Seeed Studio XIAO ESP32S3 与 MicroPython
MicroPython 是一种带有部分原生代码编译功能的 Python 解释器。它提供了 Python 3.5 的子集，专为嵌入式处理器和受限系统实现。它与 CPython 不同，您可以在 这里 了解更多区别。
安装 MicroPython
安装 Esptool
如果您尚未安装 esptool.py，可以通过 pip 在您的 PC 上安装：
pip install esptool
下载 XIAO ESP32S3 MicroPython 固件
您需要从 micropython.org 下载固件二进制文件。
下载正确的 bin 文件后，导航到该文件所在的文件夹，并在该位置打开命令行终端。
截至最终版本，最新的 bin 文件版本为：
ESP32_GENERIC_S3-20230602-v1.23.0.bin
将 XIAO ESP32S3 连接到您的 PC
您需要按住 XIAO ESP32S3 板上的 BOOT 按钮，进入 'bootloader' 模式，同时将 Type-C USB 数据线插入到您的 PC。
检查端口
查找 PC 上的所有串口设备。
- Linux
在 Linux 上，您可以使用 dmesg 命令查看已连接的设备：
dmesg | grep tty
或者，您可以使用 ls 列出串行设备：
ls /dev/ttyS* /dev/ttyUSB*
- Windows
在 Windows 上，您可以通过打开设备管理器来找到 USB 到串口的地址。
- macOS
在 macOS 上，您可以使用 ls 命令列出可用的串口：
ls /dev/cu*
这将显示所有串行端口设备。
如果端口繁忙，您可以使用以下命令查找 dkill 并使用 port（在 macOS 上）： 使用端口识别进程：
lsof | grep port
此命令列出打开的文件，并使用指定端口搜索任何进程。 从输出中找到进程 ID （PID） 并终止进程：
kill -9 <PID>
将 PID 替换为实际的进程 ID。
擦除闪存
esptool.py --chip esp32s3 --port /dev/cu.usbmodem11301 erase_flash
将 '/dev/cu.usbmodem11301' 替换为您系统中正确的端口名称（例如 Windows 上是 COM3，Linux 上是 /dev/ttyUSB0）。
写入闪存
将固件刷入 XIAO ESP32S3：
esptool.py --chip esp32s3 --port /dev/cu.usbmodem11301 --baud 460800 write_flash -z 0x0 ESP32_GENERIC_S3-20240602-v1.23.0.bin
同样，将 '/dev/cu.usbmodem11301' 替换为正确的端口名称，并将 'ESP32_GENERIC_S3-20240602-v1.23.0.bin' 替换为您的固件文件路径。
别忘了通过 RTS 引脚进行硬重置。
然后，可以使用您喜欢的工具开始编译脚本并上传到 ESP32！
推荐的 MicroPython 编辑器
以下是一些流行的工具：
1. Thonny
安装并打开 Thonny，然后按照以下说明配置 Thonny
pip install thonny
#open thonny after installation
thonny
前往 运行 -> 配置解释器，确保 Thonny 选项中的 解释器 标签如下所示，选择 "CircuitPython (generic)" 和端口：
点击对话框中的 "OK"，然后您应该能看到如下图所示的 MicroPython shell 出现在 Thonny 窗口的底部。
逐行输入脚本到 Shell 中，以获取 flash 和 sram 的大小：
import esp
esp.flash_size()
恭喜您成功在 XIAO ESP32S3 上使用 Thonny 设置了 MicroPython！
2. Arduino MicroPython 实验室
下载 Arduino MicroPython 实验室并将设备连接到您的 PC。
像这样编写代码：
from machine import Pin
import time
# 定义 LED 引脚
led = Pin(6, Pin.OUT) # 使用正确的 GPIO
# 循环闪烁 LED
while True:
led.value(1) # 打开 LED
time.sleep(1) # 等待一秒
led.value(0) # 关闭 LED
time.sleep(1) # 等待一秒
3. 在 Visual Studio Code 上使用 Pymakr
安装 Pymakr
按照安装说明安装 Pymakr。将 XIAO ESP32S3 连接到计算机。
创建一个新项目
打开 VS Code 并为您的微控制器创建一个新项目。添加一个新的 Python 文件
在您的项目中创建一个新的 Python 文件。将脚本上传到 MCU 并编译脚本
4. uPtCraft IDE
引脚/端口信息
在 XIAO ESP32S3 上开始使用 MicroPython
这是ESP32 使用 MicroPython 的快速参考。
更多关于MicroPython 库的知识。
一般板控制
MicroPython 的 REPL（Read-Eval-Print-Loop）位于 UART0（GPIO1=TX，GPIO3=RX），波特率为 115200。Tab 补全功能对于查找对象的方法很有用。粘贴模式（ctrl-E）适合将大量 Python 代码粘贴到 REPL 中。
可以使用 MicroPython 中的 dir() 函数（Python 中也类似）列出对象的属性和方法。
例如，在 shell 中输入 dir(machine)：
machine 模块：
import machine
machine.freq() # 获取 CPU 当前频率，ESP32S3 为 240000000
machine.freq(160000000) # 设置 CPU 频率为 160 MHz
# 频率必须为 20MHz, 40MHz, 80MHz, 160MHz 或 240MHz
esp 模块：
import esp
esp.osdebug(None) # 关闭厂商操作系统调试信息
esp.osdebug(0) # 将厂商操作系统调试信息重定向到 UART(0)
# 与闪存存储交互的低级方法
esp.flash_size()
esp.flash_user_start()
esp.flash_erase(sector_no)
esp.flash_write(byte_offset, buffer)
esp.flash_read(byte_offset, buffer)
esp32模块：ESP32C3、ESP32S2 和 ESP32S3 有一个可用的内部温度传感器，并以摄氏度为单位返回温度：
import esp32
esp32.mcu_temperature() # 读取 MCU 的内部温度，单位为摄氏度
网络-WLAN
Network 模块：更多信息请参考 这里。
import network
wlan = network.WLAN(network.STA_IF) # 创建站点接口
wlan.active(True) # 激活接口
wlan.scan() # 扫描接入点
wlan.isconnected() # 检查站点是否连接到接入点
wlan.connect('ssid', 'key') # 连接到接入点
wlan.config('mac') # 获取接口的 MAC 地址
wlan.ifconfig() # 获取接口的 IPv4 地址
ap = network.WLAN(network.AP_IF) # 创建接入点接口
ap.config(ssid='ESP-AP') # 设置接入点的 SSID
ap.config(max_clients=10) # 设置最多可连接的客户端数
ap.active(True) # 激活接口
连接到本地 WiFi 网络的一个有用功能是：
def do_connect():
import network
wlan = network.WLAN(network.STA_IF)
wlan.active(True)
if not wlan.isconnected():
print('connecting to network...')
wlan.connect('ssid', 'key') #更换 the ssid 和 key
while not wlan.isconnected():
pass
print('network config:', wlan.ifconfig())
延迟与计时
time 模块：
import time
time.sleep(1) # 暂停 1 秒
time.sleep_ms(500) # 暂停 500 毫秒
time.sleep_us(10) # 暂停 10 微秒
start = time.ticks_ms() # 获取毫秒计数器
delta = time.ticks_diff(time.ticks_ms(), start) # 计算时间差
定时器
ESP32 端口有四个硬件定时器。使用带有定时器 ID 的 类，ID 范围为 0 到 3（包含 0 和 3）：
from machine import Timer
tim0 = Timer(0)
tim0.init(period=5000, mode=Timer.ONE_SHOT, callback=lambda t:print(0))
tim1 = Timer(1)
tim1.init(period=2000, mode=Timer.PERIODIC, callback=lambda t:print(1))
周期单位为毫秒。 目前此端口不支持虚拟定时器。
引脚与 GPIO
machine.Pin 类
from machine import Pin
p2 = Pin(2, Pin.OUT) # 在 GPIO2 上创建输出引脚
p2.on() # 将引脚设置为 "开"（高电平）
p2.off() # 将引脚设置为 "关"（低电平）
p2.value(1) # 将引脚设置为开/高电平
p3 = Pin(3, Pin.IN) # 在 GPIO3 上创建输入引脚
print(p3.value()) # 获取引脚值，0 或 1
p4 = Pin(4, Pin.IN, Pin.PULL_UP) # 启用内部上拉电阻
p5 = Pin(5, Pin.OUT, value=1) # 在创建时将引脚设置为高电平
p6 = Pin(6, Pin.OUT, drive=Pin.DRIVE_3) # 设置最大驱动能力
可用的引脚范围如下（包括端点）：1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 43, 44。这些引脚对应于 ESP32S3 芯片的实际 GPIO 引脚号。
UART（串行总线）
machine.UART 类：
from machine import UART
uart1 = UART(1, baudrate=9600, tx=43, rx=44)
uart1.write('hello') # 写入 5 个字节
uart1.read(5) # 读取最多 5 个字节
ESP32C3 具有一个硬件 UART。下列引脚如下：
| UART | 引脚 |
|---|---|
| TX | 43 |
| RX | 44 |
PWM（脉宽调制）
PWM 可以在所有启用输出的引脚上启用。基本频率可以从 1Hz 到 40MHz，但有一个权衡；随着基本频率的增加，工作周期的分辨率会降低。 machine.PWM 类：
from machine import Pin, PWM
pwm2 = PWM(Pin(2), freq=5000, duty_u16=32768) # 从引脚创建 PWM 对象
freq = pwm2.freq() # 获取当前频率
pwm2.freq(1000) # 设置 PWM 频率范围从 1Hz 到 40MHz
duty = pwm2.duty() # 获取当前占空比，范围 0-1023（默认 512，50%）
pwm2.duty(256) # 设置占空比范围从 0 到 1023，作为占空比/1023 的比例（现在是 25%）
duty_u16 = pwm2.duty_u16() # 获取当前占空比，范围 0-65535
pwm2.duty_u16(2**16*3//4) # 设置占空比范围从 0 到 65535，作为占空比_u16/65535 的比例（现在是 75%）
duty_ns = pwm2.duty_ns() # 获取当前脉冲宽度（单位：纳秒）
pwm2.duty_ns(250_000) # 设置脉冲宽度，单位为纳秒，范围从 0 到 1_000_000_000/freq（现在是 25%）
pwm2.deinit() # 关闭引脚上的 PWM
pwm3 = PWM(Pin(3), freq=20000, duty=512) # 一次性创建并配置
print(pwm3) # 查看 PWM 设置
ADC（模拟到数字转换）
在 XIAO ESP32S3 上，ADC 功能可用于引脚 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9。 machine.ADC 类：
from machine import ADC
adc = ADC(pin) # 创建一个作用于某引脚的 ADC 对象
val = adc.read_u16() # 读取原始模拟值，范围为 0-65535
val = adc.read_uv() # 读取微伏（uV）级别的模拟值
SPI
软件 SPI 总线
软件 SPI（使用位操作）可以在所有引脚上工作，并通过 machine.SoftSPI 类访问：
from machine import Pin, SoftSPI
# 在给定引脚上构建一个 SoftSPI 总线
# 极性是 SCK 的空闲状态
# phase=0 表示在 SCK 的第一个边沿采样，phase=1 表示在第二个边沿采样
spi = SoftSPI(baudrate=100000, polarity=1, phase=0, sck=Pin(2), mosi=Pin(4), miso=Pin(6))
spi.init(baudrate=200000) # 设置波特率
spi.read(10) # 读取 10 字节的数据通过 MISO
spi.read(10, 0xff) # 读取 10 字节，同时在 MOSI 上输出 0xff
buf = bytearray(50) # 创建一个缓冲区
spi.readinto(buf) # 读取到给定的缓冲区（在此例中读取 50 字节）
spi.readinto(buf, 0xff) # 读取到给定的缓冲区，并在 MOSI 上输出 0xff
spi.write(b'12345') # 在 MOSI 上写入 5 字节
buf = bytearray(4) # 创建一个缓冲区
spi.write_readinto(b'1234', buf) # 写入 MOSI 并从 MISO 读取到缓冲区
spi.write_readinto(buf, buf) # 写入 buf 到 MOSI 并将 MISO 的数据读取回 buf
硬件 SPI 总线
硬件 SPI 通过机器访问。SPI 类，方法与上述软件 SPI 相同：
from machine import Pin, SPI
hspi = SPI(1, 10000000)
hspi = SPI(1, 10000000, sck=Pin(7), mosi=Pin(9), miso=Pin(8))
| SPI | 引脚 |
|---|---|
| SCK | D7 |
| MOSI | D9 |
| MISO | D8 |
I2C
软件 I2C 总线
软件 I2C（使用位操作）可以在所有具有输出能力的引脚上工作，并通过 machine.SoftI2C 类访问：
from machine import Pin, SoftI2C
i2c = SoftI2C(scl=Pin(6), sda=Pin(5), freq=100000)
i2c.scan() # 扫描设备
i2c.readfrom(0x3a, 4) # 从地址为 0x3a 的设备读取 4 字节
i2c.writeto(0x3a, '12') # 向地址为 0x3a 的设备写入 '12'
buf = bytearray(10) # 创建一个包含 10 字节的缓冲区
i2c.writeto(0x3a, buf) # 将给定的缓冲区写入外设
硬件 I2C 总线
驱动程序通过 machine.I2C 类访问，具有与上述软件 I2C 相同的方法：
from machine import Pin, I2C
i2c = I2C(0, scl=Pin(6), sda=Pin(5), freq=400000)
XIAO 扩展板基础
先决条件：
XIAO ESP32S3
带焊接引脚扩展板基础 Grove 光传感器 
读取光传感器数据
import time
from machine import Pin, ADC
# 初始化模拟输入引脚 2（对应 A0）
analog_in = ADC(Pin(1))
analog_in.atten(ADC.ATTN_11DB) # 配置输入范围（0-3.6V）
def get_voltage(pin):
# 将原始 ADC 值转换为电压
return (pin.read() / 4095) * 3.3
while True:
# 读取原始模拟值
raw_value = analog_in.read()
# 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))
# 延迟一段时间后再读取
time.sleep(1)
点亮 OLED 屏幕
插入您的 XIAO ESP32S3，打开 Thonny，点击右下角配置解释器 选择解释器 - Micropython (ESP32)，并选择 端口 >>> 点击 OK
如果一切顺利，您将看到 Shell 中的输出 从 MicroPython 安装 ssd1306 库。 点击 "工具" >>> 点击 "管理库" >>> 输入库的名称 >>> 点击 "搜索 micropython-lib 和 PyPl"
运行脚本并将其刷入板子。 完成编码后，点击绿色按钮运行脚本。
import time
from machine import Pin, SoftI2C
import ssd1306
import math
# ESP8266 引脚分配
i2c = SoftI2C(scl=Pin(6), sda=Pin(5)) # 根据您的连接调整引脚号
oled_width = 128
oled_height = 64
oled = ssd1306.SSD1306_I2C(oled_width, oled_height, i2c)
oled.fill(0) # 清除屏幕
oled.text("Hello, Seeder!", 10, 15)
oled.text("/////", 30, 40)
oled.text("(`3`)y", 30, 55)
oled.show() # 显示文本
摄像头流媒体测试
ESP32S3 Sense（带摄像头）也提供了摄像头流媒体测试，请参考 这里。
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