Raspberry Pi Pico 使用

本章节包含以下部分，请按需阅读：

• 配置开发环境
• 示例程序

配置开发环境

1. 安装和配置

• 关于 Raspberrypi Pico 的环境搭建跟基本使用，请参考以下链接：
  • Arduino pico
  • C/C++
• 环境搭建完成后，即可连接传感器，下载示例程序

硬件连接

参考下表进行连接

Core2021-XF	Raspberry Pi Pico/Pico2
CLK	10
MISO	11
MOSI	12
CS	13
DIO11	15
RESET	5
BUSY	14

示例程序

• Raspberry Pi Pico 示例程序位于 示例程序包 的 core2021-xf\examples\pico 目录中。
• 示例 01，02，03 都需要两个 Core2021-XF 模块，一个发送，一个接收。

示例程序	基础例程说明	依赖库
01_lr2021_tx	LR2021 发送	RadioLib
02_lr2021_rx	LR2021 接收	RadioLib
03_lr2021_pingpong	LR2021 PingPong	RadioLib
04_lr2021_tx_cw	LR2021 以 CW 模式发送	RadioLib
05_lr2021_LoRaWAN	LoRaWAN	RadioLib

示例 Arduino Pico 程序

• 进入到 core2021-xf\examples\pico\arduino，选择需要测试的示例程序

• 选择好芯片型号跟端口

  

• 上传完成后，打开串口监测器，就会输出相关的信息

01_lr2021_tx_arduino

【程序说明】

• 基于 树莓派 Pico + Core2021-XF 模块，使用 中断方式 实现 LoRa 数据包周期性发送
• 使用 Pico/Pico2 硬件 SPI1 端口，自定义 SPI 引脚映射
• 采用非阻塞发送机制，不占用主循环 CPU 资源
• 每发送完成一包数据，自动延时 1 秒后继续发送下一包
• 支持字符串数据发送，自带数据包序号，方便调试

【代码分析】

• SPI1.setSCK / setRX / setTX：RP2040 硬件 SPI1 引脚重新映射
• SPI1.begin()：启动树莓派 Pico 硬件 SPI1
• radio.irqDioNum = 11：配置 LR2021 模块中断映射引脚，必须在初始化前设置
• radio.XTAL = true：开启外部晶振，保证频率精度
• setFlag(void)：中断回调函数，模块发送完成后自动触发，标记发送完成标志
• radio.setPacketSentAction(setFlag)：绑定发送完成中断函数
• radio.startTransmit("内容")：启动 LoRa 异步发送，支持字符串 / 字节数组
• radio.finishTransmit()：发送完成后收尾操作，关闭发射电路、复位模块状态
• loop() 主逻辑：检测发送完成标志 → 打印状态 → 延时 → 发送下一包带序号的数据

【运行效果】

• 程序编译下载完成，打开串口监控可以看到打印发送完成的日志，如下图所示（搭配02_lr2021_rx）：

  

02_lr2021_rx_arduino

【程序说明】

• 基于 树莓派 Pico + Core2021-XF 模块，使用中断方式实现 LoRa 数据包无线接收
• 使用 Pico/Pico2 硬件 SPI1 端口，支持自定义引脚映射
• 采用非阻塞监听模式，模块自动等待数据，不占用 CPU 资源
• 接收成功后自动解析数据，并打印数据包内容、RSSI 信号强度、SNR 信噪比
• 必须与发送端配置相同频率、扩频因子、带宽、编码率才能正常通信

【代码分析】

• SPI1.setSCK / setRX / setTX：RP2040 硬件 SPI1 引脚重新映射配置
• SPI1.begin()：初始化树莓派 Pico 硬件 SPI1 总线
• radio.irqDioNum = 11：配置 LR2021 模块中断映射引脚，必须在初始化前设置
• radio.XTAL = true：开启外部晶振，保证频率精度，提升接收稳定性
• setFlag(void)：中断回调函数，模块接收到完整数据包后自动触发
• radio.setPacketReceivedAction(setFlag)：绑定接收完成中断服务函数
• radio.startReceive()：启动 LoRa 连续接收模式，进入等待数据状态
• radio.readData(str)：读取接收到的无线数据，支持字符串格式解析
• radio.getRSSI() / radio.getSNR()：获取信号质量参数，用于调试与链路评估
• loop() 主逻辑：检测接收完成标志 → 读取数据 → 解析打印 → 继续监听

【运行效果】

• 程序编译下载完成，打开串口监控可以看到实时接收日志，包含数据内容、RSSI、SNR 信息，如下图所示（搭配01_lr2021_tx）：

  

03_lr2021_pingpong

【程序说明】

• 基于 树莓派 Pico + Core2021-XF 模块，实现 LoRa 自动乒乓收发（一问一答）双向通信
• 使用 Pico/Pico2 硬件 SPI1 端口，支持任意引脚映射
• 两块模块即可完成互发互收，无需手动控制
• 开启 INITIATING_NODE 为发起端，另一块为接收端
• 自动切换发送 / 接收状态，非阻塞中断驱动

【代码分析】

• SPI1.setSCK / setRX / setTX：树莓派 Pico SPI1 引脚重映射
• SPI1.begin()：初始化硬件 SPI1 总线
• radio.irqDioNum = 11：配置 LR2021 中断映射引脚，必须在初始化前设置
• radio.XTAL = true：开启外部晶振，保证通信频率精度
• setFlag(void)：通用中断回调，发送完成或接收完成都会触发
• radio.setIrqAction(setFlag)：绑定收发共用中断函数
• INITIATING_NODE 宏定义：用于区分主动发起节点
• radio.startTransmit()：启动数据包发送
• radio.startReceive()：切换模块到监听接收状态
• radio.readData(str)：读取接收到的 LoRa 数据包
• loop() 主逻辑：发送完成 → 进入接收；接收完成 → 延时回复 → 再次发送

【运行效果】

• 两块模块分别烧录程序，一块打开 INITIATING_NODE 宏定义
• 上电后自动互发互收，串口打印收发状态、数据、RSSI、SNR，如下图所示：

04_lr2021_tx_cw

【程序说明】

• 基于 树莓派 Pico + Core2021-XF 模块，实现 LoRa 直接载波发射（CW/Direct Transmit）
• 使用 Pico/Pico2 硬件 SPI1 端口，支持任意引脚映射
• 输出固定频率的连续载波信号，无数据包格式，用于频段测试、信号检测、仪器校准
• 固定频率 868MHz，发射功率 22dBm
• 上电后持续发射，无额外逻辑操作

【代码分析】

• SPI1.setSCK / setRX / setTX：树莓派 Pico SPI1 引脚重映射配置
• SPI1.begin()：初始化硬件 SPI1 总线
• radio.XTAL = true：开启外部晶振，保证载波频率精度
• OUT_HZ 868000000UL：定义直接发射频率（868MHz），可自行修改
• radio.setOutputPower(22)：配置发射功率为 22dBm
• radio.transmitDirect(OUT_HZ)：进入连续直接发射模式，输出固定频率载波
• loop()：无业务逻辑，载波持续发射无需程序干预

【运行效果】

• 程序烧录后模块立即输出固定频率载波信号

• 串口打印初始化与发射启动状态，可使用频谱仪/接收模块检测到连续射频信号，如下图所示：

  

05_lr2021_LoRaWAN

【程序说明】

• 基于 树莓派 Pico + Core2021-XF 模块，实现 LoRaWAN OTAA 入网与上下行通信
• 使用 EEPROM 仿真存储 保存会话信息，掉电重启可快速恢复连接
• 自定义 SPI1 引脚映射，完全适配 Pico/Pico2 硬件设计
• 定时发送上行数据（默认 5 分钟），自动接收服务器下行消息
• 支持数据 HEX/ASCII 格式打印，便于调试与链路验证

【代码分析】

• SPI1.setSCK/setRX/setTX：RP2040 硬件 SPI1 引脚重映射配置
• SPI1.begin()：初始化树莓派 Pico 硬件 SPI1 总线
• radio.irqDioNum = 11：配置 LR2021 中断映射引脚，必须在初始化前设置
• radio.XTAL = true：开启外部晶振，保证 LoRaWAN 频点精度
• EEPROM.begin(256)：初始化 RP2040 片上 Flash 模拟 EEPROM
• restoreLoRaWANState()：从 EEPROM 恢复会话信息，实现快速重连
• node.beginOTAA()/activateOTAA()：OTAA 入网相关关键函数
• saveLoRaWANState()：入网成功后保存会话信息到 EEPROM
• node.sendReceive()：发送上行数据并自动监听下行
• printHex/printAscii：格式化打印下行数据

【运行效果】

• 烧录程序后自动完成 OTAA 接入，周期性上报数据并接收下行

• 串口实时打印入网状态、上下行数据、信号质量等信息，如下图所示：

  

示例 C/C++ 程序

• 进入到 core2021-xf\examples\pico\c，选择需要测试的示例程序

• 选择好芯片型号跟端口

  

• 上传完成后，打开串口监测器，就会输出相关的信息

01_lr2021_tx

【程序说明】

• 基于 树莓派 Pico + Core2021-XF 模块，使用 非 Arduino 环境 直接在 Pico 上运行 RadioLib 库
• 使用 硬件 SPI1 端口 并自定义 SPI 引脚（SCK=10, MOSI=11, MISO=12）
• 配置 LR2021 模块引脚：
  • NSS=13、IRQ(DIO0)=15、RESET=5、BUSY=14
• 支持中断回调机制，在数据包发送完成后自动触发回调标记发送状态
• 采用非阻塞发送，主循环可以不断检测发送完成标志，进行后续操作
• 支持 C 字符串或字节数组数据发送，长度可达 256 字节
• 可连续发送带序号的数据包，便于调试

【代码分析】

• PicoHal* hal = new PicoHal(SPI_PORT, SPI_MISO, SPI_MOSI, SPI_SCK)：创建 Pico 硬件抽象层实例并绑定 SPI
• LR2021 radio = new Module(hal, RFM_NSS, RFM_IRQ, RFM_RST, RFM_BUSY)：初始化 LR2021 模块对象
• radio.irqDioNum = 11：配置中断映射引脚
• radio.XTAL = true：开启外部晶振，提高频率精度
• radio.begin()：初始化模块，返回错误码
• radio.setPacketSentAction(setFlag)：绑定发送完成回调函数 setFlag()
• radio.setFrequency(868.0)、setOutputPower(22)、setBandwidth(125.0)、setSpreadingFactor(7)、setCodingRate(5)、setSyncWord(...)、setPreambleLength(8)：配置 LoRa 参数
• radio.startTransmit("Hello World!")：启动第一次数据包发送
• setFlag()：发送完成后设置 transmittedFlag = true，用于主循环检测
• 主循环 for(;;)：
  1. 检测 transmittedFlag
  2. 发送成功或失败打印状态
  3. 调用 radio.finishTransmit() 做发送收尾操作
  4. 延时 1 秒
  5. 构建带序号的新数据包继续发送

【运行效果】

• 程序启动后在串口打印初始化状态（搭配02_lr2021_rx）：

  

02_lr2021_rx

【程序说明】

• 基于 树莓派 Pico + Core2021-XF 模块，使用 非 Arduino 环境 直接在 Pico 上运行 RadioLib 库接收数据
• 使用 硬件 SPI1 端口 并自定义 SPI 引脚（SCK=10, MOSI=11, MISO=12）
• 配置 LR2021 模块引脚：
  • NSS=13、IRQ(DIO0)=15、RESET=5、BUSY=14
• 支持中断回调机制，在数据包接收完成后自动触发回调标记接收状态
• 支持连续监听模式，可自动重新进入接收状态
• 接收的数据既可以 HEX 格式打印，也可作为字符串输出

【代码分析】

• PicoHal* hal = new PicoHal(SPI_PORT, SPI_MISO, SPI_MOSI, SPI_SCK)：创建 Pico 硬件抽象层实例并绑定 SPI
• LR2021 radio = new Module(hal, RFM_NSS, RFM_IRQ, RFM_RST, RFM_BUSY)：初始化 LR2021 模块对象
• radio.irqDioNum = 11：配置中断映射引脚
• radio.XTAL = true：开启外部晶振，提高频率精度
• radio.begin()：初始化模块，返回错误码
• radio.setPacketSentAction(setFlag)：绑定发送完成回调函数 setFlag()
• radio.setFrequency(868.0)、setOutputPower(22)、setBandwidth(125.0)、setSpreadingFactor(7)、setCodingRate(5)、setSyncWord(...)、setPreambleLength(8)：配置 LoRa 参数
• radio.startReceive()：启动接收模式，进入监听状态
• setFlag()：接收完成后设置 receivedFlag = true，用于主循环检测
• 主循环 for(;;)：
  1. 检测 receivedFlag
  2. 读取数据包长度 radio.getPacketLength() 并调用 radio.readData(rxBuf, len)
  3. 根据返回状态打印：
     • 成功：数据长度、RSSI、SNR、HEX 格式、字符串内容
     • CRC 错误：提示 CRC 错误
     • 其他错误：打印错误码
  4. 自动重新进入接收状态 radio.startReceive()
  5. 延时 10 ms 避免 CPU 占用过高

【运行效果】

• 程序启动后在串口打印初始化状态：（搭配01_lr2021_tx）：

  

03_lr2021_pingpong

【程序说明】

• 基于 树莓派 Pico + Core2021-XF 模块，实现 LoRa 自动乒乓收发（一问一答）双向通信
• 使用 硬件 SPI1 端口 并自定义 SPI 引脚（SCK=10, MOSI=11, MISO=12）
• 配置 LR2021 模块引脚：
  • NSS=13、IRQ(DIO0)=15、RESET=5、BUSY=14
• 支持中断回调机制，在发送或接收完成后自动触发
• 自动切换发送 / 接收状态，无需手动干预
• 初次发送由 #define INITIATING_NODE 宏控制，另一块模块自动进入接收模式
• 支持连续发送和接收字符串数据，并打印 RSSI / SNR

【代码分析】

• PicoHal* hal = new PicoHal(SPI_PORT, SPI_MISO, SPI_MOSI, SPI_SCK)：创建 Pico 硬件抽象层实例并绑定 SPI
• LR2021 radio = new Module(hal, RFM_NSS, RFM_IRQ, RFM_RST, RFM_BUSY)：初始化 LR2021 模块对象
• radio.irqDioNum = 11：配置中断映射引脚
• radio.XTAL = true：开启外部晶振，提高频率精度
• radio.begin()：初始化模块，返回错误码
• radio.setPacketSentAction(setFlag)：绑定发送 / 接收完成回调函数
• 宏 INITIATING_NODE 决定当前节点是否先发送数据
• 主循环 for(;;)：
  1. 检测 operationDone 标志
  2. 如果是发送完成：
     • 打印发送状态
     • 切换到接收模式 radio.startReceive()
  3. 如果是接收完成：
     • 读取数据包 radio.readData(rxBuffer, rxLen)
     • 打印接收到的字符串、RSSI、SNR
     • 延时 1 秒后再次发送数据
  4. 每次循环结束延时 5 ms 避免 CPU 占用过高

【运行效果】

• 两块模块分别烧录，一块定义 INITIATING_NODE
• 上电后模块自动互发互收：

04_lr2021_tx_cw

【程序说明】

• 基于 树莓派 Pico + Core2021-XF 模块，实现 LoRa 直接载波发射（CW/Direct Transmit）
• 使用 硬件 SPI1 端口 并自定义 SPI 引脚（SCK=10, MOSI=11, MISO=12）
• 配置 LR2021 模块引脚：
  • NSS=13、IRQ(DIO0)=15、RESET=5、BUSY=14
• 输出固定频率的连续载波信号，无数据包格式，用于频段测试、信号检测、仪器校准
• 固定频率 868 MHz，发射功率 22 dBm
• 上电后模块持续发射，无需额外逻辑干预

【代码分析】

• PicoHal* hal = new PicoHal(SPI_PORT, SPI_MISO, SPI_MOSI, SPI_SCK)：创建 Pico 硬件抽象层实例并绑定 SPI
• LR2021 radio = new Module(hal, RFM_NSS, RFM_IRQ, RFM_RST, RFM_BUSY)：初始化 LR2021 模块对象
• radio.irqDioNum = 11：配置中断映射引脚
• radio.XTAL = true：开启外部晶振，提高频率精度
• radio.begin()：初始化模块，返回错误码
• radio.setOutputPower(22)：设置发射功率为 22 dBm
• radio.transmitDirect(OUT_HZ)：进入 连续直接发射模式，输出固定频率载波
• 主循环无业务逻辑，载波持续发射无需程序干预

【运行效果】

• 程序烧录后模块立即输出固定频率载波信号

• 串口打印初始化与发射启动状态，可使用频谱仪/接收模块检测到连续射频信号，如下图所示：

  

05_lr2021_LoRaWAN

【程序说明】

• 基于 树莓派 Pico + Core2021-XF 模块，实现 LoRaWAN OTAA 入网与上下行通信
• 使用 硬件 SPI1 端口 并自定义 SPI 引脚（SCK=10, MOSI=11, MISO=12）
• 支持 EEPROM 仿真存储，掉电重启可快速恢复会话信息
• 定时发送上行数据（随机 3 字节 payload，默认周期 uplinkIntervalSeconds）
• 自动接收服务器下行消息，打印数据 HEX/ASCII
• 支持连续上下行，自动保存 LoRaWAN 会话状态，防止 DevNonce 重复

【代码分析】

• PicoHal* hal = new PicoHal(SPI_PORT, SPI_MISO, SPI_MOSI, SPI_SCK)：创建 Pico 硬件抽象层实例并绑定 SPI
• LR2021 radio = new Module(hal, RFM_NSS, RFM_IRQ, RFM_RST, RFM_BUSY)：初始化 LR2021 模块对象
• LoRaWANNode node(&radio, &Region, subBand)：创建 LoRaWAN 节点实例
• Flash EEPROM 仿真：
  • FLASH_TARGET_OFFSET：存储偏移
  • FLASH_EMULATE_EEPROM_SIZE：仿真容量
  • saveLoRaWANState() / restoreLoRaWANState()：保存 / 恢复 LoRaWAN 会话状态
• node.beginOTAA(joinEUI, devEUI, nwkKey, appKey)：初始化 OTAA 参数
• joinLoRaWAN(restored)：尝试入网并保存 DevNonce / Session
• 上行 / 下行发送：
  • node.sendReceive(tx, sizeof(tx), 1, rx, &rxLen)：发送上行数据并接收下行
  • 成功发送后保存 session 防止计数回退
  • 下行数据打印 HEX / ASCII
• 循环逻辑：
  1. 发送随机 payload
  2. 检测是否收到下行
  3. 保存状态
  4. 延时 uplinkIntervalSeconds 秒后下一次发送

【运行效果】

• 烧录程序后自动完成 OTAA 接入，周期性上报数据并接收下行

• 串口实时打印入网状态、上下行数据、信号质量等信息，如下图所示：