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Seeed Studio XIAO SAMD21 与 MicroPython

MicroPython 简介​

MicroPython 是一个带有部分原生代码编译特性的 Python 解释器。它为嵌入式处理器和受限系统实现了 Python 3.5 功能的一个子集。它与 CPython 不同，你可以在这里阅读更多差异说明。

入门​

首先，我们将 Seeed Studio XIAO SAMD21 连接到电脑，并从 MicroPython 上传一段简单代码，以检查开发板是否工作正常。

硬件准备​

烧录固件​

适用于 XIAO SAMD21​

  • 步骤 1. 按住 BOOT 按钮不放，然后通过 Type-C 线将 Seeed Studio XIAO SAMD21 连接到电脑。如果一切正常，电脑上会出现一个名为 Arduino 的磁盘。
  • 步骤 2. 烧录固件

只需前往官方的 XIAO SAMD21 MicroPython Firmware 页面并下载最新固件即可。

你也可以自行编译固件，以确保安全性并支持最新特性，但这不是必需的。


适用于 XIAO SAMD21 Plus​

  • 步骤 1. 使用 Type‑C 线将 XIAO SAMD21 Plus 连接到电脑，然后连续按下 Reset 按钮两次。如果一切正常，电脑上会出现一个 Arduino 磁盘。

软件准备​

  • 步骤 1. 根据你的操作系统下载并安装最新版本的 Thonny editor

  • 步骤 2. 启动 Thonny

  • 步骤 3. 点击 Tools-->Options 打开设置。

  • 步骤 4. 选择 Interpreter 选项卡，将设备设置为 MicroPython(generic)，端口设置为 Board CDC @ Port

软件开发​

SEEED XIAO SAMD21 系列引脚分配表​

MicroPython 引脚名XIAO SAMD21 GPIO (ID)XIAO SAMD21 Plus GPIO (ID)IRQ
SAMD21 / Plus		ADC功能
D0 / A0 / A0_D0PA02 (2)PA02 (2)2 / 20GPIO、ADC、DAC
D1 / A1 / A1_D1PA04 (4)PA04 (4)4 / 44GPIO、ADC
D2 / A2 / A2_D2PA10 (10)PA10 (10)10 / 1018GPIO、ADC
D3 / A3 / A3_D3PA11 (11)PA11 (11)11 / 1119GPIO、ADC
D4 / A4 / A4_D4 / SDAPA08 (8)PA08 (8)NMI / NMI16GPIO、ADC、I2C SDA
D5 / A5 / A5_D5 / SCLPA09 (9)PA09 (9)9 / 917GPIO、ADC、I2C SCL
D6 / A6 / A6_D6 / TXPB08 (40)PB08 (40)8 / 82GPIO、ADC、UART TX
D7 / A7 / A7_D7 / RXPB09 (41)PB09 (41)9 / 93GPIO、ADC、UART RX
D8 / A8 / A8_D8 / SCKPA07 (7)PA07 (7)7 / 77GPIO、ADC、SPI SCK
D9 / A9 / A9_D9 / MISOPA05 (5)PA05 (5)5 / 55GPIO、ADC、SPI MISO
D10 / A10 / A10_D10 / MOSIPA06 (6)PA06 (6)6 / 66GPIO、ADC、SPI MOSI
D11 / TX_LEDPA19 (19)—3 / ——原始板载 TX LED
D12 / RX_LEDPA18 (18)PA28 (28)2 / 8—原始 RX LED；Plus 扩展 GPIO
D13 / USER_LED / SCL1PA17 (17)PA17 (17)1 / 1—原始用户 LED；Plus I2C1 SCL
D14 / SDA1—PA16 (16)— / 0—Plus I2C1 SDA
D15—PA15 (15)— / 15—Plus 扩展 GPIO
D16—PA14 (14)— / 14—Plus 扩展 GPIO
D17—PA13 (13)— / 13—Plus 扩展 GPIO
D18—PA12 (12)— / 12—Plus 扩展 GPIO
D19 / I2S_SD—PA19 (19)— / 3—Plus GPIO 和 I2S 数据
D20 / I2S_SCK—PA20 (20)— / 4—Plus GPIO 和 I2S 时钟
D21 / I2S_WS—PA21 (21)— / 5—Plus GPIO 和 I2S 字选择
D22—PB10 (42)— / 10—Plus 扩展 GPIO
D23—PB11 (43)— / 11—Plus 扩展 GPIO
D24—PB23 (55)— / 7—Plus 扩展 GPIO
D25—PA23 (23)— / 7—Plus 扩展 GPIO
D26—PA22 (22)— / 6—Plus 扩展 GPIO
D27—PA18 (18)— / 2—Plus 扩展 GPIO
RGB_LED—PA27 (27)— / 15—可寻址 RGB LED 数据
BUTTON—PB22 (54)— / 6—Plus 用户按键
SWCLKPA30 (30)PA30 (30)10 / 10—SWD 时钟
SWDIOPA31 (31)PA31 (31)11 / 11—SWD 数据
note

GPIO (ID) 中括号内的数字指的是 MicroPython SAMD 引脚 ID，而不是 MCU 封装的物理引脚编号。

上传你的代码​

点击 “Run current script” 按钮上传代码。第一次运行时，Thonny 会询问你要将代码文件保存到哪里。选择 This Computer 或 MicroPython device 都可以。

如果你想离线运行程序，应将程序保存到 XIAO SAMD21 上。

同时按住 Ctrl + Shift + S，然后选择保存到 MicroPython device

GPIO 测试（LED）​

我们需要准备：

将以下代码复制到 Thonny 中。

我们可以看到蓝色的 RX_LED 被点亮，并以每秒一次的频率闪烁。

from machine import Pin, Timer

led = Pin(18, Pin.OUT)
Counter = 0
Fun_Num = 0

def fun(tim):
    global Counter
    Counter = Counter + 1 
    print(Counter)
    led.value(Counter%2)

tim = Timer(-1)
tim.init(period=500, mode=Timer.PERIODIC, callback=fun)

使用 GPIO 控制继电器​

我们需要准备：

from machine import Pin, Timer

output_4 = Pin(8, Pin.OUT)
detect_1 = Pin(4, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
output_value = Pin(2, Pin.OUT)
Counter = 0

def fun(tim):
    global Counter
    Counter = Counter + 1
    output_4.value(Counter%2)
    print(Counter%2,detect_1.value())
    if detect_1.value() :
        output_value.value(1)
    else:
        output_value.value(0)

tim = Timer(-1)
tim.init(period=200, mode=Timer.PERIODIC, callback=fun)

基于人体检测的自动控制​

我们需要准备：

from machine import Pin, Timer

led = Pin(8, Pin.OUT)

input_value_1 = Pin(4, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
input_value_2 = Pin(10, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
output_value = Pin(2, Pin.OUT)

Counter = 0
Fun_Num = 0

def fun(tim):
    global Counter
    Counter = Counter + 1
    led.value(Counter%2)
    print(input_value_1.value(),input_value_2.value())
    if input_value_1.value() :
        output_value.value(1)
    else:
        output_value.value(0)

tim = Timer(-1)
tim.init(period=50, mode=Timer.PERIODIC, callback=fun)

I2C 支持​

from machine import Pin, SoftI2C

i2c = SoftI2C(scl=Pin(9), sda=Pin(8), freq=100000)
devices = i2c.scan()
for device in devices:  
    print("Decimal address: ",device," | Hexa address: ",hex(device))

i2c.writeto(0x51, 'b')
print(i2c.readfrom(0x51, 4))   # read 4 bytes from device with address 0x51
i2c.writeto(0x51, 'a') # write 'a' to device with address 0x51
print(i2c.readfrom(0x51, 4))   # read 4 bytes from device with address 0x51
i2c.writeto(0x51, 'b')
print(i2c.readfrom(0x51, 4))

熟悉 micropython 能让你做到更多，我们也期待为你创造更多价值。也欢迎随时与我们分享你的项目！

DAC 支持​

感谢 Aleksei Tertychnyi 提交代码，所有相关功能均由他开发并贡献。

from machine import Pin, Timer, DAC

led = Pin(18, Pin.OUT)
counter = 0

dac = DAC(0) #DAC on A0 output

def loop(tim):
    global counter
    led.value(counter%2)
    print('DAC value: ', end =" ")
    print(counter)
    dac.write(counter%1024)
    counter = counter + 1

tim = Timer(-1)
tim.init(period=1000, mode=Timer.PERIODIC, callback=loop)

A0 引脚上的电压将开始逐渐升高，在大约 3.3V 达到最大值后，会降至 0V，然后循环重复。

ADC 支持​

ADC 示例 MicroPython 代码：

from machine import Pin, Timer, ADC
led = Pin(18, Pin.OUT)  # digital output for blinking
counter = 0             # simple counter for LED toggle

ADC_CONVERT_V = 1.0 / 65535.0  # conversion factor: raw ADC (16-bit) → voltage (vref=1.0V)

adc = ADC(4, vref=0)   # ADC reads on pin A4, using internal 1.0V reference
adcVoltage = 0.0       # variable to store measured voltage

def fun(tim):
    global counter, adcVoltage  # make sure we update the global variables
    counter += 1                # increment counter
    adcVoltage = adc.read_u16() * ADC_CONVERT_V  # read ADC and convert to voltage
    print(adcVoltage)           # print voltage to REPL
    led.value(counter % 2)      # toggle LED every callback (blink)

tim = Timer(-1)                    # create a virtual timer
tim.init(period=1000,              # callback period in milliseconds (1000 ms = 1 s)
         mode=Timer.PERIODIC,      # periodic callback
         callback=fun)             # function to call

MicroPython 设备控制台​

我们的合作伙伴 Neil 使用 MicroPython 为 XIAO 编写了一个命令行控制台程序。通过这个程序，你可以轻松上传、下载和删除文件。我们感谢他对 XIAO 的贡献！

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技术支持与产品讨论​

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