Arduino Nicla Vision

Arduino Nicla Vision 是一款 22.86 × 22.86 mm 的機器視覺開發板，以意法半導體（STMicroelectronics）的 STM32H747AII6 為核心——這是一顆雙核心 SoC，結合了 400 MHz 的 Cortex‑M7 與 200 MHz 的 Cortex‑M4。OpenMV 韌體完全執行於 M7 核心上。該開發板將 MCU 與 GC2145 2 MP 彩色 CMOS 感測器、LSM6DSOX 六軸 IMU、MP34DT06 MEMS 麥克風、VL53L1CB 飛時測距儀（time‑of‑flight）、Wi‑Fi + Bluetooth LE 5.1，以及電池充電器／電量計搭配在一起。

完整的資料手冊、照片與尺寸請參見 Arduino Nicla Vision 產品頁面。

重點特色

• 意法半導體 STM32H747AII6 雙核心 Cortex‑M7（400 MHz）+ Cortex‑M4（200 MHz）。OpenMV 韌體僅執行於 M7 核心上。

• 2 MB 內部快閃記憶體 外加 16 MB 外部 QSPI 快閃記憶體（用於應用程式 + ROMFS）。

• 1 MB 內部 SRAM。

• 硬體 JPEG 編碼器／解碼器。

• GC2145 2 MP 彩色 CMOS 感測器。

• 內建 IMU（LSM6DSOX 加速度計 + 陀螺儀）、MEMS 麥克風（MP34DT06JTR），以及 VL53L1CB 飛時測距儀（最遠約 4 m）。

• Wi‑Fi b/g/n（2.4 GHz）+ Bluetooth LE 5.1，透過 Murata 1DX（CYW4343W）模組提供——經由板載 U.FL 連接器 連接所附的天線。

• 高速 USB（480 Mb/s），透過外部 ULPI PHY（USB3320C）經由 Micro USB 連接。

• Arduino 邊緣排針上的 13 個使用者 I/O 接腳——四個數位 LPIO（D0–D3）、三個 1.8 V 類比輸入（A0–A2）、SCL/SDA I²C 接腳對，以及 SCLK/CIPO/COPI/CS SPI 四接腳組。

• 電池支援——背面的 Li‑Po 連接器、BQ 系列充電器，以及透過內部 PMIC 匯流排存取的 MAX17262 電量計。

• 背面的 5 接腳 ESLOV 連接器，供免焊接 I²C 擴充使用。

警告

使用者 數位接腳預設為 3.3 V，但會經由可由軟體規劃的電平轉換器（VDDIO_EXT）路由，可重新設定為 1.8 V。類比接腳（A0–A2）僅支援 1.8 V——它們繞過電平轉換器，直接連接到 MCU。將 3.3 V 灌入 A0–A2 會損壞 SoC。

接腳配置

接腳參考

Arduino 邊緣排針（J1 與 J2）上共露出十三個使用者接腳。額外的除錯、復原與 PMIC 訊號則路由至開發板背面的測試焊盤。

接腳名稱	參考	功能
D0	3.3 V	GPIO / LPIO0（J1‑1）
D1	3.3 V	LPUART1 TX / TIM1 CH2 / LPIO1（J2‑3）
D2	3.3 V	LPUART1 RX / TIM1 CH3 / LPIO2（J2‑4）
D3	3.3 V	GPIO / LPIO3（J2‑5）
A0	1.8 V	ADC1 通道 4（J1‑8）
A1	1.8 V	ADC2 通道 2（J1‑7）
A2	1.8 V	ADC3 通道 5（J1‑2）
SCL	3.3 V	I2C1 SCL / UART4 RX / TIM4 CH3（J2‑2）
SDA	3.3 V	I2C1 SDA / UART4 TX / TIM4 CH4（J2‑1）
SCLK	3.3 V	SPI4 SCK / TIM1 CH3N（J1‑6）
CIPO	3.3 V	SPI4 MISO / TIM1 CH3（J1‑5）
COPI	3.3 V	SPI4 MOSI / TIM1 CH4（J1‑4）
CS	3.3 V	SPI4 NSS / TIM1 CH2（J1‑3）
RESET	3.3 V	拉至 GND（或按下板載開關）以重置開發板
LED_RED	3.3 V	RGB LED 紅色通道（低電位有效）
LED_GREEN	3.3 V	RGB LED 綠色通道（低電位有效）
LED_BLUE	3.3 V	RGB LED 藍色通道（低電位有效）

備註

D0–D3 以及 SCLK/CIPO/COPI/CS 位於 TXB0108 雙向電平轉換器之後——該元件僅支援 推挽式（push‑pull） GPIO 驅動，因此開汲極（open‑drain）匯流排傳輸（例如在這些接腳上以軟體模擬的 1‑Wire 或 I²C）將無法運作。

SCL/SDA 位於另一顆 NTS0304 轉換器之後，該轉換器同時支援 推挽式與開汲極 驅動，這也是為什麼 I²C 1 能在那裡運作的原因。

兩顆轉換器都以 VDDIO_EXT（預設為板載 PMIC 提供的 3.3 V）為參考，且相較於直接的 GPIO，其驅動能力有限——它們是為訊號電平而非功率負載所設計的。

電源接腳

邊緣排針接腳：

• VIN（J2‑9）——主要的 3.6 – 5 V 系統電源軌。PMIC 由此取得輸入。

• VDDIO_EXT（J2‑7）——電平轉換器電源軌的 輸出，1.8 V 或 3.3 V（預設為 3.3 V）。可用此電源為連接至 LPIO/SPI/I²C 接腳的外部 1.8 V 或 3.3 V 周邊裝置供電，使其與排針使用相同的邏輯電平。

• VBAT（J3‑2）——Li‑Po 電池輸入。板載 PMIC 會由 VIN 為電芯充電，並透過電量計回報充電狀態。

• NTC（J3‑1）——選用的 Li‑Po 熱敏電阻輸入。

• GND（J2‑6）——共同接地。

• NC（J2‑8）——未連接。

開發板背面的測試焊盤：

• +3V3——主要的 3.3 V 電源軌。

• D_P / D_N——USB 高速資料對（PHY 之後）。

USB 與 ESLOV 連接器都會透過一對 LM66100 理想二極體（每個來源各一顆）饋入 VIN，因此任一供電來源都能單獨為開發板供電，且兩者絕不會互相回灌。若你在 J2‑9 從外部驅動 VIN，則以該供電為優先——一旦外部電源軌升高，二極體便會停止從 USB / ESLOV 導通。

因此，開發板可透過下列任一途徑供電：

• Micro USB——透過 USB 側的理想二極體將 5 V 灌入 VIN。

• ESLOV 連接器——在 J5 的 VESLOV 接腳上最高 5 V，透過 ESLOV 側的理想二極體路由至 VIN（參見 ESLOV 連接器）。

• VIN 接腳（J2‑9）——直接驅動穩壓後的 3.6 – 5 V 供電。

• Li‑Po 電池——連接至背面的 J4 電池連接器，或 連接至 J3 / J2‑6 上的 VBAT/GND/NTC 焊盤。請勿同時連接兩顆電池。

ESLOV 連接器

開發板背面的 J5 是一個 5 接腳 Molex 免焊接 ESLOV 連接器：

接腳	名稱	功能
J5‑1	VESLOV	電源輸入（≤ 5 V）——透過 LM66100 理想二極體與 VIN 形成 OR 邏輯
J5‑2	INT	PD9 上的外部中斷輸入
J5‑3	SCL_EXT	與 J2 SCL 焊盤共用——與使用者排針相同的 I²C 1 匯流排
J5‑4	SDA_EXT	與 J2 SDA 焊盤共用——與使用者排針相同的 I²C 1 匯流排
J5‑5	GND	共同接地

ESLOV 的 SCL_EXT/SDA_EXT 與 J2 的 SCL/SDA 是相同的接腳——同一條 I²C 1 匯流排露出於兩個連接器上。

小訣竅

使用 電池續航估算工具 來推估在給定的活動／深度睡眠工作週期下，Nicla Vision 能以電池運作多久。

復原與除錯接腳

• RESET——既是開發板頂部的瞬時開關，也是接到 SoC NRST 線的焊盤（J3‑4 / 測試焊盤 P5）。拉至 GND 即可重置。

Nicla Vision 採用 Arduino 標準的 雙擊重置（double‑tap reset） 進入 Arduino 的開機載入程式——快速按下重置按鈕兩次，開發板便會列舉為 DFU 裝置。OpenMV IDE 會使用此模式重新燒錄韌體。

STM32 SWD 訊號透過兩個 J2 排針之間的一排測試焊盤露出於開發板背面。將 2.54 mm（100‑mil） 排針焊接至這些焊盤，即可連接 ST‑LINK 或 J‑Link 轉接器：

• P1 / P2——位於 PF0（SDA）與 PF1（SCL）上的內部 PMIC I²C 匯流排。在 Nicla Vision 上這是 machine.I2C(2)，承載 PMIC、電量計與 ToF 的傳輸。

• P3——TMS / SWDIO（PA13）

• P4——TCK / SWCLK（PA14）

• P5——NRST

• P6——TDO / SWO（PB3）

• P7——+1V8 電源軌（SoC 的 I/O 供電——也是除錯轉接器的正確參考電平）。

• P8——VOTP_PMIC——僅供工廠燒錄使用。必須保持未連接。

所有除錯訊號都以 1.8 V 為參考——此開發板上 STM32H747 的 I/O 環由 +1V8 電源軌供電。連接前請將除錯轉接器設定為 1.8 V 邏輯電平。

板載周邊裝置

LED

Nicla Vision 具有單一使用者 RGB LED，可透過 machine.LED 以軟體控制:

from machine import LED

LED("LED_RED").on()
LED("LED_GREEN").on()
LED("LED_BLUE").on()

開發板側面另有一顆 DL2 CHARGE LED，直接接到 PMIC 的 CHGB 輸出——當 Li‑Po 電池正由 USB / ESLOV / VIN 充電時它會亮起，且無法由使用者控制。

相機感測器

GC2145 透過 csi --- 相機感測器 模組驅動:

import csi

cam = csi.CSI()
cam.reset()
cam.pixformat(csi.RGB565)
cam.framesize(csi.QVGA)
cam.snapshot(time=2000)       # let auto‑exposure settle

while True:
    img = cam.snapshot()

當你要求較小的框架尺寸時，GC2145 驅動程式會從感測器裁切出按比例縮小的讀出視窗——預設情況下，讀出到輸出的降取樣比率上限為 3x，以維持影格率。csi.IOCTL_SET_FOV_WIDE 會將該上限提高至 5x，這表示驅動程式在串流小解析度時會從感測器更廣的區域擷取。其結果是在小框架尺寸下視野明顯更廣，但代價是犧牲部分吞吐量:

cam.ioctl(csi.IOCTL_SET_FOV_WIDE, True)
cam.ioctl(csi.IOCTL_GET_FOV_WIDE)  # returns the current setting

M4 核心

Cortex‑M4 核心透過 openamp 露出，供處理器間通訊使用。OpenMV 韌體僅執行於 M7 上；M4 本身沒有自己的 MicroPython 執行環境，因此要使用它就必須建置一份獨立的 C 韌體映像，並透過 openamp.RemoteProc 從檔案系統載入。在 openamp_vuart 儲存庫中提供了預先建置、實作虛擬 UART 端點的範例韌體——依照其 README 建置 vuart.elf:

import openamp
import time

def ept_recv_callback(src_addr, data):
    print("Received:", data.decode())

ept = openamp.Endpoint("vuart-channel", callback=ept_recv_callback)

rproc = openamp.RemoteProc("vuart.elf")
rproc.start()

count = 0
while True:
    if ept.is_ready():
        ept.send("Hello World %d!" % count, timeout=1000)
        count += 1
    time.sleep_ms(1000)

實務上，最好將此項支援視為 openamp 介面的示範，而非可運作的雙核心平台——M4 無法獨立於 M7 之外被重置，因此停止 M4 會強制整個系統重新開機。

麥克風

板載的 MP34DT06JTR PDM 麥克風透過 audio --- 音訊模組 經由 STM32 的 DFSDM 周邊裝置擷取。每個緩衝區會以帶正負號的 16 位元 PCM bytearray 形式抵達，可直接送入 ulab/numpy 進行 DSP——例如一個簡單的響度偵測器:

import audio
from ulab import numpy as np

def loudness(pcmbuf):
    samples = np.array(np.frombuffer(pcmbuf, dtype=np.int16), dtype=np.float)
    rms = np.sqrt(np.mean(samples ** 2))
    if rms > 10000:
        print("Loud!", int(rms))

audio.init(channels=1, frequency=16000, gain_db=24)
audio.start_streaming(loudness)

while True:
    pass

IMU

板載的 LSM6DSOX 加速度計 + 陀螺儀透過 imu --- imu 感測器 露出:

import imu
import time

while True:
    print(imu.acceleration_mg())   # (x, y, z) in milli‑g
    print(imu.angular_rate_mdps()) # (x, y, z) in milli‑deg/s
    time.sleep_ms(100)

IMU 接線至一條專用的內部 SPI 匯流排（SPI5），因此不會與排針上引出的使用者 SPI4 產生衝突。

飛時測距儀

板載的 ST VL53L1CB 飛時測距儀位於內部 PMIC I²C 匯流排（I²C 2）上。使用凍結的 vl53l1x --- VL53L1X ToF 距離感測器驅動程式 驅動程式可取得最遠約 4 m 的距離讀數:

import time
from machine import I2C
import vl53l1x

bus = I2C(2)               # internal bus (PMIC / fuel gauge / ToF)
tof = vl53l1x.VL53L1X(bus)

while True:
    print("Distance:", tof.read(), "mm")
    time.sleep_ms(100)

電池電量計

Maxim MAX17262 ModelGauge m5 電量計會追蹤 Li‑Po 電池的電壓、電流、溫度與充電狀態。它位於 I²C 2 上，位址為 0x36。

MAX17262 具備 內部 電流感測功能，因此電流暫存器會直接以微安培讀出，無需套用外部 Rsense 係數。讀取電量計是無害的——出貨時並未隨附驅動程式，但 MAX17262 資料手冊 中記載的暫存器可直接讀取:

import time
import struct
from machine import I2C

FUEL_GAUGE = 0x36   # MAX17262

def read_reg(bus, addr, reg):
    return struct.unpack("<H", bus.readfrom_mem(addr, reg, 2))[0]

def read_signed(bus, addr, reg):
    v = read_reg(bus, addr, reg)
    return v - 0x10000 if v & 0x8000 else v

bus = I2C(2)

while True:
    # 0x05 RepCap — remaining capacity, raw × 0.5 mAh
    rep_cap   = read_reg(bus, FUEL_GAUGE, 0x05) * 0.5
    # 0x06 RepSOC — state of charge, raw / 256 %
    soc       = read_reg(bus, FUEL_GAUGE, 0x06) / 256
    # 0x08 Temp — die temperature, signed, raw / 256 °C
    temp      = read_signed(bus, FUEL_GAUGE, 0x08) / 256
    # 0x09 VCell — battery voltage, raw × 78.125 µV
    vcell     = read_reg(bus, FUEL_GAUGE, 0x09) * 78.125 / 1_000_000
    # 0x0A Current — signed, raw × 156.25 µA
    current   = read_signed(bus, FUEL_GAUGE, 0x0A) * 156.25 / 1000
    # 0x0B AvgCurrent — averaged current
    avg_curr  = read_signed(bus, FUEL_GAUGE, 0x0B) * 156.25 / 1000
    # 0x10 FullCapRep — learned full capacity, raw × 0.5 mAh
    full_cap  = read_reg(bus, FUEL_GAUGE, 0x10) * 0.5
    # 0x11 TTE — time-to-empty (valid while discharging), raw × 5.625 s
    tte_s     = read_reg(bus, FUEL_GAUGE, 0x11) * 5.625
    # 0x20 TTF — time-to-full   (valid while charging),  raw × 5.625 s
    ttf_s     = read_reg(bus, FUEL_GAUGE, 0x20) * 5.625
    # 0x17 Cycles — charge-cycle counter, 1% per LSB
    cycles    = read_reg(bus, FUEL_GAUGE, 0x17) / 100

    print("V:        %.3f V" % vcell)
    print("Capacity: %.1f / %.1f mAh (%.1f %%)" % (rep_cap, full_cap, soc))
    print("Temp:     %.1f C" % temp)
    print("Current:  %.1f mA  (avg %.1f mA)" % (current, avg_curr))
    print("TTE:      %.0f s   TTF: %.0f s" % (tte_s, ttf_s))
    print("Cycles:   %.2f" % cycles)
    print()
    time.sleep_ms(1000)

Current 為帶正負號的二補數：充電時為正，放電時為負。TTE 僅在電流為負時才有意義；TTF 則僅在電流為正時才有意義。

電源管理 IC

NXP MC34PF1550A0EP PMIC 負責 Nicla Vision 上的每一個穩壓器——+3V3 主電源軌、+1V8 SoC 核心／ I/O 電源軌、供給電平轉換器的 VDDIO_EXT，以及 Li‑Po 充電器。它位於 I²C 2 上，位址為 0x08。

警告

讀取 PMIC 暫存器沒有問題；但寫入則很危險。 錯誤設定降壓穩壓器或充電器設定可能會永久損壞開發板、電池，或兩者皆損。除非你完全清楚自己在做什麼，否則請將 PMIC 視為唯讀。

PMIC 能告訴你而電量計無法提供、最有用的資訊就是 充電器狀態機——開發板目前是以 USB / ESLOV / VIN 運作、Li‑Po 處於充電週期的哪個階段，以及充電器是否處於熱保護或看門狗故障。充電器暫存器位於 PF1550 主 I²C 位址空間中偏移 0x80 處（參見 PF1550 資料手冊 第 22.2 節），因此舉例來說，位於充電器位址 0x04 的 CHG_INT_OK 是從 PMIC 暫存器 0x84 讀取:

import time
from machine import I2C

PMIC = 0x08

# Charger state machine (low nibble of CHG_SNS, register 0x87)
CHG_STATES = {
    0x0: "precharge",
    0x1: "fast charge (constant current)",
    0x2: "fast charge (constant voltage)",
    0x3: "end of charge",
    0x4: "done",
    0x6: "timer fault",
    0x7: "thermistor suspend",
    0x8: "off — input invalid or charger disabled",
    0x9: "battery overvoltage",
    0xA: "thermal shutdown",
    0xC: "linear mode (not charging)",
}

bus = I2C(2)

while True:
    # 0x84 CHG_INT_OK — single-bit indicators
    ok = bus.readfrom_mem(PMIC, 0x84, 1)[0]
    vbus_ok = bool(ok & (1 << 5))   # bit 5 — VBUS valid (USB/ESLOV/VIN)
    bat_ok  = bool(ok & (1 << 2))   # bit 2 — battery OK
    chg_ok  = bool(ok & (1 << 3))   # bit 3 — charger actively charging
    thm_ok  = bool(ok & (1 << 7))   # bit 7 — thermistor in normal range

    # 0x87 CHG_SNS — charger state + thermal regulation flag
    chg_sns = bus.readfrom_mem(PMIC, 0x87, 1)[0]
    state   = CHG_STATES.get(chg_sns & 0x0F, "reserved")
    treg    = bool(chg_sns & (1 << 7))   # thermal regulation active

    print("VBUS valid:         ", vbus_ok)
    print("battery OK:         ", bat_ok)
    print("charger active:     ", chg_ok)
    print("thermistor normal:  ", thm_ok)
    print("thermal reg active: ", treg)
    print("state:              ", state)
    print()
    time.sleep_ms(1000)

資料手冊中其他值得一看的唯讀暫存器（皆位於充電器偏移 0x80）：0x80 CHG_INT（鎖存的充電器中斷——故障旗標）、0x86 VBUS_SNS（包含 OVLO / UVLO / DPM 的多位元 VBUS 狀態），以及 0x88 BATT_SNS（電池存在與否及過電流狀態）。

Wi‑Fi

板載的 Murata 1DX（CYW4343W）透過 network --- 網路設定 以工作站（station）介面露出。在啟動無線電之前，請先將所附天線連接至板載 U.FL 連接器:

import network, time

wlan = network.WLAN(network.STA_IF)
wlan.active(True)
wlan.connect("ssid", "password")
while not wlan.isconnected():
    time.sleep(1)
print("Wi‑Fi IP:", wlan.ipconfig("addr4")[0])

Bluetooth

同一顆 Murata 1DX 也會露出 Bluetooth LE 5.1。使用 aioble --- 非同步 BLE 以利於 asyncio 的 BLE——例如以周邊裝置身分廣播並等待中央裝置連接:

import asyncio
import aioble

async def run():
    while True:
        conn = await aioble.advertise(250_000, name="Nicla-Vision")
        print("Connected:", conn.device)
        await conn.disconnected()

asyncio.run(run())

匯流排參考

GPIO

使用 machine.Pin 來讀取或驅動任何絲印標示的接腳。輸出為 3.3 V CMOS（預設 VDDIO_EXT），且電平轉換器會將每支接腳的驅動能力限制在數毫安培——它們是為訊號電平而非功率負載所設計的。

from machine import Pin

out = Pin("D0", Pin.OUT)
out.on()
out.off()
out.value(1)

inp = Pin("D1", Pin.IN, Pin.PULL_UP)
print(inp.value())

任何輸入接腳也都能在邊緣轉態時觸發中斷:

def handler(pin):
    print("triggered:", pin)

Pin("D1", Pin.IN, Pin.PULL_UP).irq(
    handler, Pin.IRQ_FALLING | Pin.IRQ_RISING,
)

UART

匯流排	TX	RX
UART4	SDA	SCL

from machine import UART

uart = UART(4, baudrate=115200)
uart.write("hello")
uart.read(5)

備註

UART4 與 I²C 1 共用接腳——相同的 SDA/SCL 焊盤同時承載這兩條匯流排。在這些接腳上請擇一使用 UART 或 I²C，不可兩者並用。

D1/D2 的絲印也標示為 UART_TX/UART_RX，但在此韌體上這些接腳是路由至 LPUART1，而非 machine.UART。machine.UART(1) 本身保留給晶片內建的 Bluetooth 控制器，無法在排針上存取。

I²C

匯流排	SCL	SDA
I2C1	SCL	SDA

from machine import I2C

i2c = I2C(1, freq=400_000)
i2c.scan()
i2c.writeto(0x76, b"hi")

J2 上的 SCL/SDA 焊盤與 ESLOV 連接器的 SCL_EXT/SDA_EXT 接腳都落在同一條 I²C 1 匯流排上——ESLOV 接腳配置請參見上方的 ESLOV 連接器。

相同的硬體也可透過 machine.I2CTarget 以目標（從屬）模式使用，將一塊記憶體區域露出給另一個 I²C 控制器:

from machine import I2CTarget

buf = bytearray(32)
target = I2CTarget(1, addr=0x42, mem=buf)

SPI

匯流排	MOSI	MISO	SCK	CS
SPI4	COPI	CIPO	SCLK	CS

from machine import SPI
from machine import Pin

spi = SPI(4, baudrate=10_000_000)
cs = Pin("CS", Pin.OUT, value=1)   # CS is not driven by the SPI peripheral

cs.value(0)
spi.write(b"hello")
cs.value(1)

ADC

Nicla Vision 在 A0、A1 與 A2 上露出三個 12 位元 ADC 通道。三者皆以 1.8 V 為參考——read_u16 會在接腳的 0–1.8 V 範圍內回傳 0–65535:

from machine import ADC
import time

adc = ADC("A0")
while True:
    voltage = adc.read_u16() * 1.8 / 65535
    print(voltage)
    time.sleep_ms(100)

警告

Nicla Vision 的 ADC 輸入以 1.8 V 為參考（且 SoC 前方沒有電平轉換器）。灌入 3.3 V 訊號會使轉換器飽和，並可能損壞接腳——較高的電壓請在外部分壓降低。

PWM

接腳	計時器／通道
D1	TIM1 CH2
D2	TIM1 CH3
SCL	TIM4 CH3、TIM16 CH1
SDA	TIM4 CH4、TIM17 CH1
SCLK	TIM1 CH3N
CIPO	TIM1 CH3
COPI	TIM1 CH4
CS	TIM1 CH2

透過 machine.PWM 驅動其中任一者:

from machine import Pin, PWM

pwm = PWM(Pin("D1"), freq=1_000, duty_u16=32768)

備註

有數支接腳共用 TIM1 通道：

• TIM1 CH2 位於 D1 與 CS 上。

• TIM1 CH3 位於 D2 與 CIPO 上；SCLK 輸出同一通道的反相互補訊號（TIM1 CH3N）。

• TIM1 CH4 僅位於 COPI 上。

每個計時器通道請只挑選一個使用者。SPI 四接腳（SCLK/CIPO/COPI/CS）在 machine.SPI(4) 使用它們的同時，也無法以 PWM 驅動。

軟體模擬匯流排

若你需要額外的匯流排，machine.SoftI2C 與 machine.SoftSPI 可在任何 GPIO 上運作。

熱感測器（外接）

韌體內含 fir --- 熱感測器驅動程式 (fir == far infrared，遠紅外線) 驅動程式，供外部接線的熱成像儀使用：

• MLX90621——16 × 4 紅外線陣列

• MLX90640——32 × 24 紅外線陣列

• MLX90641——16 × 12 紅外線陣列

• AMG8833——8 × 8 紅外線陣列

將模組接線至開發板的 I²C 匯流排，並以 fir.init() + fir.snapshot() 讀取影格:

import time
import image
import fir

fir.init()                          # auto‑detects the sensor
clock = time.clock()

while True:
    clock.tick()
    try:
        img = fir.snapshot(x_scale=5, y_scale=5,
                           color_palette=image.PALETTE_IRONBOW,
                           hint=image.BICUBIC,
                           copy_to_fb=True)
    except OSError:
        continue
    print(clock.fps())

fir 驅動程式只透過 I²C 1 與感測器通訊——請將模組接線至絲印標示的 SCL / SDA 焊盤。

計時

time

time 模組涵蓋阻塞式延遲、單調遞增的計時刻度，以及經過時間的測量:

import time

time.sleep(1)              # seconds
time.sleep_ms(500)
time.sleep_us(10)

start = time.ticks_ms()
# ...do work...
elapsed = time.ticks_diff(time.ticks_ms(), start)

虛擬計時器

machine.Timer 可在不佔用硬體計時器插槽的情況下排程週期性或單次回呼函式。傳入 -1 作為 id 即可使用虛擬（軟體）計時器:

from machine import Timer

one_shot = Timer(-1)
one_shot.init(period=5_000, mode=Timer.ONE_SHOT,
              callback=lambda t: print("once"))

periodic = Timer(-1)
periodic.init(period=2_000, mode=Timer.PERIODIC,
              callback=lambda t: print("tick"))

週期值以毫秒為單位。呼叫 deinit() 可停止並釋放該插槽。

即時時鐘

machine.RTC 能在多次重置之間維持壁鐘時間:

from machine import RTC

rtc = RTC()
rtc.datetime((2026, 4, 30, 4, 12, 0, 0, 0))   # Y, M, D, weekday, h, m, s, subsec
print(rtc.datetime())

看門狗

machine.WDT 會在應用程式當機時重置開發板。一旦啟動便無法停止或重新設定——請在主迴圈中定期餵食它:

from machine import WDT

wdt = WDT(timeout=5_000)   # 5 second window
while True:
    # ...do work...
    wdt.feed()

開機與執行階段資訊

韌體更新（DFU）

Nicla Vision 採用 Arduino 標準的 雙擊重置（double‑tap reset） 進入 Arduino 的開機載入程式。快速按下重置按鈕兩次——開發板會透過 USB 重新列舉為 DFU 裝置，OpenMV IDE 便可燒錄新的韌體映像。

執行中的指令碼可透過呼叫 machine.bootloader() 隨時重新進入開機載入程式:

import machine

machine.bootloader()

檔案系統與開機順序

Nicla Vision 韌體在開機時最多會掛載兩個檔案系統：

• 內部快閃記憶體——一律掛載於 /flash。預設存放 main.py 與 README.txt；於最初的第一次開機時建立。

• ROMFS——唯讀、記憶體映射的檔案系統，位於 /rom，由 MicroPython 在啟動時自動掛載。

掛載完成後，工作目錄會設定為 /flash。直譯器接著會從該目錄執行指令碼：

• boot.py 會在 每一次 軟重置時執行（冷開機、從 REPL 按下 Ctrl‑D，或每當執行中的指令碼返回時）。

• main.py 僅在冷開機時 執行，緊接在 boot.py 之後。後續的軟重置會重新執行 boot.py，但會直接落到 REPL——要重新執行 main.py 就必須完全重置開發板。

剛燒錄好的開發板上隨附的預設 main.py 只會閃爍使用者 RGB LED 的 藍色 通道作為心跳訊號（兩次短脈衝、短暫間隔），讓你即使未連接任何主機，也能判斷韌體是否乾淨地完成開機。

sys.path 會擴充以納入兩個檔案系統及其 lib/ 子目錄，因此可匯入的模組可存放於 /flash/lib 或 /rom/lib。

透過 USB 連接時，/flash 也會在主機上列舉為一個 USB 大容量儲存裝置磁碟，讓你能直接編輯 boot.py、main.py 與任何其他檔案。在重置相機前請先退出該磁碟，讓主機把它快取的寫入內容刷新出去。

備註

由於作業系統將該磁碟視為被動的區塊裝置，相機上執行的程式碼所建立或修改的檔案，要等到主機重新掛載磁碟後才會顯示出來。若作業系統與相機同時寫入相同的檔案系統，作業系統會勝出並覆寫相機所做的變更。對於指令碼寫回的任何資料，請使用 SD 卡，並在從主機讀取那些檔案前重新掛載。

備註

當主機正在從 USB 大容量儲存磁碟讀取或寫入時，使用者 RGB LED 的 紅色 通道可能會短暫亮起——這是韌體驅動的活動指示，並非故障。

儲存空間大小

Nicla Vision 出貨時具備：

• /flash——11 MB FAT 檔案系統，可讀寫。

• /rom——4 MB 唯讀、記憶體映射的 ROMFS，用於配送可受惠於零複製 mmap 存取的指令碼與 ML 模型。

硬性故障指示

若使用者 RGB LED 快速循環顯示所有色彩——快到看起來比較像是 閃爍的白色 LED 而非各個分明的色相——則表示韌體遇到了無法復原的硬性故障（hard fault）。請重新燒錄韌體以復原；若重新燒錄仍無效，開發板可能已實體損壞。

軟體函式庫

完整的模組清單請參見 函式庫索引——其中包括哪些模組是 Nicla Vision 建置版本所獨有的。