Difference between revisions of "BPI-Bit-S2 STEAM 教育开发板"

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'''BPI-Bit-S2''' 开发板 是 BPI:Bit 的后继型号，继承了大部分核心硬件功能。
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'''BPI-Bit-S2''' 开发板 是 [[BPI-Bit]] 的后继型号，继承了大部分硬件功能。
  
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支持 Webduino, Arduino, MicroPython 编程环境 ，适合应用于STEAM教育领域。
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IO与micro:bit兼容，可以使用大部分micro:bit的周边配件。
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支持 Webduino, Arduino, MicroPython & CircuitPython 编程环境 ，适合应用于STEAM教育领域。
  
 
== 关键特性 ==
 
== 关键特性 ==
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* Type-C USB接口
 
* Type-C USB接口
 
* 外形尺寸 5x5cm
 
* 外形尺寸 5x5cm
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* 金手指定义与micro:bit完全兼容
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* 金手指IO定义与micro:bit完全兼容
  
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== 硬件升级及功能对比 ==
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== 功能对比 ==
  
 
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! colspan="3" style="text-align:center; background-color:#FFCB2F;" | BPI:Bit 与 BPI-Bit-S2 对比表
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| 型号
 
| 型号
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| BPI:Bit
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| BPI-Bit-S2
 
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| MCU主控芯片
 
| MCU主控芯片
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| ESP32
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| Nordic nRF52833
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| ESP32-S2
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| Espressif ESP32-S2
 
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| 核心频率
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| 448 KB
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| 无线功能
 
| 无线功能
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| WIFI,Bluetooth
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| Bluetooth，microbit-radio
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| WIFI
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| WIFI, IEEE 802.11 b/g/n, 2.4Ghz
 
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| 彩色LED
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| LED
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| 25颗 WS2812-5050 灯珠
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| 25颗 红色灯珠
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| 25颗 WS2812-3535 灯珠
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| 25颗 WS2812-3535 彩色灯珠
 
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| 按键
 
| 按键
 
| 2个可编程按键，1个RST按键
 
| 2个可编程按键，1个RST按键
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| 2 个可编程按键，1个BOOT按键，1个RST按键
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| 2个可编程按键，1个BOOT按键，1个RST按键
 
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| 蜂鸣器
 
| 蜂鸣器
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| 5.3x5.3mm尺寸蜂鸣器
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| 有
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| 8.5x8.5mm尺寸蜂鸣器
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| USB接口
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| 麦克风
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| 有
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| 无
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| USB插座
 
| Micro USB
 
| Micro USB
 
| Type-C USB
 
| Type-C USB
 
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| USB转TTL
 
| USB转TTL
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| 有
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| nRF52833-QDAA or nRF52820-QDAA
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| 无
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| MCU芯片内置
 
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| 电池接口
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| 电池插座
 
| 有
 
| 有
 
| 无
 
| 无
 
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| IO
 
| IO
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| 19 pin 金手指IO(兼容micro:bit配件)
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| 19 pins金手指IO，鳄鱼夹卡口，支持触摸感应
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| 19 pin金手指IO(兼容micro:bit配件)，鳄鱼夹卡口，背部 19 pin 触点
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| 19 pins金手指IO(兼容micro:bit)，鳄鱼夹卡口，支持触摸感应
 
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| 九轴传感器
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| 运动传感器
 
| 有
 
| 有
 
| 无
 
| 无
 
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| 光敏传感器
 
| 光敏传感器
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| 2个
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| 无
 
| 2个
 
| 2个
 
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| 温度传感器
 
| 温度传感器
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| 1个
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| 1个芯片温度传感器
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| 1个
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| 1个板载温度传感器
 
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! colspan="2" style="text-align:center; background-color:#FFCB2F;" | BPI-Bit-S2 规格表
 
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| SoC主控芯片
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| MCU主控芯片
 
| ESP32-S2FN4R2，Xtensa® 32 位 LX7 单核处理器
 
| ESP32-S2FN4R2，Xtensa® 32 位 LX7 单核处理器
 
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| GPIO
 
| GPIO
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| 已引出19个可用GPIO引脚，可用外设功能：ADC,TOUCH,PWM,SPI,I2C,I2S,Pulse counter, RMT,TWAI® Controller,SD/MMC,LCD_CAMERA
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| 已引出19个可用GPIO引脚
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| 可用外设功能
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| ADC,TOUCH,PWM,SPI,I2C,I2S,Pulse counter, RMT,TWAI® Controller,SD/MMC,LCD_CAMERA
 
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| 外部晶振
 
| 外部晶振
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[https://webbit.webduino.io/tutorials/doc/zh-cn/education/index.html webduino在线教学手册]
 
[https://webbit.webduino.io/tutorials/doc/zh-cn/education/index.html webduino在线教学手册]
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== MicroPython ==
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MicroPython是Python 3编程语言的精益高效实现，包括 Python 标准库的一小部分，并且经过优化，可在微控制器和有限的硬件资源中运行。
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由 Damien P. George 于 2013年 众筹开源。
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它与使用C程序开发微控制器最明显的差异性，就是验证代码时无需漫长的编译。
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使用串口通信软件，通过REPL(read-eval-print-loop)输入命令来控制微控制器，和Python的REPL一样。
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也可使用一些工具将 python 脚本文件上传到微控制器内运行。
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它对Python 3 的实现，包括了支持多线程的 _thread 库，编写并发代码的 asyncio 库。
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它尽可能与普通Python兼容，允许您轻松地将代码从桌面端移植到微控制器。
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同时它还具备一些特定用于微控制器的库，以便充分利用微控制器芯片内的硬件功能，例如定时器，硬件中断，WiFi等，这取决于具体的硬件。
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在具备上述特性的同时，它的硬件开销很少，最低只需 256k 的代码空间和 16k 的 RAM 即可运行。
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如果你了解Python，很大程度上你就已经了解MicroPython了。
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在另一方面，你深入地学习MicroPython，也能提升你对Python的理解。
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== CircuitPython ==
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CircuitPython是MicroPython的一个教育友好型的开源衍生产品，由Adafruit Industries支持与开发。
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在易用性上，它在MicroPython的基础上更进一步。
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使用CircuitPython固件的开发板连接PC时，PC将会立即得到一个USB存储磁盘，将python脚本文件复制进此磁盘即可让程序在此开发板上运行。
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这就做到了让用户开箱即用，因为绝大多数现代个人操作系统和家用PC都是支持USB存储磁盘的。
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当然为了能使用REPL，至少还是需要安装一个串口通信软件，或是支持这个功能的文本编辑器，例如Mu编辑器。
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CircuitPython 社区提供极其丰富的外设驱动库，API文档，教程。即使没有编程基础，没有硬件基础，从零开始也可快速上手。
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CircuitPython不支持定时器，硬件中断等一些特定用于微控制器的库，也不支持多线程的_thread 库，仅提供编写并发代码的 asyncio 库。
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在CircuitPython所支持的微控制器和其Blinka所支持的单板计算机(SBCs)中，代码具有很好的可移植性，这得益于它在统一API上的努力。
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[https://circuitpython.org/board/bpi_bit_s2/ BPI-Bit-S2 CircuitPython 下载页面]
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[https://codewith.mu/ Mu编辑器 下载页面]
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'''安装tinyUF2固件：'''
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为了使你的BPI-Bit-S2开发板可以通过USB-CDC刷写FLASH，需要设置开发板为固件下载模式。
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通过USB连接到电脑，按住BOOT键，再按一下RST键并松开，最后松开BOOT键。
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在BPI-Bit-S2 CircuitPython 下载页面底部的 Install, Repair, or Update UF2 Bootloader 栏目中，参考其说明下载安装tinyUF2固件。
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'''安装CircuitPython固件：'''
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在BPI-Bit-S2 CircuitPython 下载页面右侧点击 DOWNLOAD .UF2 NOW 按钮下载固件到本地，随后拷贝至BPI-Bit-S2 UF2 Bootloader模式下的磁盘中，自动复位后即可使用。
  
 
== Arduino ==
 
== Arduino ==
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Arduino 是一个开源嵌入式软硬件开发平台，用来供用户制作可交互式的嵌入式项目。
 
Arduino 是一个开源嵌入式软硬件开发平台，用来供用户制作可交互式的嵌入式项目。
  
−
* [https://www.arduino.cc/en/software Arduino IDE 下载地址] | [https://docs.espressif.com/projects/arduino-esp32/en/latest/installing.html#installing 安装并配置Arduino-ESP32运行环境]
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Arduino 集成开发环境（IDE）是此平台的软件核心，使用C/C++编程语言开发项目。
−
* [https://docs.espressif.com/projects/arduino-esp32/en/latest/libraries.html#apis Arduino-ESP32 APIs]
 
  
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Preparing...
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Arduino 最大的特性就是提供统一的API来开发所有它所支持的微控制器，具有非常良好的代码可移植性和可复用性。
  
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== MicroPython ==
+
此外它简化了搭建开发环境的过程，所有它所支持的微控制器的开发环境都可一键安装配置。
  
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它还提供简单的一键式机制来编译和上传程序到微控制器中运行。
  
−
MicroPython实现了大部分Python 3 特性和语法，易学易上手，验证程序效果无需编译直接下载进芯片运行。
+
Arduino IDE中还集成了很多例程，辅有大量的注释，能帮助用户快速上手。
  
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无论是否有编程基础，MicroPython的上手难度绝对远低于其他编程语言，其代码易读性高，且开源社区有多年积累的丰富资源，就如同Python一样拥有极强的生命力与应用价值。
+
Arduino 社区中积累的大量的优秀开源项目可供参考与学习，还有相当多的芯片制造商提供的驱动库与API。
  
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Preparing...
+
* [https://www.arduino.cc/en/software Arduino IDE 下载地址] | [https://docs.espressif.com/projects/arduino-esp32/en/latest/installing.html#installing 安装并配置Arduino-ESP32运行环境]
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* [https://docs.espressif.com/projects/arduino-esp32/en/latest/libraries.html#apis Arduino-ESP32 APIs]
  
 
= 资料与资源 =
 
= 资料与资源 =
  
 
[https://github.com/BPI-STEAM/BPI-BIT-Lite-Doc/blob/main/sch/BPI-BIT-Lite-V0.2.pdf BPI-Bit-S2原理图]
 
[https://github.com/BPI-STEAM/BPI-BIT-Lite-Doc/blob/main/sch/BPI-BIT-Lite-V0.2.pdf BPI-Bit-S2原理图]
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=样品购买=
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*官方速卖通 : https://www.aliexpress.com/item/1005004996218484.html?spm
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*官方淘宝店:https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.3-c.w4002-5702805387.15.65f0159arKKQI9&id=693462857865

Latest revision as of 01:27, 19 December 2022


介绍

BPI-Bit-S2 STEAM 教育开发板 with ESP32-S2
BPI-Bit with ESP32
BPI-Leaf-S3 with ESP32-S3
BPI-AI Kendryte K210 RISC-V
BPI-UNO32 with ESP32 design

BPI-Bit-S2 banner.jpg

BPI-Bit-S2 开发板 是 BPI-Bit 的后继型号，继承了大部分硬件功能。

IO与micro:bit兼容，可以使用大部分micro:bit的周边配件。

支持 Webduino, Arduino, MicroPython & CircuitPython 编程环境 ，适合应用于STEAM教育领域。

关键特性

  • ESP32-S2
  • 25颗全彩LED灯
  • 1个温度传感器
  • 1个蜂鸣器
  • 2个光敏传感器
  • 正面两个背面一个可编程按键
  • Type-C USB接口
  • 外形尺寸 5x5cm
  • 金手指IO定义与micro:bit完全兼容

功能对比

micro:bit 与 BPI-Bit-S2
型号 micro:bit V2.2X BPI-Bit-S2
MCU主控芯片 Nordic nRF52833 Espressif ESP32-S2
核心频率 64MHz 240MHz
RAM 128KB 320 KB
FlASH ROM 512KB 4096 KB
PSRAM 无 2048 KB
无线功能 Bluetooth，microbit-radio WIFI, IEEE 802.11 b/g/n, 2.4Ghz
LED 25颗 红色灯珠 25颗 WS2812-3535 彩色灯珠
按键 2个可编程按键，1个RST按键 2个可编程按键，1个BOOT按键，1个RST按键
蜂鸣器 有 有
麦克风 有 无
USB插座 Micro USB Type-C USB
USB转TTL nRF52833-QDAA or nRF52820-QDAA MCU芯片内置
电池插座 有 无
IO 19 pins金手指IO，鳄鱼夹卡口，支持触摸感应 19 pins金手指IO(兼容micro:bit)，鳄鱼夹卡口，支持触摸感应
运动传感器 有 无
光敏传感器 无 2个
温度传感器 1个芯片温度传感器 1个板载温度传感器

硬件

Bpi bit v2 interface.jpg

BPI-Bit-S2 规格表
MCU主控芯片 ESP32-S2FN4R2，Xtensa® 32 位 LX7 单核处理器
主频 240MHz MAX
工作温度 -40℃~+85℃
ROM 128 KB
SRAM 320 KB
FLASH ROM 4 MB
PSRAM 2 MB
WIFI IEEE 802.11 b/g/n ，2.4Ghz 频段
GPIO 已引出19个可用GPIO引脚
可用外设功能 ADC,TOUCH,PWM,SPI,I2C,I2S,Pulse counter, RMT,TWAI® Controller,SD/MMC,LCD_CAMERA
外部晶振 40Mhz
蜂鸣器 1个板载蜂鸣器
LED 灯 25颗串联全彩led灯，单线GPIO控制；1颗单色LED灯，GPIO0控制
光敏传感器 2个独立光敏传感器
温度传感器 1个独立温度传感器
IO 19pins 金手指IO(兼容micro:bit配件)，背部 19 pin 触点
按键 2个可编程按键，1个BOOT按键，1个RST按键
USB USB Type-C接口，全速 USB OTG,USB-ACM
工作电压 3.3V
电源 USB Type-C输入5V供电，或金手指IO输入3.3V供电
尺寸 5 * 5 cm

板载外设

外设GPIO分配及信号类型
光敏传感器(L) GPIO 12 Analog Input
光敏传感器(R) GPIO 13 Analog Input
按键 A GPIO 38 Digital Input
按键 B GPIO 33 Digital Input
按键 BOOT GPIO 0 Digital Input
温度传感器 GPIO 14 Analog Input
蜂鸣器 GPIO 17 PWM(Digital Output)
RGB_LED GPIO 18 Digital Output

5*5 全彩LED灯

BPI-Bit-S2 有25颗全彩LED灯, 单GPIO控制. 每颗LED的三原色像素都可以实现 8bit 256级亮度显示，及实现16777216色全彩显示，扫描频率不低于400Hz/s。

5*5 LEDs list of BPI-Bit-S2
20 15 10 5 0
21 16 11 6 1
22 17 12 7 2
23 18 13 8 3
24 19 14 9 4

金手指引脚定义

BPI-Bit-S2 金手指 GPIO 定义与 micro:bit 兼容. 可以使用 micro:bit 的GPIO扩展板配件。

Bpi bit v2 goldfinger.jpg

SPI,I2C
Function Pin Name GPIO Num
SPI_SCK P13 GPIO36
SPI_MISO P14 GPIO37
SPI_MOSI P15 GPIO35
SPI_CS P16 GPIO34
I2C_SCL P19 GPIO16
I2C_SDA P20 GPIO15

供电

BPI-Bit-S2支持两种供电方式：

1. Type-C USB：使用USB线供电，连接电脑USB接口或其他5V USB充电器即可为开发板供电。

2. 金手指：开发板底部金手指包含电源接口，同时具有输入和输出功能，使用3.3V供电，正极接3V3，负极接GND。

软件

Webduino

Webduino logo 1200x350.jpg

webduino在线积木编程平台

webduino积木编程平台 Windows安装版

webduino在线教学手册

MicroPython

Mircopython.png

MicroPython是Python 3编程语言的精益高效实现，包括 Python 标准库的一小部分，并且经过优化，可在微控制器和有限的硬件资源中运行。

由 Damien P. George 于 2013年 众筹开源。

它与使用C程序开发微控制器最明显的差异性，就是验证代码时无需漫长的编译。

使用串口通信软件，通过REPL(read-eval-print-loop)输入命令来控制微控制器，和Python的REPL一样。

也可使用一些工具将 python 脚本文件上传到微控制器内运行。

它对Python 3 的实现，包括了支持多线程的 _thread 库，编写并发代码的 asyncio 库。

它尽可能与普通Python兼容，允许您轻松地将代码从桌面端移植到微控制器。

同时它还具备一些特定用于微控制器的库，以便充分利用微控制器芯片内的硬件功能，例如定时器，硬件中断，WiFi等，这取决于具体的硬件。

在具备上述特性的同时，它的硬件开销很少，最低只需 256k 的代码空间和 16k 的 RAM 即可运行。

如果你了解Python，很大程度上你就已经了解MicroPython了。

在另一方面，你深入地学习MicroPython，也能提升你对Python的理解。

CircuitPython

CircuitPython Repo header logo.jpg

CircuitPython是MicroPython的一个教育友好型的开源衍生产品，由Adafruit Industries支持与开发。

在易用性上，它在MicroPython的基础上更进一步。

使用CircuitPython固件的开发板连接PC时，PC将会立即得到一个USB存储磁盘，将python脚本文件复制进此磁盘即可让程序在此开发板上运行。

这就做到了让用户开箱即用，因为绝大多数现代个人操作系统和家用PC都是支持USB存储磁盘的。

当然为了能使用REPL，至少还是需要安装一个串口通信软件，或是支持这个功能的文本编辑器，例如Mu编辑器。

CircuitPython 社区提供极其丰富的外设驱动库，API文档，教程。即使没有编程基础，没有硬件基础，从零开始也可快速上手。

CircuitPython不支持定时器，硬件中断等一些特定用于微控制器的库，也不支持多线程的_thread 库，仅提供编写并发代码的 asyncio 库。

在CircuitPython所支持的微控制器和其Blinka所支持的单板计算机(SBCs)中，代码具有很好的可移植性，这得益于它在统一API上的努力。

BPI-Bit-S2 CircuitPython 下载页面

Mu编辑器 下载页面

安装tinyUF2固件：

为了使你的BPI-Bit-S2开发板可以通过USB-CDC刷写FLASH，需要设置开发板为固件下载模式。

通过USB连接到电脑，按住BOOT键，再按一下RST键并松开，最后松开BOOT键。

在BPI-Bit-S2 CircuitPython 下载页面底部的 Install, Repair, or Update UF2 Bootloader 栏目中，参考其说明下载安装tinyUF2固件。

安装CircuitPython固件：

在BPI-Bit-S2 CircuitPython 下载页面右侧点击 DOWNLOAD .UF2 NOW 按钮下载固件到本地，随后拷贝至BPI-Bit-S2 UF2 Bootloader模式下的磁盘中，自动复位后即可使用。

Arduino

Arduino logo 1200x350.png

Arduino 是一个开源嵌入式软硬件开发平台，用来供用户制作可交互式的嵌入式项目。

Arduino 集成开发环境（IDE）是此平台的软件核心，使用C/C++编程语言开发项目。

Arduino 最大的特性就是提供统一的API来开发所有它所支持的微控制器，具有非常良好的代码可移植性和可复用性。

此外它简化了搭建开发环境的过程，所有它所支持的微控制器的开发环境都可一键安装配置。

它还提供简单的一键式机制来编译和上传程序到微控制器中运行。

Arduino IDE中还集成了很多例程，辅有大量的注释，能帮助用户快速上手。

Arduino 社区中积累的大量的优秀开源项目可供参考与学习，还有相当多的芯片制造商提供的驱动库与API。

资料与资源

BPI-Bit-S2原理图

样品购买

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