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项目概述

note

本文档由 AI 翻译。如您发现内容有误或有改进建议，欢迎通过页面下方的评论区，或在以下 Issue 页面中告诉我们：https://github.com/Seeed-Studio/wiki-documents/issues

此 Wiki 已更新至: https://wiki.seeedstudio.com/xiao_esp32s3_with_micropython/

CircuitPython 是一种非常适合 XIAO ESP32S3 的编程语言，因为它简化了物理计算项目。基于 Python，它具有对初学者友好的语法，并包含用于访问传感器和显示屏等硬件的模块。由于 CircuitPython 已经支持 ESP32S3 芯片，本项目尝试在 Seeed Studio XIAO ESP32S3 开发板上编译 CircuitPython。

搭载 OLED 显示屏的 XIAO ESP32S3​

硬件准备​

这里我使用了 Seeed Studio XIAO ESP32S3 和 Seeed Studio Grove OLED Display 0.96 作为硬件。

Seeed Studio XIAO ESP32S3Seeed Studio Grove OLED Display 0.96
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软件准备​

我使用了 Thonny IDE 软件（Windows）以及一些相关库和文件。

Thonny IDE相关文件（库）
下载 ⏬
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入门指南​

下载 XIAO ESP32S3 CircuitPython 固件​

CircuitPython 固件 9.1.1 和 9.20 Alpha for XIAO ESP32S3 Sense

将 XIAO ESP32S3 开发板连接到 PC 并进入 BootLoader 模式​

具体方法如下：

  • 步骤 1. 按住 XIAO ESP32S3 的 BOOT 按钮并保持不松开。

  • 步骤 2. 在按住 BOOT 按钮的同时，通过数据线将开发板连接到电脑。连接后松开 BOOT 按钮。

  • 步骤 3. 上传 Blink 程序以检查 XIAO ESP32S3 的运行状态。

打开 Thonny 并配置选项​

  1. 运行 Thonny 后，导航到 "Tools -> Options"，点击 "Options" 选项。
  1. 选择 "Interpreter" 选项，然后点击 "CircuitPython (generic)"。

将 CircuitPython 固件烧录到 XIAO ESP32S3 开发板​

  1. 在 Thonny 中点击 "(esptool)"。它会提示您下载最新的 CircuitPython 固件并将其烧录到开发板。
  1. 在 Thonny 中的 "(esptool)" 界面中，首先选择正确的 "Target port"。
  1. 选择 CircuitPython 系列为 "ESP32-S3"，然后点击安装按钮旁边的三横线图标，选择您下载的固件文件。 例如: (seeed_xiao_esp32s3_911.bin 或 seeed_xiao_esp32s3_920.bin)
  1. Thonny 会自动完成复位，您可以点击 "Install" 按钮。
  1. 显示 "Done" 后，窗口可以关闭。
  1. 在 PC 上会出现一个名为 "CIRCUITPY" 的驱动器，这表明开发板已成功烧录固件。

将相关文件（库）添加到 "CIRCUITPY" 驱动器​

将所有文件从相关文件（库）复制到 "CIRCUITPY" 驱动器。

note

在使用 "Seeed Studio Grove OLED Display 0.96" 时，"adafruit_ssd1306.mpy" 文件和 "adafruit_framebuf.mpy" 文件是必需的。

adafruit_framebuf 库使用一个名为 font5x8.bin 的字体文件来渲染文本。此文件需要在代码执行的环境中可访问。

编写代码（IIC）并上传以实现 OLED 显示​

  1. 添加文件后，可以通过命令 import adafruit_ssd1306 将 adafruit_ssd1306 库导入代码中，现在环境已配置好可以驱动 OLED 显示屏。代码如下所示：
from board import *
from busio import I2C
import busio
import adafruit_ssd1306

i2c = I2C(IO6,IO5)  # 使用 IO6 和 IO5 引脚初始化 I2C 通信

# 创建一个分辨率为 128x64 且 I2C 地址为 0x3C 的显示对象
display = adafruit_ssd1306.SSD1306_I2C(128, 64, i2c, addr=0x3C)

# 清空显示屏
display.fill(0)
display.show()

# 在显示屏上写入文本
display.text('SeeedStudio ESP32S3', 0, 0 , 1)
display.text('Code by CircuitPython!', 0, 20 , 2)
display.show()
  1. 点击 "Run" 按钮上传代码。
  1. 最终效果：

XIAO ESP32S3 Sense 使用 XIAO 圆形显示屏和 Sense 摄像头​

硬件准备​

Seeed Studio XIAO ESP32S3 Sense适用于 XIAO 的圆形显示屏
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软件准备​

  1. 为 XIAO ESP32S3 Sense 安装固件。
固件
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  1. 安装必要的模块和依赖项。

您可以使用 Adafruit 提供的工具 circup 安装 CircuitPython 库。安装后，只需输入命令即可安装任何库。

# 安装 circup
pip install setuptools
pip install circup
pip install --upgrade circup
# 将模块安装到库中
circup install gc9a01 adafruit_ticks

入门​

安装所有所需的库后，只需将以下代码写入 CIRCUITPY 的 code.py 或 main.py 文件，即可在圆形显示屏上显示摄像头画面。

import board
import busio
import displayio
import espcamera
import adafruit_ticks
import gc9a01
import struct

i2c = busio.I2C(board.SCL, board.SDA)
spi = busio.SPI(clock=board.SCK, MOSI=board.MOSI)
cam_i2c = busio.I2C(board.CAM_SCL, board.CAM_SDA)

tft_dc  = board.D3
tft_cs  = board.D1
tft_bl  = board.D6

display_bus = displayio.FourWire(spi, command=tft_dc, chip_select=tft_cs)
display = gc9a01.GC9A01(display_bus, width=240, height=240, rotation=0)

# 该示例似乎完全不使用 Displayio
# 直接在 display_bus 上打印帧以提高速度
# 因此，旋转设置不起作用...

main = displayio.Group()
display.root_group = main

# 摄像头初始化
cam = espcamera.Camera(
    data_pins=board.CAM_DATA,
    external_clock_pin=board.CAM_XCLK,
    pixel_clock_pin=board.CAM_PCLK,
    vsync_pin=board.CAM_VSYNC,
    href_pin=board.CAM_HREF,
    pixel_format=espcamera.PixelFormat.RGB565,
    frame_size=espcamera.FrameSize.R240X240,
    i2c=cam_i2c,
    external_clock_frequency=20_000_000,
    framebuffer_count=2,
    grab_mode=espcamera.GrabMode.WHEN_EMPTY)

# 向 display_bus 发送初始化字节
display_bus.send(36, struct.pack(">hh", 0, 239))
display_bus.send(42, struct.pack(">hh", 0, 239))
display_bus.send(43, struct.pack(">hh", 0, 80+239))
display.auto_refresh = False

t0 = adafruit_ticks.ticks_ms()

while True:
    frame = cam.take(1)                                                         
    if isinstance(frame, displayio.Bitmap):                                     
        display_bus.send(44, frame)                                             
        t1 = adafruit_ticks.ticks_ms()                                          
        fps = 1000 / adafruit_ticks.ticks_diff(t1, t0)
        print(f"{fps:3.1f}fps")  # 通常运行速度约为 25fps
        t0 = t1

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