什么是 CircuitPython

CircuitPython 是一种可以在单片机上运行的 Python3 版本。 目前支持 SAMD21、SAMD51、RP2040、ESP32-S2、nRF52840 等主流单片机的上百款开发板。 它是由教育公司 Adafruit 开发的，目前已经到 7.0.0 版本。

CircuitPython 的核心概念就是“简单”。 很多专业的功能都被淡化或者回避了。 这使得非相关专业的 DIY 玩家也可以轻松入门上手。 比如这位音乐人就用 CircuitPython 制作了一个吉他的控制器。

同样因为“简单”， 中低年级的学生不需要太多背景知识就可以进行单片机的实验， 所以特别适合用作 STEM（科学，技术，工程，数学） 的启蒙教育， 特别是电子，计算机，软件等方向。

从哪里玩起

首先我们要入手一块开发板。

如果你要大而全的开发板，首推还是 Adafruit 家的 Circuit Playground Express (注意不是 Classic)。 虽然他的单片机是入门款的 SAMD21， 但是板载非常丰富的外设，RGB 和各种传感器非常齐备， 即使不购买其他外设也可以玩出很多花样来。

比较便宜的选项可以选择 Seeed 公司出的 Seeedurino Xiao。 也是 SAMD21，除了一个 led 以外没有任何外设。 推荐的原因除了价格便宜以外， 还因为它真的很小（Xiao）， 所以非常适合做面包板实验。 如果日后想自己画 PCB 的话， 也可以将它像邮票一样直接贴片在PCB上。

其他的开发板，如果你能买到，也都是不错的选择。

安装 CircuitPython

既然 CircuitPython 是运行在单片机上的， 就需要将它安装在单片机上。

安装的过程非常简单。 首先到 CircuitPython 官网(https://circuitpython.org/)上找到你的开发板型号。 下载 .uf2 文件。 然后把开发板用 USB 线插在电脑上， 然后根据下载页面的说明进入 BOOT 模式。 这时候电脑会把开发板识别为一个U盘， 把下载的 .uf2 文件拷贝进那个U盘就大功告成了。 安装完毕后电脑里面会多一个叫做 CIRCUITPY 的新U盘。

如果你买的是 Adafruit 自家的板子， CircuitPython 都会预装好的， 但建议用上述方法升级到最近的 CircuitPython 版本。

开发环境（IDE）

简单讲，开发 CircuitPython 不需要安装开发环境。

这也是 CircuitPython 最优雅的一点。 开发 CircuitPython 只需要一个文本编辑器和一个串口控制台 (Serial Console) 就可以了， 并不需要任何驱动程序和在本地运行的软件。 所以小生我开发了一个基于浏览器的 CircuitPython 在线开发环境。 你只需要访问我的网站，就可以开始你的项目了。 即使你用的是 Chromebook 也没有问题。

在线开发环境的地址是: https://urfdvw.github.io/CircuitPython-online-IDE/

欢迎大家使用和反馈意见。

开始使用 CircuitPython

首先我们需要将开发板用 USB 线链接到电脑上。 然后在浏览器中打开我们的在线开发环境（IDE）。 IDE 的左边是代码编辑器， 右边是串口控制台。

在 IDE 里，我们先要点击【connect】按键， 将单片机的串口通信联接到 IDE。 然后我们需要在编辑器中打开 CIRCUITPY 盘（就是单片机）中的 code.py 这个文件。 这个文件是整个单片机的主文件， 就是说，通电以后单片机就会自动寻找并执行这个文件。 然后我们就可以用 IDE 编辑这个 code.py 里面的代码了。 当我们将新的代码保存的时候， 单片机会自动运行新保存的文件。 运行的状态，结果和系统信息都会在控制台中出现。

CircuitPython 同样支持 Python 的 REPL 模式，就是命令行模式。 这个在 IDE 里也提供了支持。

具体的 IDE 的使用请看 里面我录制了一个 Hello, World! 的例子。

开始你的DIY之旅

从哪里获取学习资源

CircuitPython 作为 Adafruit 的亲儿子， Adafruit 真的是在不遗余力得推广。 在其网站 (https://learn.adafruit.com/) 上可以找到非常多的官方教程。他们也会时不时得发一些博客介绍有意思的 DIY 项目。 详细的技术文档和源码也都可以在 CircuitPython 的官网上找到。 可谓应有尽有。

使用配件和扩展库

单片机的项目当然少不了各种配件， 比如传感器，显示器，电机，舵机等。 这些配件都可以以模块的形式买到， 方便用面包板或者杜邦线链接。

针对这些配件， Adafruit 预先写好了完备的驱动 module， 可以在 CircuitPython 网站上下载。 相关的教程和文档也是一应俱全。

更大的项目

当你开始尝试更大的项目的时候， 基础款的芯片可能已经满足不了你的需求。 你可以升级到性能更强的芯片， 比如树莓派的 pi pico 就是不错的选择。

祝玩得开心！