MicroPython基础

MicroPython 是一种专为微控制器和受限系统设计的精简版Python3解释器。它允许开发者使用Python语言直接编写代码，运行在资源有限的硬件平台上。

官方网址: https://micropython.org/
Github: https://github.com/micropython/micropython

支持以下MCU:

cc3200
esp32
esp8266
mimxrt
nrf
renesas-ra
rp2
samd
stm32

下面主要介绍esp32、rpi pico2-w。

1. ESP32

1.1 MicroPython固件

固件地址： https://micropython.org/download/?port=esp32

1.2 烧录固件

方式1: esp flash download tool

以ESP32-C6为例，下载的固件是：'ESP32_GENERIC_C6-20250415-v1.25.0.bin'。

由espressif官方提供的Windows UI刷机工具，免安装，下载完成后，双击打开依次执行：

打开flash download tool
    --> ChipType: ESP32-C6
    --> WorkMode: Develop
    --> LoadMode: UART
    --> OK
    --> 进入下载页面，选择SPI Download一栏
    --> 勾选第一个输入框最左边的复选框
    --> 选择固件'ESP32_GENERIC_C6-20250415-v1.25.0.bin'
    --> 刷机地址：0x0
    --> SPI SPEED: 40MHz
    --> SPI Mode: DIO
    --> 选择合适的COM口和波特率
    --> 执行STOP按钮，停止ESP32当前执行的程序
    --> 执行ERASE按钮，清空ESP32 ROM
    --> 执行Start按钮，开始刷机

方式2： esptool

适合Windows/Linux/MacOS:

$ pip install esptool

$ esptool.py --port <PORTNAME> erase_flash
$ esptool.py --port <PORTNAME> --baud 460800 write_flash 0 ESP32_GENERIC_C6-20250415-v1.25.0.bin

Note: <PORTNAME> 填写实际串口节点, Windows一般是COMx，Linux一般是/dev/ttyUSBx或/dev/ttyACMx，MacOS一般是/dev/cu.*usb*, /dev/tty.*usb*。

1.3 测试程序

import time
from machine import Pin

# ESP32-C6板载LED连接GPIO8.
led = Pin(8, Pin.OUT)

print('led blink.')

while True:
    led.value(1)
    time.sleep(0.5)
    led.value(0)
    time.sleep(0.5)

2. Raspberry Pi Pico2-W

RPI Pico/Pico-W/Pico2/Pico2-W等接口兼容，MicroPython开发流程类似。

2.1 下载MicroPython固件

固件地址： https://micropython.org/download/?port=rp2

2.2 刷机

树莓派Pico的ROM是16KB，Pico2是32KB，非常小，所以刷固件就是刷到Flash中，树莓派采用USB UF2 bootloader，模拟成U盘，直接拖放'.uf2'的程序到U盘中，就会自动识别和运行。
方法：按住Pico的boot select键，同时插入计算机，就会自动识别为usb存储设备，把uf2的文件复制进去即可。

2.3 测试程序

import time
from machine import Pin

# Pico的板载LED连接GPIO25.
led = Pin(25, Pin.OUT)

print('led blink.')

while True:
    led.value(1)
    time.sleep(0.5)
    led.value(0)
    time.sleep(0.5)

3. IDE

Thonny
VS Code
PyCharm

我们一般使用Thonny（支持Windows/Linux）进行刷机、调试、下载代码，编写代码可以使用VS Code或者PyCharm.

Thonny 官网： https://thonny.org/
Thonny Github: https://github.com/thonny/thonny/

打开Thonny，把ESP32或者Pico插入计算机，右下角点击串口节点进行连接，之后，新建或加载已编写的python文件，以Pico为例：

新建一个main.py, 填入Pico LED代码，保存到设备根目录，这样设备就会自动运行LED blink的效果，下次上电自动运行。
可以使用Thonny的Stop按钮停止原来的程序，或者重新编写一个main.py覆盖原来的程序。

Note: 如果一些程序使得Thonny在Windows下无法停止，可以尝试在Linux下操作，如果也不行，就重新刷机。

4. API

具体请看： https://docs.micropython.org/en/latest/library/index.html

4.1 标准库

array – 数值数据数组
asyncio — 异步I/O调度程序
binascii – 二进制和ASCII的转换
builtins – 内置函数和异常
cmath – 复数的数学函数
collections – 集合和容器类型
errno – 系统错误码
gc – 控制垃圾收集器
gzip – Gzip压缩和解压缩
hashlib – 哈希算法
heapq – 堆队列算法
io – 输入/输出流
json – json编码和解码
marshal – Python对象序列化
math – 数学函数
os – 基本的“操作系统”服务
platform – 访问底层平台的识别数据
random – 生成随机数
re – 简单的正则表达式
select – 在一组流上等待事件
socket – Socket模块
ssl – SSL/TLS模块
struct – 打包和解包原始数据类型
sys – 系统特定功能
time – 时间相关的函数
zlib – Zlib压缩和解压缩
_thread – 支持多线程

4.2 MicroPython专有库

bluetooth — 底层蓝牙
btree – 简单的BTree数据库
cryptolib – 加密密码
deflate – deflate 压缩和解压
framebuf — 帧缓冲区操作
machine — 与硬件相关的功能
micropython – 访问和控制micropython内部
neopixel — 控制 WS2812 / NeoPixel LEDs
network — 网络配置
openamp – 提供标准的非对称多处理（AMP）支持
uctypes – 以结构化的方式访问二进制数据
vfs – 虚拟文件系统控制

4.3 ESP32专有库

esp32 — ESP32特有的功能

4.4 Raspberry Pi Pico专有库

rp2 — RP2040特有的功能

4.5 Zephyr专有库

zephyr — 特定于Zephyr端口的功能

5. 类似框架

CircuitePython: MicroPython的分支，支持很丰富。
PyMite：专为资源受限的微控制器设计的精简 Python 解释器。
Zerynth：支持多种硬件平台的物联网开发框架，集成 Python 3 解释器。
Riot-OS Python Bindings： Riot-OS 是一个实时操作系统，支持通过 Python 绑定进行脚本编程。
emPython：基于嵌入式系统的 Python 解释器，专为微控制器设计。
Ripple：一个轻量级的 Python 解释器，专为嵌入式系统设计。
Transcrypt：将 Python 代码编译为 JavaScript，可在微控制器上运行（通过 WebAssembly 或直接在支持 JavaScript 的环境中）。
XMOS Python： XMOS 提供的 Python 解释器，专为其多核微控制器设计。
QuecPython: 由移远通信开发的物联网嵌入式框架，支持Python脚本快速控制无线通信模块，实现数据采集与传输。特点是无需编译和烧录，适合物联网应用开发。
Pycopy: MicroPython的重要分支，专注于优化内存管理和异步支持，兼容MicroPython但更注重性能和功能扩展，如流式I/O接口和异步操作。
OpenMV: 专为机器视觉设计的MicroPython分支，内置摄像头驱动和图像处理算法，支持实时图像识别与处理。

6. 模拟平台

MicroPython比较适合做快速技术验证。

posted @ 2025-04-22 00:00 this毛豆阅读(267) 评论(0) 收藏举报

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