请仔细阅读项目的README说明。对于嵌入式开发中的环境配置与项目移植，扎实的运维/DevOps基础知识和工具链理解非常关键。

小结

pico-coder不仅编写了RP2040固件，还为sigrok官方库贡献了Pico的驱动与协议代码，具有很高的学习参考价值。由于相关代码尚未被sigrok主分支采纳，因此目前需使用其自定义编译的PulseView版本。

在使用过程中发现一个软件问题：在运行采集后，如果关闭任意一个数字通道，再次点击“Run”会导致PulseView无响应。此问题尚不确定是软件Bug还是本地环境导致。另外，务必在不需要时关闭所有模拟通道，否则无法达到最高采样率，具体原因可参阅项目文档。

所使用的“十二指神探”板卡上，CH3和CH4通道在原项目提供的预编译固件中并未启用，开发者可以基于此进行进一步的软件测试与功能开发。