Seeed Studio XIAO SAMD21 com MicroPython

Introdução ao MicroPython

MicroPython é um interpretador Python com um recurso parcial de compilação de código nativo. Ele fornece um subconjunto de recursos do Python 3.5, implementado para processadores embarcados e sistemas com recursos limitados. Ele é diferente do CPython e você pode ler mais sobre as diferenças aqui.

Primeiros passos

Primeiro, vamos conectar o Seeed Studio XIAO SAMD21 ao computador e enviar um código simples em MicroPython para verificar se a placa está funcionando bem.

Configuração de hardware

• Seeed Studio XIAO SAMD21 x1
• Cabo Type‑C x1
• PC x1

Gravar o firmware

Para XIAO SAMD21

• Passo 1. Pressione e segure o botão BOOT e então conecte o Seeed Studio XIAO SAMD21 ao PC através do cabo Type‑C. Se tudo funcionar bem, um disco Arduino será exibido no PC.

• Passo 2. Grave o firmware

Basta acessar o Firmware MicroPython do XIAO SAMD21 oficial e baixar o firmware mais recente

Também é possível compilar seu próprio firmware para garantir segurança e suporte aos recursos mais recentes, mas isso não é necessário.

Para XIAO SAMD21 Plus

• Passo 1. Conecte o XIAO SAMD21 Plus ao seu PC com um cabo Type‑C e, em seguida, pressione o botão Reset duas vezes consecutivas. Se tudo funcionar corretamente, um disco Arduino aparecerá no seu PC.

• Passo 2. Clique no link abaixo para baixar o firmware e, em seguida, arraste e solte o arquivo .uf2 no disco Arduino para concluir a gravação do firmware. XIAO SAMD21 Plus MicroPython Firmware

Configuração de software

• Passo 1. Baixe e instale a versão mais recente do editor Thonny de acordo com o seu sistema operacional

• Passo 2. Inicie o Thonny

• Passo 3. Clique em Tools-->Options para abrir as configurações.

• Passo 4. Escolha a interface Interpreter e selecione o dispositivo como MicroPython(generic) e a porta como Board CDC @ Port

Desenvolvimento de software

Tabela de atribuição de pinos da série SEEED XIAO SAMD21

Nome do pino MicroPython	GPIO XIAO SAMD21 (ID)	GPIO XIAO SAMD21 Plus (ID)	IRQ SAMD21 / Plus	ADC	Função
D0 / A0 / A0_D0	PA02 (2)	PA02 (2)	2 / 2	0	GPIO, ADC, DAC
D1 / A1 / A1_D1	PA04 (4)	PA04 (4)	4 / 4	4	GPIO, ADC
D2 / A2 / A2_D2	PA10 (10)	PA10 (10)	10 / 10	18	GPIO, ADC
D3 / A3 / A3_D3	PA11 (11)	PA11 (11)	11 / 11	19	GPIO, ADC
D4 / A4 / A4_D4 / SDA	PA08 (8)	PA08 (8)	NMI / NMI	16	GPIO, ADC, I2C SDA
D5 / A5 / A5_D5 / SCL	PA09 (9)	PA09 (9)	9 / 9	17	GPIO, ADC, I2C SCL
D6 / A6 / A6_D6 / TX	PB08 (40)	PB08 (40)	8 / 8	2	GPIO, ADC, UART TX
D7 / A7 / A7_D7 / RX	PB09 (41)	PB09 (41)	9 / 9	3	GPIO, ADC, UART RX
D8 / A8 / A8_D8 / SCK	PA07 (7)	PA07 (7)	7 / 7	7	GPIO, ADC, SPI SCK
D9 / A9 / A9_D9 / MISO	PA05 (5)	PA05 (5)	5 / 5	5	GPIO, ADC, SPI MISO
D10 / A10 / A10_D10 / MOSI	PA06 (6)	PA06 (6)	6 / 6	6	GPIO, ADC, SPI MOSI
D11 / TX_LED	PA19 (19)	—	3 / —	—	LED TX da placa original
D12 / RX_LED	PA18 (18)	PA28 (28)	2 / 8	—	LED RX original; GPIO de expansão Plus
D13 / USER_LED / SCL1	PA17 (17)	PA17 (17)	1 / 1	—	LED de usuário original; Plus I2C1 SCL
D14 / SDA1	—	PA16 (16)	— / 0	—	Plus I2C1 SDA
D15	—	PA15 (15)	— / 15	—	GPIO de expansão Plus
D16	—	PA14 (14)	— / 14	—	GPIO de expansão Plus
D17	—	PA13 (13)	— / 13	—	GPIO de expansão Plus
D18	—	PA12 (12)	— / 12	—	GPIO de expansão Plus
D19 / I2S_SD	—	PA19 (19)	— / 3	—	GPIO Plus e dados I2S
D20 / I2S_SCK	—	PA20 (20)	— / 4	—	GPIO Plus e clock I2S
D21 / I2S_WS	—	PA21 (21)	— / 5	—	GPIO Plus e seleção de palavra I2S
D22	—	PB10 (42)	— / 10	—	GPIO de expansão Plus
D23	—	PB11 (43)	— / 11	—	GPIO de expansão Plus
D24	—	PB23 (55)	— / 7	—	GPIO de expansão Plus
D25	—	PA23 (23)	— / 7	—	GPIO de expansão Plus
D26	—	PA22 (22)	— / 6	—	GPIO de expansão Plus
D27	—	PA18 (18)	— / 2	—	GPIO de expansão Plus
RGB_LED	—	PA27 (27)	— / 15	—	Dados do LED RGB endereçável
BUTTON	—	PB22 (54)	— / 6	—	Botão de usuário Plus
SWCLK	PA30 (30)	PA30 (30)	10 / 10	—	Clock SWD
SWDIO	PA31 (31)	PA31 (31)	11 / 11	—	Dados SWD

nota

O número entre parênteses em GPIO (ID) refere-se ao ID de pino SAMD do MicroPython, não ao número físico do pino no encapsulamento do MCU.

Envie seu código

Envie os códigos clicando no botão "Run current script". Na primeira vez, o Thonny perguntará onde você deseja salvar o arquivo de código. Tanto This Computer quanto MicroPython device funcionam bem.

Se você quiser usar o programa offline, deve salvar o programa no XIAO SAMD21

Pressione e segure Ctrl + Shift + S ao mesmo tempo e, em seguida, selecione salvar em MicroPython device

TESTE de GPIO (LED)

Precisamos preparar:

• Seeed Studio XIAO SAMD21

Copie os códigos a seguir para o Thonny.

Podemos ver que o RX_LED azul acende e pisca uma 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)

Controle de relés com GPIO

Precisamos preparar:

• Seeeduino-XIAO-Expansion-Board
• Grove-Relay
• Seeed Studio XIAO SAMD21

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)

Detecção de pessoas para controle automático

Precisamos preparar:

• Radar Doppler para detecção de pessoas
• Seeeduino-XIAO-Expansion-Board
• Grove-Relay
• Seeed Studio XIAO SAMD21

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)

Suporte a 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)) 

A familiaridade com o MicroPython permite que você faça mais; estamos ansiosos para criar mais valor para você. Sinta-se à vontade para compartilhar seus projetos conosco também!

Suporte a DAC

Agradecemos a Aleksei Tertychnyi por enviar o código; todas as funcionalidades relacionadas foram desenvolvidas e contribuídas por ele.

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)

A tensão no pino A0 começará a aumentar gradualmente; após atingir o máximo em aproximadamente 3,3 V, cairá para 0 V e o ciclo se repetirá.

Suporte a ADC

Exemplo de código MicroPython para ADC:

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

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