Datasheet
Table Of Contents
- RP2040 Datasheet
- Colophon
- Chapter 1. Introduction
- Chapter 2. System Description
- 2.1. Bus Fabric
- 2.2. Address Map
- 2.3. Processor subsystem
- 2.4. Cortex-M0+
- 2.4.1. Features
- 2.4.2. Functional Description
- 2.4.3. Programmer’s model
- 2.4.4. System control
- 2.4.5. NVIC
- 2.4.6. MPU
- 2.4.7. Debug
- 2.4.8. List of Registers
- 2.5. Memory
- 2.6. Boot Sequence
- 2.7. Bootrom
- 2.7.1. Bootrom Source
- 2.7.2. Processor Controlled Boot Sequence
- 2.7.3. Bootrom Contents
- 2.7.4. USB Mass Storage Interface
- 2.7.5. USB PICOBOOT Interface
- 2.8. Power Supplies
- 2.9. On-Chip Voltage Regulator
- 2.10. Power Control
- 2.11. Chip-Level Reset
- 2.12. Power-On State Machine
- 2.13. Subsystem Resets
- 2.14. Clocks
- 2.14.1. Overview
- 2.14.2. Clock sources
- 2.14.2.1. Ring Oscillator
- 2.14.2.1.1. Mitigating ROSC frequency variation due to process
- 2.14.2.1.2. Mitigating ROSC frequency variation due to voltage
- 2.14.2.1.3. Mitigating ROSC frequency variation due to temperature
- 2.14.2.1.4. Automatic mitigation of ROSC frequency variation due to PVT
- 2.14.2.1.5. Automatic overclocking using the ROSC
- 2.14.2.2. Crystal Oscillator
- 2.14.2.3. External Clocks
- 2.14.2.4. Relaxation Oscillators
- 2.14.2.5. PLLs
- 2.14.2.1. Ring Oscillator
- 2.14.3. Clock Generators
- 2.14.4. Frequency Counter
- 2.14.5. Resus
- 2.14.6. Programmer’s Model
- 2.14.7. List of registers
- 2.15. Crystal Oscillator (XOSC)
- 2.16. Ring Oscillator (ROSC)
- 2.17. PLL
- 2.18. GPIO
- 2.19. Sysinfo
- 2.20. Syscfg
- Chapter 3. PIO
- Chapter 4. Peripherals
- 4.1. USB
- 4.2. DMA
- 4.3. UART
- 4.4. I2C
- 4.4.1. Features
- 4.4.2. IP Configuration
- 4.4.3. I2C Overview
- 4.4.4. I2C Terminology
- 4.4.5. I2C Behaviour
- 4.4.6. I2C Protocols
- 4.4.7. Tx FIFO Management and START, STOP and RESTART Generation
- 4.4.8. Multiple Master Arbitration
- 4.4.9. Clock Synchronization
- 4.4.10. Operation Modes
- 4.4.11. Spike Suppression
- 4.4.12. Fast Mode Plus Operation
- 4.4.13. Bus Clear Feature
- 4.4.14. IC_CLK Frequency Configuration
- 4.4.15. DMA Controller Interface
- 4.4.16. List of Registers
- 4.5. SPI
- 4.5.1. Overview
- 4.5.2. Functional Description
- 4.5.3. Operation
- 4.5.3.1. Interface reset
- 4.5.3.2. Configuring the SSP
- 4.5.3.3. Enable PrimeCell SSP operation
- 4.5.3.4. Clock ratios
- 4.5.3.5. Programming the SSPCR0 Control Register
- 4.5.3.6. Programming the SSPCR1 Control Register
- 4.5.3.7. Frame format
- 4.5.3.8. Texas Instruments synchronous serial frame format
- 4.5.3.9. Motorola SPI frame format
- 4.5.3.10. Motorola SPI Format with SPO=0, SPH=0
- 4.5.3.11. Motorola SPI Format with SPO=0, SPH=1
- 4.5.3.12. Motorola SPI Format with SPO=1, SPH=0
- 4.5.3.13. Motorola SPI Format with SPO=1, SPH=1
- 4.5.3.14. National Semiconductor Microwire frame format
- 4.5.3.15. Examples of master and slave configurations
- 4.5.3.16. PrimeCell DMA interface
- 4.5.4. List of Registers
- 4.6. PWM
- 4.7. Timer
- 4.8. Watchdog
- 4.9. RTC
- 4.10. ADC and Temperature Sensor
- 4.11. SSI
- 4.11.1. Overview
- 4.11.2. Features
- 4.11.3. IP Modifications
- 4.11.4. Clock Ratios
- 4.11.5. Transmit and Receive FIFO Buffers
- 4.11.6. 32-Bit Frame Size Support
- 4.11.7. SSI Interrupts
- 4.11.8. Transfer Modes
- 4.11.9. Operation Modes
- 4.11.10. Partner Connection Interfaces
- 4.11.11. DMA Controller Interface
- 4.11.12. APB Interface
- 4.11.13. List of Registers
- Chapter 5. Electrical and Mechanical
- Appendix A: Register Field Types
- Appendix B: Errata
4.4.10.1.4. Slave-Transfer Operation For Bulk Transfers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê477
4.4.10.2. Master Mode Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê477
4.4.10.2.1. Initial Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê478
4.4.10.2.2. Master Transmit and Master Receive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê478
4.4.10.3. Disabling DW_apb_i2c. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê478
4.4.10.3.1. Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê479
4.4.10.4. Aborting I2C Transfers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê479
4.4.10.4.1. Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê479
4.4.11. Spike Suppression. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê479
4.4.12. Fast Mode Plus Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê481
4.4.13. Bus Clear Feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê481
4.4.13.1. SDA Line Stuck at LOW Recovery
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4.4.13.2. SCL Line is Stuck at LOW
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4.4.14. IC_CLK Frequency Configuration
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4.4.14.1. Minimum High and Low Counts in SS, FS, and FM+ Modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê483
4.4.14.2. Minimum IC_CLK Frequency
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4.4.14.2.1. Standard Mode (SM), Fast Mode (FM), and Fast Mode Plus (FM+). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê484
4.4.14.3. Calculating High and Low Counts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê485
4.4.15. DMA Controller Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê486
4.4.15.1. Enabling the DMA Controller Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê486
4.4.15.2. Overview of Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê486
4.4.15.3. Watermark Levels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê487
4.4.15.4. Operation of Interrupt Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê487
4.4.16. List of Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê487
4.5. SPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê526
4.5.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê527
4.5.2. Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê527
4.5.2.1. AMBA APB interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê528
4.5.2.2. Register block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê528
4.5.2.3. Clock prescaler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê528
4.5.2.4. Transmit FIFO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê528
4.5.2.5. Receive FIFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê528
4.5.2.6. Transmit and receive logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê529
4.5.2.7. Interrupt generation logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê529
4.5.2.8. DMA interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê529
4.5.2.9. Synchronizing registers and logic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê529
4.5.3. Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê529
4.5.3.1. Interface reset. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê529
4.5.3.2. Configuring the SSP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê529
4.5.3.3. Enable PrimeCell SSP operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê530
4.5.3.4. Clock ratios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê530
4.5.3.5. Programming the SSPCR0 Control Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê530
4.5.3.6. Programming the SSPCR1 Control Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê531
4.5.3.6.1. Bit rate generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê531
4.5.3.7. Frame format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê531
4.5.3.8. Texas Instruments synchronous serial frame format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê532
4.5.3.9. Motorola SPI frame format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê532
4.5.3.9.1. SPO, clock polarity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê532
4.5.3.9.2. SPH, clock phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê533
4.5.3.10. Motorola SPI Format with SPO=0, SPH=0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê533
4.5.3.11. Motorola SPI Format with SPO=0, SPH=1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê534
4.5.3.12. Motorola SPI Format with SPO=1, SPH=0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê534
4.5.3.13. Motorola SPI Format with SPO=1, SPH=1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê535
4.5.3.14. National Semiconductor Microwire frame format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê536
4.5.3.15. Examples of master and slave configurations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê537
4.5.3.16. PrimeCell DMA interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê539
4.5.4. List of Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê540
4.6. PWM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê545
4.6.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê546
4.6.2. Programmer’s Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê546
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