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Seeed Studio XIAO SAMD21 con MicroPython

Introducción a MicroPython​

MicroPython es un intérprete de Python con una función parcial de compilación a código nativo. Proporciona un subconjunto de las funciones de Python 3.5, implementado para procesadores embebidos y sistemas con recursos limitados. Es diferente de CPython y puedes leer más sobre las diferencias aquí.

Primeros pasos​

Primero, vamos a conectar el Seeed Studio XIAO SAMD21 al ordenador y subir un código sencillo desde MicroPython para comprobar si la placa funciona correctamente.

Configuración de hardware​

Flashear el firmware​

Para XIAO SAMD21​

tip
  • Paso 1. Conecta el Seeed Studio XIAO SAMD21 a tu ordenador mediante un cable Type‑C y luego pulsa dos veces el botón de Reset para entrar en modo BOOT. Si todo funciona bien, aparecerá un disco Arduino en el PC.
  • Paso 2. Flashea el firmware

Simplemente ve a la página oficial de MicroPython y descarga el firmware más reciente

También es posible compilar tu propio firmware para garantizar la seguridad y el soporte de las funciones más recientes, pero no es necesario.


Para XIAO SAMD21 Plus​

  • Paso 1. Conecta el XIAO SAMD21 Plus a tu PC con un cable Type‑C y luego pulsa el botón de Reset dos veces consecutivas. Si todo funciona correctamente, aparecerá un disco Arduino en tu PC.

Configuración de software​

  • Paso 1. Descarga e instala la última versión del editor Thonny de acuerdo con tu sistema operativo

  • Paso 2. Inicia Thonny

  • Paso 3. Haz clic en Tools-->Options para abrir la configuración.

  • Paso 4. Elige la interfaz Interpreter y selecciona el dispositivo como MicroPython(generic) y el puerto como Board CDC @ Port

Desarrollo de software​

Tabla de asignación de pines de la Serie SEEED XIAO SAMD21​

Nombre de pin en MicroPythonGPIO XIAO SAMD21 (ID)GPIO XIAO SAMD21 Plus (ID)IRQ SAMD21 / PlusADCFunción
D0 / A0PA02 (2)PA02 (2)2 / 20GPIO, ADC, DAC
D1 / A1PA04 (4)PA04 (4)4 / 44GPIO, ADC
D2 / A2PA10 (10)PA10 (10)10 / 1018GPIO, ADC
D3 / A3PA11 (11)PA11 (11)11 / 1119GPIO, ADC
D4 / A4 / SDAPA08 (8)PA08 (8)NMI / NMI16GPIO, ADC, I2C SDA
D5 / A5 / SCLPA09 (9)PA09 (9)9 / 917GPIO, ADC, I2C SCL
D6 / A6 / TXPB08 (40)PB08 (40)8 / 82GPIO, ADC, UART TX
D7 / A7 / RXPB09 (41)PB09 (41)9 / 93GPIO, ADC, UART RX
D8 / A8 / SCKPA07 (7)PA07 (7)7 / 77GPIO, ADC, SPI SCK
D9 / A9 / MISOPA05 (5)PA05 (5)5 / 55GPIO, ADC, SPI MISO
D10 / A10 / MOSIPA06 (6)PA06 (6)6 / 6GPIO, ADC, SPI MOSI
USER_LED / D13 / SCL1PA17 (17)PA17 (17)1 / 1—LED de usuario original; en Plus D13 e I2C1 SCL
RX_LED / D27PA18 (18)PA18 (18)2 / 2—LED RX original; en Plus D27
TX_LED / D19 / I2S_SDPA19 (19)PA19 (19)3 / 3—LED TX original; en Plus D19 y datos I2S
D12—PA28 (28)— / 8—GPIO de expansión Plus
D14 / SDA1—PA16 (16)— / 0—I2C1 SDA en Plus
D15—PA15 (15)— / 15—GPIO de expansión Plus
D16—PA14 (14)— / 14—GPIO de expansión Plus
D17—PA13 (13)— / 13—GPIO de expansión Plus
D18—PA12 (12)— / 12—GPIO de expansión Plus
D20 / I2S_SCK—PA20 (20)— / 4—GPIO Plus y reloj I2S
D21 / I2S_WS—PA21 (21)— / 5—GPIO Plus y selección de palabra I2S
D22—PB10 (42)— / 10—GPIO de expansión Plus
D23—PB11 (43)— / 11—GPIO de expansión Plus
D24—PB23 (55)— / 7—GPIO de expansión Plus
D25—PA23 (23)— / 7—GPIO de expansión Plus
D26—PA22 (22)— / 6—GPIO de expansión Plus
RGB_LED—PA27 (27)— / 15—LED RGB direccionable Plus (WS2812)
BUTTON—PB22 (54)— / 6—Botón de usuario Plus (activo en bajo)
USB_DMPA24 (24)PA24 (24)12 / 12—USB D− (USB nativo, no GPIO)
USB_DPPA25 (25)PA25 (25)13 / 13—USB D+ (USB nativo, no GPIO)
SWCLKPA30 (30)PA30 (30)10 / 10—Reloj SWD
SWDIOPA31 (31)PA31 (31)11 / 11—Datos SWD
nota

El número entre paréntesis en GPIO (ID) se refiere al ID de pin SAMD de MicroPython, no al número de pin físico del encapsulado del MCU.

Sube tu código​

Sube los códigos haciendo clic en el botón "Run current script". La primera vez, Thonny preguntará dónde quieres guardar tu archivo de código. Tanto This Computer como MicroPython device son válidos.

Si quieres usar el programa sin conexión, debes guardar el programa en XIAO SAMD21

Mantén pulsadas las teclas Ctrl + Shift + S al mismo tiempo y luego selecciona guardar en MicroPython device

PRUEBA GPIO (LED)​

Necesitamos preparar:

  1. Para XIAO SAMD21, el RX_LED es PA18

    Podemos ver que el RX_LED azul se enciende y parpadea una vez por segundo

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)
  1. Para XIAO SAMD21 Plus, los RX_LED y TX_LED se han eliminado. En su lugar se utiliza un LED WS2812, con su pin de datos asignado a PA27.

from machine import Pin, Timer
import machine
import time

led = Pin(27, Pin.OUT)

Counter = 0


def ws2812_write(r, g, b):
    data = bytearray([g, r, b])

    machine.bitstream(
        led,
        0,
        (400, 850, 800, 450),
        data
    )

    time.sleep_us(80)


def fun(tim):
    global Counter

    Counter += 1
    print(Counter)

    if Counter % 2 == 1:
        ws2812_write(0, 0, 255)
    else:
        ws2812_write(0, 0, 0)


# Initial state: OFF
ws2812_write(0, 0, 0)

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

Relés de control GPIO​

Necesitamos preparar:

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)

Detección de personas para control automático​

Necesitamos preparar:

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)

Compatibilidad con I2C​

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))

La familiaridad con micropython te permite hacer más, esperamos poder crear más valor para ti. ¡No dudes en compartir también tus proyectos con nosotros!

Compatibilidad con DAC​

Gracias a Aleksei Tertychnyi por enviar el código, todas las funcionalidades relacionadas fueron desarrolladas y aportadas por él.

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)

El voltaje en pin A0 comenzará a aumentar gradualmente, después de alcanzar el máximo en aproximadamente 3.3V, caerá a 0V y el ciclo se repetirá.

Compatibilidad con ADC​

Código de ejemplo de ADC en MicroPython:

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

Consola de dispositivo MicroPython​

Nuestro socio Neil ha escrito un programa de consola de línea de comandos para XIAO usando MicroPython. Con este programa puedes subir, descargar y eliminar archivos fácilmente. ¡Le agradecemos su contribución a XIAO!

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