MicroPython介绍

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概述

   MicroPython 是为 MCU 等资源受限环境提供精简和高效的 Python3 实现。它包括了 Python3 标准库的一个子集并且针对 MCU 进行了优化。

   MicroPython 提供了完全的 Python 解析器环境，用户可以在 REPL 中 直接执行命令，也可以导入并运行内置文件系统中的脚本。REPL 提供了命令行环境的通用特性，包括自动补全、自动缩进、历史记录和复制粘贴等。

下载固件

以 ESP8266 为例，参考ESP8266 NodeMCU 介绍 。

启动流程

在启动时，会首先执行在内部冻结模块中的 _boot.py 脚本，该脚本会负责在FlashROM中挂载文件系统，如果文件系统不可用，它会进行模块的首次载入并创建文件系统。该部分的启动行为不能被用户修改（即使从源代码构建，也不要去修改它，除非你知道自己在做什么）。

冷冻模块（frozen module）是用Python编写的模块，其编译字节代码对象由 Python 的Freeze Utility纳入了定制的 Python 解释器中。

一旦文件系统被挂载，就可以找到其中的boot.py脚本并执行。它会负责启动WebREPL 后台服务（默认不启动）以及其他服务。该脚本可以被用户修改，例如用户可以修改一些参数或者增加其他后台服务。

未修改的 boot.py，类似下面的脚本：

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# This file is executed on every boot (including wake-boot from deepsleep)
#import esp
#esp.osdebug(None)
import uos, machine
#uos.dupterm(None, 1) # disable REPL on UART(0)
import gc
import webrepl
webrepl.start()
gc.collect()

最后，运行用户程序 main.py，如果该脚本存在于文件系统中 （并且由 boot.py 导入并执行入口函数）。

REPL

串口 REPL

可以通过 UART0 （GPIO1-TX，GPIO0-RX）获得REPL，例如通过USB->TTL转换器连接到 UART0，并使用串口工具通信：

$ picocom /dev/ttyUSB0 -b115200

连接成功后，会得到类似下面的输出：

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MicroPython v1.20.0 on 2023-04-26; ESP module with ESP8266
Type "help()" for more information.
>>>

WebREPL

WebREPL 允许用户通过连接 WiFi 后在浏览器中获得 Python 命令行。WebREPL 的客户端可以通过浏览器访问：WebREPL Client。

在此之前，用户需要使用 串口 REPL 启用WebREPL后台服务，并设置访问密码。在串口命令行中，执行下面的命令：

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import webrepl_setup

并根据提示，进行相后续的相关配置（例如访问密码）。

配置完成并重新启动后，会得到下面类似的启动信息：

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WebREPL server started on http://192.168.4.1:8266/
Started webrepl in normal mode

MicroPython v1.20.0 on 2023-04-26; ESP module with ESP8266
Type "help()" for more information.
>>>

其中 192.168.4.1是 MicroPython 启动的 AP（无线热点） 中的局部 IP 地址，因此用户需要连接 AP（MicroPython-xxxxx）后才能访问该地址。如果用户已经配置 ESP8266 连接上了一个路由器，则可以不需要再连接 MicroPython AP。

通过浏览器访问 WebREPL Server，会得到类型下面的界面：

输入前面配置的密码，就可以看到熟悉的命令行提示符 >>>。

连接 WiFi

连接 WiFi 的命令如下：

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import network
sta_if = network.WLAN(network.STA_IF)
sta_if.active(True)
sta_if.connect('<your SSID>', '<your key>')

如果 AP 不再使用，可以关闭它：

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ap_if = network.WLAN(network.AP_IF)
ap_if.active(False)

为了在启动时自动连接 WiFi，用户可以将下面的代码放到 boot.py中：

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def do_connect():
    import network
    sta_if = network.WLAN(network.STA_IF)
    if not sta_if.isconnected():
        print('connecting to network...')
        sta_if.active(True)
        sta_if.connect('<ssid>', '<key>')
        while not sta_if.isconnected():
            pass
    print('network config:', sta_if.ifconfig())