Arduino Nano RP2040 Connect 技术文档

一、概述

Arduino Nano RP2040 Connect 将树莓派 RP2040 双核处理器与 u-blox NINA-W102 WiFi/BLE 模块结合，兼具 RP2040 的高性能和无线连接能力。板载 IMU（含机器学习内核）、MEMS 麦克风和 RGB LED，是 Nano 系列中极具特色的 AIoT 平台。

关键参数	值
主控	Raspberry Pi RP2040
内核	双核 ARM Cortex-M0+ @ 133MHz
Flash	16MB QSPI（远超其他 Nano）
SRAM	264KB
无线	NINA-W102 WiFi + BLE 4.2
IMU	LSM6DSOX（6轴 + 机器学习内核）
麦克风	MP34DT05 MEMS 数字麦克风

二、引脚定义

⚠️ 3.3V 逻辑，非 5V 耐受！

引脚	功能	特殊说明
VIN	4.5-21V 输入	经 MP2322 降压
3.3V	3.3V 输出	~800mA
D0-D13	GPIO	全部可中断
D2-D12	PWM	11 路（16位，RP2040 PIO 硬件生成）
A0-A3	12 位 ADC	0-3.3V；A4-A7 不可作 ADC（被 NINA 占用）
A4/A5	I²C (SDA/SCL)	与 NINA 共享 I²C 总线
D11/D12/D13	SPI (MOSI/MISO/SCK)

三、板载外设详解

RP2040 特性

• 双核 Cortex-M0+：可真正并行运行两个任务（需配合 setup1() / loop1() 或 FreeRTOS）
• PIO（可编程IO）：8 个 PIO 状态机，可硬件实现非标准协议（WS2812、DPI 等）
• 16MB Flash：海量存储，可容纳固件 + 文件系统（LittleFS）

NINA-W102 无线模块

• 通过 SPI + 额外引脚通信（与 Nano 33 IoT 通信方式不同）
• WiFi：802.11 b/g/n 2.4GHz
• BLE：4.2

LSM6DSOX 6轴IMU（带机器学习内核）

• 内置决策树分类器，可在传感器端完成动作识别（静止/行走/跑步等）
• 3轴加速度 ±2/4/8/16g
• 3轴陀螺仪 ±125/250/500/1000/2000 dps

MP34DT05 MEMS 麦克风

• PDM（脉冲密度调制）数字输出
• 需通过 PDM 库或 PIO 解码
• 可用于语音唤醒、声级检测

WS2812 RGB LED

• 单颗 NeoPixel，D3 控制
• 库：Adafruit_NeoPixel 或直接 PIO 驱动

四、电气特性

参数	值
IO 逻辑电平	3.3V（⚠️ 非 5V 耐受）
ADC 分辨率	12位
ADC 通道	A0-A3 可用（A4-A7 被 NINA 占用）
PWM	16位，11路
VIN	4.5-21V
3.3V 输出	~800mA
Flash	16MB → LittleFS 可用 ~15MB
内核	双核

五、与其他 Nano 对比

特性	RP2040 Connect	Nano 33 IoT	Nano 33 BLE
主控	RP2040 双核	SAMD21	nRF52840
Flash	16MB	256KB	1MB
SRAM	264KB	32KB	256KB
WiFi	✅	✅	❌
麦克风	✅	❌	❌
RGB LED	WS2812	❌(单色)	❌(单色)
PIO	✅	❌	❌
IMU ML 内核	✅	❌	❌
ADC 通道	4(A0-A3)	8	8

六、使用注意事项

1. ADC 通道受限：A4-A7 被 NINA-W102 占用，仅有 A0-A3 可作为模拟输入。
2. 双核编程：Arduino IDE 中可使用 setup1() / loop1() 在第二核心运行代码，但需注意数据竞争（使用 rp2040.fifo 或 mutex）。
3. NINA 固件：与 Nano 33 IoT 使用相同的 NINA-W102，固件可通过 WiFiNINA_FirmwareUpdater 更新。
4. 麦克风初始化：PDM 麦克风需使用 PDM 库或 RP2040 PIO 处理，不可简单的 analogRead。
5. 文件系统：16MB Flash 可创建 LittleFS 分区存储数据/配置，使用 LittleFS 库。
6. MicroPython 支持：RP2040 原生支持 MicroPython，可烧录 .uf2 固件切换。