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Seeed Studio XIAO ESP32C6与CircuitPython

本页面介绍了如何在Seeed Studio XIAO ESP32C6开发板上安装并运行由Adafruit Industries官方提供的CircuitPython！ CircuitPython是一种编程语言，旨在简化低成本微控制器板的实验和学习编程。它让入门变得更加容易，无需预先下载桌面软件。一旦你设置好开发板，打开任何文本编辑器，开始编写代码即可。更多信息请参考这里。

安装CircuitPython​

方法 1: 命令行esptool​

安装 Esptool​

如果你还没有安装esptool.py，可以通过以下命令在PC上安装：

pip install esptool

下载ESP32C6 CircuitPython固件​

你需要从 circirtpython.org下载固件二进制文件。 下载正确的bin文件后，进入文件夹并打开命令行终端。 截至目前，最新版本的bin文件为：

adafruit-circuitpython-seeed_xiao_esp32c6-en_GB-9.1.1.bin

连接XIAO ESP32C6到PC​

你需要在将USB Type-C线连接到PC时，按住XIAO ESP32C6开发板上的BOOT按钮，进入“引导加载程序”模式。

检查端口​

查找PC上的所有串口设备。

  • Linux

在Linux上，你可以使用dmesg命令查看已连接的设备：

dmesg | grep tty

或者，使用ls列出串口设备：

ls /dev/ttyS* /dev/ttyUSB*
  • Window

在Windows上，你可以通过设备管理器检查串口，查看“端口 (COM & LPT)”部分，找到可用的串口。你也可以在命令提示符中使用mode命令列出串口：

mode
  • macOS

在macOS上，可以使用ls命令列出可用的串口：

ls /dev/cu*

这将显示所有串口设备。

tip

如果端口被占用，可以使用以下命令找到并终止占用端口的进程（在macOS上）： 首先识别占用端口的进程：

lsof | grep port

该命令会列出所有打开的文件，并查找使用指定端口的进程。 从输出中找到进程ID（PID），并终止该进程：

kill -9 <PID>

将PID替换为实际的进程ID。

擦除闪存​

esptool.py --chip esp32c6 --port /dev/cu.usbmodem11301 erase_flash

将/dev/cu.usbmodem11301替换为你系统中正确的端口名称（例如，在Windows上为COM3，在Linux上为/dev/ttyUSB0）。

写入闪存​

将固件写入XIAO ESP32C6：

esptool.py --chip esp32c6 --port /dev/cu.usbmodem11301 --baud 460800 write_flash -z 0x0 adafruit-circuitpython-seeed_xiao_esp32c6-en_GB-9.1.1.bin

同样，将/dev/cu.usbmodem11301替换为正确的端口名称，将adafruit-circuitpython-seeed_xiao_esp32c6-en_GB-9.1.1.bin替换为你固件文件的路径。 通过RTS引脚进行硬重置...

方法 2: Web Serial esptool​

WebSerial ESPTool是为具有串口ROM引导加载程序的Espressif ESP系列微控制器设计的Web选项。它允许你擦除微控制器的内容并编程最多4个文件。更多信息请参考 Web Serial ESPtool。

然后，你可以使用你喜欢的工具开始为ESP32C6编写脚本！

推荐的CircuitPython编辑器​

通常情况下，当CircuitPython安装完成后，或者你将已经安装CircuitPython的开发板插入计算机时，开发板会以CIRCUITPY的USB驱动器形式出现在你的电脑上。 然而，不支持原生USB的ESP32 / ESP32-C3 / ESP32-C6微控制器无法呈现CIRCUITPY驱动器。 在这些开发板上，可以使用其他方式传输和编辑文件。你可以使用 Thonny, ，它通过发送隐藏命令到REPL来读取和写入文件。或者你可以使用 CircuitPython web 工作流，该工作流在CircuitPython 8中首次引入，提供基于浏览器的WiFi访问CircuitPython文件系统。请参考 使用代码编辑器的Web工作流入门。

1. Thonny​

安装并打开Thonny，然后按照以下指示配置Thonny：

pip install thonny
#安装完成后，打开Thonny
thonny

进入 运行 -> 配置解释器，确保Thonny选项中的“解释器”标签页如下所示，选择“CircuitPython (generic)”和端口：

点击“确定”后，你将在Thonny窗口底部看到MicroPython Shell。 此时你可以使用Read-Evaluate-Print-Loop（REPL）进行串口连接，这使你可以输入单行代码并立即在Shell中运行，非常方便调试代码。如果你遇到程序问题，无法理解为什么出现错误，可以通过REPL进行交互式调试。更多信息请参考 REPL 。

与REPL交互时，可以使用help()命令来获取帮助，了解从哪里开始探索REPL。 要在REPL中运行代码，可以直接输入并回车。 要列出内置模块，可以输入help("modules")，它会显示CircuitPython中所有内置模块的列表，包括board模块。

接着你可以在REPL中输入import board并回车。然后，输入dir(board)来获取你板上的所有引脚列表。

# 使用以下命令检查引脚。更多REPL细节，请参见《欢迎使用CircuitPython》 
# 在Thonny的Shell中输入：
>>> import board
>>> dir(board)
['__class__', '__name__', 'A0', 'A1', 'A2', 'A4', 'A5', 'A6', 'D0', 'D1', 'D10', 'D2', 'D3', 'D4', 'D5', 'D6', 'D7', 'D8', 'D9', 'I2C', 'LP_I2C_SCL', 'LP_I2C_SDA', 'LP_UART_RXD', 'LP_UART_TXD', 'MISO', 'MOSI', 'MTCK', 'MTDI', 'MTDO', 'MTMS', 'RX', 'SCK', 'SCL', 'SDA', 'SPI', 'TX', 'UART', '__dict__', 'board_id']

2. CircuitPython Web 工作流​

CircuitPython代码编辑器在编辑运行最新版本CircuitPython的ESP32设备文件时，提供了更加全面和丰富的体验。 该编辑器支持通过Web蓝牙、USB和WiFi的Web工作流程编辑文件。

引脚图/端口信息​

在XIAO ESP32C6上使用CircuitPython入门​

网络-WLAN​

对于没有原生USB的板子（如ESP32-C6或ESP32），你需要使用REPL连接Wi-Fi。Wi-Fi功能会在CircuitPython文件系统的根目录中添加名为settings.toml的文件时启用。

方法 1:通过REPL创建setting.toml文件​

通过REPL创建settings.toml文件：

f = open('settings.toml', 'w')
f.write('CIRCUITPY_WIFI_SSID = "wifissid"\n')
f.write('CIRCUITPY_WIFI_PASSWORD = "wifipassword"\n')
f.write('CIRCUITPY_WEB_API_PASSWORD = "webpassword"\n')
f.close()
  • 用你的本地Wi-Fi网络名称替换 wifissid
  • 用你的本地Wi-Fi密码替换 wifipassword
  • 另一个密码 webpassword 用于通过网页浏览器访问开发板，可以自定义设置。

连接后，按下Reset按钮重新启动固件，然后按回车几次进入REPL提示符。此时重新连接设备到Thonny，你的XIAO ESP32C6的IP地址会显示出来。

方法 2: 通过Thonny编辑setting.toml文件​

打开Thonny --> 查看 --> 文件，编写Wi-Fi网络、密码和web密码到setting.toml文件。记得保存文件并按Reset按钮重启固件，再重新打开Thonny。

:::note 别忘了，ESP32不支持5GHz网络，如果你有两个网络，使用2.4GHz的SSID。 :::

延迟和计时​

使用 time 模块：

import time
dir(time)
time.sleep(1)           # 睡眠1秒
time.localtime()        # 获取本地时间

引脚和GPIO​

可以使用board和microcontroller模块控制GPIO，以下代码将LED连接到D5引脚：

# 使用board模块
import board
import digitalio
import time

led = digitalio.DigitalInOut(board.D5)
led.direction = digitalio.Direction.OUTPUT

while True:
    led.value = True  # 打开LED
    time.sleep(1)
    led.value = False  # 关闭LED
    time.sleep(1)
    
# 使用microcontroller模块
import microcontroller
import digitalio
import time

led = digitalio.DigitalInOut(microcontroller.pin.GPIO23)
led.direction = digitalio.Direction.OUTPUT

while True:
    led.value = True  # 打开LED
    time.sleep(1)
    led.value = False  # 关闭LED
    time.sleep(1)

UART（串行总线）​

使用 busio 模块：

import board
import busio

# 初始化UART
uart = busio.UART(board.LP_UART_TXD, board.LP_UART_RXD, baudrate=9600)

# 发送数据
uart.write(b"Hello UART\n")

# 接收数据
while True:
    if uart.in_waiting > 0:
        data = uart.read()
        print("接收到:", data)

XIAO ESP32C6具有一个硬件UART，以下是对应的引脚： | UART | 引脚 | GPIO | |------------|-------|-------| | LP_UART_TXD | A5 | GPIO5 | | LP_UART_RXD | A4 | GPIO4 |

PWM（脉宽调制）​

使用 pwmio 模块：

import board
import pwmio
from digitalio import DigitalInOut
import time

# 初始化PWM
pwm = pwmio.PWMOut(board.D5, frequency=5000, duty_cycle=0)

# 调暗LED
while True:
    for duty_cycle in range(0, 65535, 1000):
        pwm.duty_cycle = duty_cycle
        time.sleep(0.1)

ADC（模拟到数字转换）​

使用 analogio 模块：

import board
import analogio
import time

# 初始化ADC
adc = analogio.AnalogIn(board.A0)

while True:
    value = adc.value
    print("ADC值:", value)
    time.sleep(1)

SPI​

import board
import busio
import digitalio

# 初始化SPI
spi = busio.SPI(board.SCK, board.MOSI, board.MISO)
# 调用try_lock（然后使用unlock）确保SPI总线只由你来使用
spi.try_lock()

# 选择一个芯片选择引脚
cs = digitalio.DigitalInOut(board.D3)
cs.direction = digitalio.Direction.OUTPUT
cs.value = True

# 确保在通信前芯片选择是激活的（低电平）
cs.value = False

# 发送和接收数据
data_out = bytearray([0x01, 0x02, 0x03])
data_in = bytearray(3)

try:
    # 写入和读取数据
    spi.write_readinto(data_out, data_in)
    print("接收到:", data_in)
finally:
    # 确保在通信后芯片选择处于非激活状态（高电平）
    cs.value = True

XIAO ESP32C6有一个硬件SPI，以下是引脚信息：

SPI引脚
SCKD8
MOSID10
MISOD9

I2C​

import board
import busio

# 初始化I2C
i2c = busio.I2C(board.SCL, board.SDA, frequency=400000)

XIAO扩展板基础​

先决条件:

XIAO ESP32C6
带焊接头		XIAO扩展板基础Grove光传感器
立即获取 🖱️
立即获取 🖱️
立即获取 🖱️

读取光传感器数据​

import time
import board
import analogio

# 初始化A0上的模拟输入
analog_in = analogio.AnalogIn(board.A0)

def get_voltage(pin):
    return (pin.value * 3.3) / 65536

while True:
    # 读取原始模拟值
    raw_value = analog_in.value
    # 将原始值转换为电压
    voltage = get_voltage(analog_in)
    
    # 打印原始值和电压到串口控制台
    print("[光传感器] 原始值: {:5d} 电压: {:.2f}V".format(raw_value, voltage))
    
    # 延迟一段时间后再次读取
    time.sleep(1)

点亮OLED屏幕​

下载并解压库包:

将库文件复制到CIRCUITPY：:

  • 解压库包ZIP文件，你会找到一个名为lib的文件夹，里面包含各种.mpy文件。
  • 打开Thonny --> 查看 --> 文件，然后将所需的.mpy文件和lib文件夹复制到CircuitPython设备的/lib目录下。 你需要手动安装库包中的必要库：
    • adafruit_ssd1306
    • adafruit_bus_device
    • adafruit_register
    • adafruit_framebuf.mpy

将font5x8.bin复制到CIRCUITPY:

  • 从 这里下载font5x8.bin文件。
  • 打开Thonny --> 查看 --> 文件，然后将font5x8.bin文件复制到CircuitPython设备。

创建你的CircuitPython代码:

  • 创建一个code.py文件（或者main.py）。该文件应包含你的CircuitPython代码。
import board
import busio
import displayio
import adafruit_ssd1306
import terminalio

# 初始化I2C
i2c = busio.I2C(board.SCL, board.SDA)

# 定义显示参数
oled_width = 128
oled_height = 64

# 初始化OLED显示器
oled = adafruit_ssd1306.SSD1306_I2C(oled_width, oled_height, i2c)

# 用颜色0填充显示器
oled.fill(0)
# 设置第一个像素为白色
oled.pixel(0, 0, 1)
oled.show()

"卸载" CircuitPython​

我们的许多开发板可以使用多种编程语言。例如，Circuit Playground Express可以与MakeCode、Code.org CS Discoveries、CircuitPython和Arduino一起使用。如果你想切换回Arduino或MakeCode，并不需要卸载CircuitPython。CircuitPython只是一个被加载到你的开发板中的程序。因此，你只需要加载另一个程序（例如Arduino或MakeCode），它将覆盖CircuitPython。

备份你的代码​

在替换CircuitPython之前，别忘了备份你在CIRCUITPY驱动器上的代码。这意味着你的code.py文件和其他文件，lib文件夹等。当你删除CircuitPython时，这些文件可能会丢失，所以备份非常重要！只需像使用任何USB驱动器一样，将文件拖动到笔记本或台式计算机的文件夹中。

切换到Arduino​

如果你希望改用Arduino，只需使用Arduino IDE加载一个Arduino程序。以下是上传一个简单的“闪烁”Arduino程序的示例，但你不必使用这个特定程序。 首先插入你的开发板，然后双击重置按钮，直到看到板载LED灯亮起。

感谢阅读本文！欢迎在评论中分享你的想法。

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