M5StickCでMicroPython（本家ESP32版＋Thonny編）

2020/10/182020/10/19

M5Burner経由で利用できるM5StickC用MicroPythonは、ベースがv1.11と、ちょっと以前のバージョン（リリース時期は2019年5月。現在のMicroPythonの最新リリースは1.13）です。一方、MicroPythonの公式サイトで配布されている汎用のESP32版MicroPythonは最新版であり、M5StickCでも動作しますが、M5StickC固有のハードウェアのドライバは含まれていません。

そこで今回はESP32用MicroPythonにLCD、モーションセンサ、電源管理チップのドライバを導入して使ってみます。また併せて、Python用IDEである「Thonny」をMicroPythonで使ってみます。

まずThonnyをインストールしてください。

Thonny, Python IDE for beginners

次に、ESP32用MicroPythonですが、以下のMicroPython公式ページからダウンロードできます。今回はesp32-idf3-20200902-v1.13.binを使用しました。

MicroPython - Python for microcontrollers

MicroPython is a lean and efficient implementation of the Python 3 programming language that includes a small subset of ...

MicroPythonのM5StickCへの書き込みはThonnyで行えます。

Thonnyのメニューから「Tools」→「Options」を選択して設定ウインドウを開き、「Interpreter」タブで処理系としてMicroPython(ESP32)を選択。さらに、ウインドウ下部の「Open the dialog for（中略）your device」という長いボタンをクリックし、M5StickCのシリアルポートと、ダウンロードしたMicroPythonのbinファイルを指定してMicroPythonをインストールします。

Thonnyの画面はuPyCraftと同様、上がエディタ、下がREPLのウインドウになっています。Thonnyの詳しい使い方は下記の公式Wikiやこの記事などを見てください。

REPLから、インストールしたMicroPythonにアクセスしてみます。
汎用のESP32版MicroPythonで使用できるモジュールは以下の通りです。

>>> help('modules')
__main__          gc                uasyncio/stream   upip_utarfile
_boot             inisetup          ubinascii         upysh
_onewire          machine           ubluetooth        urandom
_thread           math              ucollections      ure
_uasyncio         micropython       ucryptolib        urequests
_webrepl          neopixel          uctypes           uselect
apa106            network           uerrno            usocket
btree             ntptime           uhashlib          ussl
builtins          onewire           uhashlib          ustruct
cmath             sys               uheapq            utime
dht               uarray            uio               utimeq
ds18x20           uasyncio/__init__ ujson             uwebsocket
esp               uasyncio/core     umqtt/robust      uzlib
esp32             uasyncio/event    umqtt/simple      webrepl
flashbdev         uasyncio/funcs    uos               webrepl_setup
framebuf          uasyncio/lock     upip              websocket_helper
Plus any modules on the filesystem
>>>

ここに、M5StickC用のライブラリを追加していきます。
今回追加するのは、MicroPythonで書かれたドライバが見つかった
・LCD（ST7735S)
・電源管理（AXP192）※LCDのバックライトも制御しています
・６軸センサ（MPU6886）
です。M5StickCには、このほかリアルタイムクロック（BM8563）やI2S接続のマイクがありますが、MicroPythonのドライバは見つかりませんでした。

まず、以下のファイルをPCにダウンロードします。

MicroPython-ST7735/ST7735.py at master · boochow/MicroPython-ST7735
MicroPython/sysfont.py at master · GuyCarver/MicroPython
M5StickC-uPy/axp192.py at master · karfas/M5StickC-uPy
micropython-mpu6886/mpu6886.py at master · tuupola/micropython-mpu6886

そして、これらのスクリプトをM5StickCにダウンロードします。
スクリプトのダウンロードもThonnyで行えます。
まず、スクリプトをThonnyから開きます。そして、FileメニューからSave As…を選択します。

すると、保存先をPCにするかデバイスをするか選択することができますので、「MicroPython device」を選択します。

最後にファイル名を入力します。これでスクリプトがM5StickC内部に保存されます。

全てのファイルを転送し終えたら、テストの意味も含め、これらのデバイスの初期化スクリプトを作成しておきましょう。特にLCDは解像度等の設定が必須です。

Thonnyで新規ファイルを作成し、以下のスクリプトを貼り付けます。そしてFileメニューからSave Asを選択し、MicroPython deviceにファイル名「main.py」で保存します。このスクリプトは３つのグローバル変数axp、lcd、imuを作成しています。（API仕様はUI.flow用のファームウェアとは異なります。）

最後に、コードをファイルに保存せずに、REPLに貼り付けて実行する例です。

Thonnyでは、MicroPythonのREPLを使用せず、独自のREPLを動作させています。Thonnyと接続中はMicroPythonを常にRAWモード（通常、MicroPythonのREPLからはRAWモードにCTRL-Aで入りCTRL-Bで抜けます）で動作させられており、インタラクティブな部分はThonnyが処理しています。

このThonny REPLでは、MicroPythonの「ペーストモード」（CTRL-Dで入りCTRL-Eで抜ける）はありません。
その代わり、REPLのウインドウに対してコードを単にペーストするだけで実行することができます。

以下のコードをコピーして、ThonnyのREPLウインドウにペーストし、エンターキーを押してみてください。
６軸センサの値がLCDに表示されるはずです。

無限ループになっていますが、止めるのは、Thonnyのウインドウ上のメニュー直下にあるSTOPボタンを押してください。CTRL-Cでは止まりません。