SAMD21/SAMD51系列的快速参考¶
Adafruit ItsyBitsy M4 Express板。
以下是基于SAMD21/SAMD51的板的快速参考。如果这是您第一次使用此板，了解微控制器的概况可能会很有用：
安装MicroPython¶
参见教程的相应部分： SAMD上的MicroPython入门,它还包括故障排除小节。
通用板控制¶
MicroPython REPL位于USB端口上，配置为VCP模式。制表符补全有助于找出对象的方法。粘贴模式（Ctrl-E）用于将一大块Python代码粘贴到 REPL。
machine模块:
import machine
machine.freq() # get the current frequency of the CPU
machine.freq(96_000_000) # set the CPU frequency to 96 MHz
对于SAMD51，功能调用可接受的范围为1_000_000至200_000_0000（1 MHz至200 MHz），对于SAMD21，可接受的为1_000-0000至48_000_000（1 MHz到48 MHz）。根据数据表，SAMD51的安全范围为96 MHz至120 MHz。频率低于8 MHz时，USB将被禁用。频率低于48 MHz会影响UART、I2C和SPI的波特率。更改CPU频率后，必须再次设置这些值。ms和µs计时器不受频率变化的影响。
延迟和计时¶
使用 time模块：
import time
time.sleep(1) # sleep for 1 second
time.sleep_ms(500) # sleep for 500 milliseconds
time.sleep_us(10) # sleep for 10 microseconds
start = time.ticks_ms() # get millisecond counter
delta = time.ticks_diff(time.ticks_ms(), start) # compute time difference
时钟和时间¶
时间信息提供了两组功能。所有板都有datetime（）、mktime（）和time（）函数。带有32kHz晶体的电路板还提供了一个RTC（）模块。纪元开始日期为2000年1月1日。
使用 time 模块:
import time
date_time = time.localtime() # Show the actual date/time information
date_time = time.localtime(seconds) # decode the date/time form the seconds value
seconds = time.mktime(date_time_tuple) # Convert seconds to a datetime tuple
second = time.time() # Return the actual system time.
date_time元组的格式遵循标准。date_time元组的µs值被忽略。在没有RTC模块的板上，时间。localtime（秒）设置系统时间。使用A模块：RTC模块：
from machine import RTC
rtc = RTC()
date_time = rtc.datetime() # return the actual date & time.
rtc.datetime(date_time_tuple) # Set date & time, ignoring weekday
date_time = rtc.now() # Return date & time in Unix order.
rtc.calibration(value) # Set a calibration factor
工作日值集将被忽略，并在返回的元组中从实际日期开始计算。rtc。now（）仅在SAMD51板上提供。rtc中使用的值。calibration（）调用的范围从-127到127。它大致定义了一个ppm的数量，时钟可以运行得更快或更慢。
Timers¶
SAMD21/SAMD51使用软件计时器machine.Timer类：
from machine import Timer
tim0 = Timer()
tim0.init(period=5000, mode=Timer.ONE_SHOT, callback=lambda t:print(0))
tim1 = Timer()
tim1.init(period=2000, mode=Timer.PERIODIC, callback=lambda t:print(1))
周期以毫秒为单位。
引脚和GPIO¶
使用 machine.Pin 类：
from machine import Pin
p0 = Pin('D0', Pin.OUT) # create output pin on GPIO0
p0.on() # set pin to "on" (high) level
p0.off() # set pin to "off" (low) level
p0.value(1) # set pin to on/high
p2 = Pin('D2', Pin.IN) # create input pin on GPIO2
print(p2.value()) # get value, 0 or 1
p4 = Pin('D4', Pin.IN, Pin.PULL_UP) # enable internal pull-up resistor
p7 = Pin("PA07", Pin.OUT, value=1) # set pin high on creation
引脚可以用字符串或数字表示。字符串是相应板的引脚标签，如“D0”或“SDA”，或形式为“Pxnn”，其中x是A、B、C或D，nn是0-31范围内的两位数。例如：“PA03”、“PD31”。
引脚号是以下范围内的MCU端口号：
PA0..PA31: 0..31
PB0..PB31: 32..63
PC0..PC31: 64..95
PD0..PD31: 96..127
注：在Adafruit Feather和ItsyBity板上，引脚D5连接到外部门输出，因此只能用作输入。
UART（串行总线）¶
见 machine.UART.
# Use UART 3 on a ItsyBitsy M4 board
from machine import UART
uart3 = UART(3, tx=Pin(1), rx=Pin(0), baudrate=115200)
uart3.write('hello') # write 5 bytes
uart3.read(5) # read up to 5 bytes
SAMD21/SAMD51 MCU具有多达八个硬件，称为SERCOM设备，可以用作UART、SPI或I2C设备，但并非每个MCU变体和板都为用户提供所有TX和RX引脚。有关设备引脚和UART信号的分配，请参阅SAMD引脚.
PWM（脉宽调制）¶
SAMD21/SAMD51 MCU的多达五个定时器设备用于创建PWM信号。
PWM功能由 machine.PWM类提供。它支持为该类列出的所有基本方法。
# Samples for Adafruit ItsyBitsy M4 Express
from machine import Pin, PWM
pwm = PWM(Pin(7)) # create PWM object from a pin
pwm.freq() # get current frequency
pwm.freq(1000) # set frequency
pwm.duty_u16() # get current duty cycle, range 0-65535
pwm.duty_u16(200) # set duty cycle, range 0-65535
pwm.deinit() # turn off PWM on the pin
pwm # show the PWM objects properties
PWM构造器¶
- class PWM(dest, freq, duty_u16, duty_ns, *, invert, device)
使用以下参数构造并返回新的PWM对象：
dest 是输出PWM的Pin对象。
PWM对象由TCC定时器模块提供。TCC定时器模块最多有六个通道和八个输出。模块的所有通道以相同的频率运行，但允许不同的占空比。输出以模n的方式分配给通道，其中n是通道的数量。通道的输出具有相同的频率和占空比，但可能具有不同的极性。例如，如果一个模块有四个通道，输出0和4、1和5、2和6、3和7共享相同的频率和占空比。
一次只能指定duty_u16和duty_ns中的一个。
关键字参数：
freq 应该是一个整数，该整数设置PWM周期的频率（Hz）。有效频率范围为1 Hz至24 MHz。
duty_u16将占空比设置为比率
duty_u16 / 65536。仅当未使用相应子模块的a和B通道时，才能更改X通道的占空比。否则，X通道的duty_16值为32768（50%）。duty_ns以纳秒为单位设置脉冲宽度。X通道的限制也适用。
invert=True|False。设置一个位会反转相应的输出。
device=n 使用TCC模块n（如果可用）。在某些针脚处，可以使用两个TCC模块。如果未提及设备，软件将尝试使用尚未用于PWM信号的模块。但是，如果引脚应具有相同的频率和/或占空比以同步改变，则它们必须由相同的TCC模块驱动。
PWM方法¶
这些方法与泛型machine.PWM类相同，init（）方法具有额外的关键字参数，与构造函数的关键字参数匹配。
PWM引脚分配¶
以与Pin类相同的方式指定Pin。有关PWM信号的引脚分配，请参阅SAMD pinout。
ADC（模数转换）¶
在SAMD21/SAMD51上，标有“Ann”的引脚上提供ADC功能。
使用 machine.ADC类:
from machine import ADC
adc0 = ADC(Pin("A0")) # create ADC object on ADC pin, average=16
adc0.read_u16() # read value, 0-65536 across voltage range 0.0v - 3.3v
adc1 = ADC(Pin("A1"), average=1) # create ADC object on ADC pin, average=1
ADC的分辨率是12位，精度为12位，与read_u16（）返回的值无关。如果您需要更高的分辨率或更高的精度，请使用外部ADC。
ADC构造函数¶
- class ADC(dest, *, average=16)
使用以下参数构造并返回新的ADC对象：
dest是输出ADC的Pin对象。
关键字参数：
使用平均值来降低噪声。值为16时，LSB噪声约为1位数。
DAC（数模转换）¶
DAC类提供快速数模转换。用法示例：
from machine import DAC
dac0 = DAC(0) # create DAC object on DAC pin A0
dac0.write(1023) # write value, 0-4095 across voltage range 0.0v - 3.3v
dac1 = DAC(1) # create DAC object on DAC pin A1
dac1.write(2000) # write value, 0-4095 across voltage range 0.0v - 3.3v
SAMD51的DAC分辨率为12位，SAMD21的分辨率为10位。SAMD21设备在GPIO PA02处有1个DAC通道，SAMD51设备在GPIO PA02和PA05处有2个DAC通道。
软件SPI总线¶
软件SPI（使用位碰撞）在所有引脚上工作，并通过 machine.SoftSPI类访问。
from machine import Pin, SoftSPI
# construct a SoftSPI bus on the given pins
# polarity is the idle state of SCK
# phase=0 means sample on the first edge of SCK, phase=1 means the second
spi = SoftSPI(baudrate=100000, polarity=1, phase=0, sck=Pin(7), mosi=Pin(9), miso=Pin(10))
spi.init(baudrate=200000) # set the baud rate
spi.read(10) # read 10 bytes on MISO
spi.read(10, 0xff) # read 10 bytes while outputting 0xff on MOSI
buf = bytearray(50) # create a buffer
spi.readinto(buf) # read into the given buffer (reads 50 bytes in this case)
spi.readinto(buf, 0xff) # read into the given buffer and output 0xff on MOSI
spi.write(b'12345') # write 5 bytes on MOSI
buf = bytearray(4) # create a buffer
spi.write_readinto(b'1234', buf) # write to MOSI and read from MISO into the buffer
spi.write_readinto(buf, buf) # write buf to MOSI and read MISO back into buf
支持的最高波特率为500000。
硬件SPI总线¶
SAMD21/SAMD51 MCU具有多达八个硬件，称为SERCOM设备，可以用作UART、SPI或I2C设备，但并非每个MCU变体和板都为用户暴露所有信号引脚。硬件SPI通过machine.SPI类访问，其方法与上述软件SPI相同：
from machine import SPI
spi = SPI(1, sck=Pin("SCK"), mosi=Pin("MOSI"), miso=Pin("MISO"), baudrate=10000000)
spi.write('Hello World')
如果未指定味噌，则不使用味噌。有关SPI设备和信号的引脚分配，请参阅SAMD pinout。
注意：即使目前最高的可靠波特率约为24 Mhz，设置波特率也不一定会产生准确的频率，尤其是在高波特率时。
软件I2C总线¶
软件I2C（使用位碰撞）适用于所有支持输出的引脚，并通过 machine.SoftI2C 类访问：
from machine import Pin, SoftI2C
i2c = SoftI2C(scl=Pin(10), sda=Pin(11), freq=100000)
i2c.scan() # scan for devices
i2c.readfrom(0x3a, 4) # read 4 bytes from device with address 0x3a
i2c.writeto(0x3a, '12') # write '12' to device with address 0x3a
buf = bytearray(10) # create a buffer with 10 bytes
i2c.writeto(0x3a, buf) # write the given buffer to the slave
最高支持频率为400000。
硬件I2C总线¶
SAMD21/SAMD51 MCU具有多达八个硬件，称为SERCOM设备，可以用作UART、SPI或I2C设备，但并非每个MCU变体和板都为用户暴露所有信号引脚。有关设备引脚和I2C信号的分配，请参阅SAMD pinout。
硬件I2C通过 machine.I2C类访问，其方法与上述软件SPI相同：
from machine import I2C
i2c = I2C(2, scl=Pin("SCL"), sda=Pin("SDA"), freq=400_000)
i2c.writeto(0x76, b"Hello World")
OneWire驱动程序¶
OneWire驱动程序在软件中实现，适用于所有引脚：
from machine import Pin
import onewire
ow = onewire.OneWire(Pin(12)) # create a OneWire bus on GPIO12
ow.scan() # return a list of devices on the bus
ow.reset() # reset the bus
ow.readbyte() # read a byte
ow.writebyte(0x12) # write a byte on the bus
ow.write('123') # write bytes on the bus
ow.select_rom(b'12345678') # select a specific device by its ROM code
DS18S20和DS18B20设备有一个特定的驱动程序：
import time, ds18x20
ds = ds18x20.DS18X20(ow)
roms = ds.scan()
ds.convert_temp()
time.sleep_ms(750)
for rom in roms:
print(ds.read_temp(rom))
确保在数据线上放置4.7k上拉电阻器。请注意，每次要采样温度时都必须调用convert_temp()方法。
DHT驱动程序¶
DHT驱动程序在软件中实现，适用于所有引脚：
import dht
import machine
d = dht.DHT11(machine.Pin(4))
d.measure()
d.temperature() # eg. 23 (°C)
d.humidity() # eg. 41 (% RH)
d = dht.DHT22(machine.Pin(4))
d.measure()
d.temperature() # eg. 23.6 (°C)
d.humidity() # eg. 41.3 (% RH)
确保数据线上有一个4.7k的上拉电阻器。某些DHT模块可能已经有一个。
驱动APA102 LED¶
某些Adafruit板上的APA102可以使用SoftSPI进行控制：
from machine import SoftSPI, Pin
# create the SPI object. miso can be any unused pin.
spi=SoftSPI(sck=Pin(25), mosi=Pin(26), miso=Pin(14))
# define a little function that writes the data with
# preamble and postfix
def write(red, green, blue):
spi.write(b"\x00\x00\x00\x00\xff")
spi.write(bytearray((blue, green, red)))
spi.write(b"\xff\xff\xff")
# set the LED to red
write(128, 0, 0)
由于SoftSPI不允许miso未定义，因此必须将miso分配给未使用的引脚。
驱动Neopixel LED¶
内置机器。bitstream（）方法支持结合MicroPython驱动程序库中的Neopixel驱动程序驱动NeopixelLED：
import neopixel
import machine
# 1 LED connected to Pin D8 on Adafruit Feather boards
p = machine.Pin(8, machine.Pin.OUT)
n = neopixel.NeoPixel(p, 1)
# set the led to red.
n[0] = (128, 0, 0)
# Update the LED.
n.write()
machine.bitstream() 被设置为48MHz的SAMD21时钟频率和120MHz的SAMD51时钟频率。在其他时钟频率下，计时将不合适。
正在传输文件¶
文件可以传输到SAMD21/SAMD51设备，例如使用 mpremote工具。请参阅MicroPython论坛，了解社区支持的将文件传输到SAMD21/SAMD51板（如rshell或Thonny）的替代方案。