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文檔簡介
Python的火熱程度相信大家都看到了,自然,MCU和嵌入式也緊跟“潮流”,隨之而來的就是MicroPython。關(guān)于MicroPythonMicroPython是Python3編程語言的精簡高效實(shí)現(xiàn),其中包括Python標(biāo)準(zhǔn)庫的一小部分,并針對在微控制器和受限環(huán)境中運(yùn)行進(jìn)行了優(yōu)化。MicroPython同樣具有很多高級功能,例如交互式提示、任意精度整數(shù)、閉包、列表理解、生成器、異常處理等。然而,它足夠緊湊,可以在僅256kFlash和16kRAM的MCU上運(yùn)行。
MicroPython旨在盡可能與普通Python兼容,讓你可以輕松地將代碼從桌面轉(zhuǎn)到微控制器或嵌入式系統(tǒng)。
1.完全免費(fèi)的開源軟件MicroPython是用C99編寫的,整個(gè)MicroPython核心在非常寬松的MIT許可下可供一般使用。大多數(shù)庫和擴(kuò)展模塊(其中一些來自第三方)也可在MIT或類似許可下使用。
您可以自由地將MicroPython用于個(gè)人用途、教育和商業(yè)產(chǎn)品。
MicroPython是在GitHub上公開開發(fā)的,源代碼可在GitHub頁面和下載頁面上找到。歡迎大家為該項(xiàng)目做出貢獻(xiàn)。
2.特點(diǎn)MicroPython采用了許多先進(jìn)的編碼技術(shù)和許多技巧來保持緊湊的尺寸,同時(shí)仍然擁有全套功能。由于許多編譯時(shí)配置選項(xiàng),高度可配置支持多種架構(gòu)(x86、x86-64、ARM、ARMThumb、Xtensa)包含590多個(gè)測試和18,500多個(gè)單獨(dú)測試用例的廣泛測試套件核心代碼覆蓋率為98.4%,核心加擴(kuò)展模塊為96.3%從啟動到加載第一個(gè)腳本的快速啟動時(shí)間(在以168MHz運(yùn)行的PYBv1.1上,150微秒到達(dá)boot.py)一個(gè)簡單、快速和健壯的標(biāo)記清除垃圾收集器,用于堆內(nèi)存如果堆耗盡,則會引發(fā)MemoryError異常如果達(dá)到堆棧限制,則會引發(fā)RuntimeError異常支持以最小延遲在硬中斷上運(yùn)行Python代碼錯(cuò)誤有回溯并報(bào)告源代碼的行號解析器/編譯器中的常量折疊指針標(biāo)記以適應(yīng)機(jī)器字中的小整數(shù)、字符串和對象從小整數(shù)到大整數(shù)的透明轉(zhuǎn)換支持64位NaN裝箱對象模型支持30位填充浮點(diǎn)數(shù),不需要堆內(nèi)存交叉編譯器和凍結(jié)字節(jié)碼,具有不占用任何RAM的預(yù)編譯腳本(除了它們創(chuàng)建的任何動態(tài)對象)通過“_thread”模塊進(jìn)行多線程,帶有可選的全局解釋器鎖(仍在進(jìn)行中,僅在選定的端口上可用)直接針對機(jī)器代碼而不是字節(jié)碼虛擬機(jī)的本機(jī)發(fā)射器內(nèi)聯(lián)匯編器(目前僅限Thumb和Xtensa指令集)MicroPython做嵌入式開發(fā)的優(yōu)缺點(diǎn)C/C++編程語言長期以來一直主導(dǎo)著嵌入式系統(tǒng)行業(yè),Python也不甘示弱進(jìn)軍微控制器,只是它是換了一種形式,即我們看到MicroPython。
讓我們來看看使用MicroPython的一些優(yōu)缺點(diǎn):Python編程語言具有淺薄的學(xué)習(xí)曲線,這使得開發(fā)人員可以非常輕松地開始使用它。Python為開發(fā)人員提供了一種高級編程語言,可用于構(gòu)建簡單的腳本,或者可用于開發(fā)復(fù)雜的面向?qū)ο蟮捏w系結(jié)構(gòu),這些體系結(jié)構(gòu)使用現(xiàn)代軟件項(xiàng)目的所有最佳實(shí)踐。與C相比,Python還提供了內(nèi)置機(jī)制,用于創(chuàng)建線程,處理錯(cuò)誤并輕松集成到測試工具中。
變革之風(fēng)正在我們身上,MicroPython可能是您用來構(gòu)建下一個(gè)產(chǎn)品的編程語言。在本課程中,我們將研究如何使用MicroPython開發(fā)產(chǎn)品。與會者將遠(yuǎn)離本課程,詳細(xì)了解他們需要做什么才能在下一個(gè)產(chǎn)品中使用MicroPython。
這些語言特征的有趣之處在于它們使開發(fā)團(tuán)隊(duì)的每個(gè)成員都可以成為程序員,MicroPython提供了一系列庫,可以控制低級微控制器功能,從而消除復(fù)雜性。例如,硬件工程師可以設(shè)計(jì)電路板,幾乎不知道微控制器(或C)的工作原理,開發(fā)可以通過控制GPIO測試電路板的高級腳本,甚至可以與I2C器件通信。在C中開發(fā)I2C驅(qū)動程序可能相當(dāng)復(fù)雜,但使用MicroPython只需要簡單的代碼行來創(chuàng)建I2C對象并將數(shù)據(jù)發(fā)送到從屬設(shè)備。
處理I2C的所有基礎(chǔ)工作都由MicroPython庫處理,這大大簡化了開發(fā)。
在考慮使用MicroPython進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)時(shí),開發(fā)人員需要考慮幾個(gè)關(guān)鍵因素。首先,開發(fā)人員需要考慮如何保護(hù)他們的應(yīng)用程序代碼。MicroPython允許開發(fā)人員加載基于代碼文本的Python腳本或?qū)⑦@些腳本編譯為字節(jié)碼并將它們放入a.mpy模塊中。這些解決方案的問題在于,任何能夠訪問MicroPython文件系統(tǒng)的人都可以輕松獲得應(yīng)用程序代碼,這很容易實(shí)現(xiàn)。字節(jié)碼確實(shí)使它更難一點(diǎn),但將字節(jié)代碼轉(zhuǎn)換回可讀代碼并不困難。開發(fā)人員需要考慮他們需要系統(tǒng)的安全性,并可能采取額外措施來保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)。
接下來,開發(fā)人員需要考慮如果出現(xiàn)問題他們將如何恢復(fù)他們的系統(tǒng)。根據(jù)所選的微控制器,它們的應(yīng)用程序代碼可以在MCU內(nèi)部,也可以在外部存儲設(shè)備(如SD卡)上。我發(fā)現(xiàn)文件系統(tǒng)在電源循環(huán)或欠壓條件下不是很強(qiáng)大。如果文件系統(tǒng)損壞,MicroPython將通過將默認(rèn)映像復(fù)制回文件系統(tǒng)來恢復(fù)它。開發(fā)人員需要確保將其默認(rèn)代碼集成到其內(nèi)核版本中,以便在出現(xiàn)問題時(shí),至少將其恢復(fù)為出廠默認(rèn)設(shè)置,然后可以從設(shè)備上可能存在的其他內(nèi)存位置恢復(fù)任何更新。
使用MicroPython構(gòu)建嵌入式產(chǎn)品無法滿足每個(gè)開發(fā)團(tuán)隊(duì)的需求,如C/C++,但它為開發(fā)人員提供了一個(gè)有趣的快速原型設(shè)計(jì)或開發(fā)商業(yè)產(chǎn)品的解決方案
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