环境搭建
MicroPython介绍
MicroPython 是一种精简版的 Python 编程语言，专门设计用于嵌入式系统和物联网（IoT）开发。它提供了一个 Python 3 的子集，适用于资源受限的微控制器和单片机环境。MicroPython 允许开发人员使用 Python 的简洁语法和强大功能来编写嵌入式系统的代码。
以下是一些关于 MicroPython 的要点：
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特点：
- 小巧灵活：MicroPython 是一种轻量级的实现，适用于资源有限的设备。
- 易于学习：对于已经熟悉 Python 的开发者来说，学习 MicroPython 是相对简单的。
- 交互式 REPL：MicroPython 提供了交互式的 REPL（Read-Eval-Print Loop），方便调试和快速原型开发。
- 面向对象编程：支持面向对象编程范例，包括类、对象和继承等概念。
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用途：
- MicroPython 适用于许多嵌入式系统和物联网应用的开发，如传感器网络、自动化控制、物联网设备等。
- 它可以在各种微控制器和单片机平台上运行，例如 ESP8266、ESP32、STM32 等。
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如何开始：
- 您可以从 MicroPython 官方网站（https://micropython.org/）下载适用于您的目标平台的固件。
- 使用 USB 连接您的开发板或设备，您可以通过串口 REPL 与设备交互。
- 通过编辑和上传 Python 脚本，您可以开始编写和运行 MicroPython 代码。
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语法：
- MicroPython 支持 Python 3 的语法和一些标准库，但并非完全与 CPython 兼容。
- 基本的 Python 语法、函数和类在 MicroPython 中基本都能工作，但某些高级特性和标准库可能不被支持。
MicroPython 为嵌入式开发者提供了一个用 Python 进行编程的轻量级选项，让开发者能够更方便地利用 Python 的优势开发嵌入式系统和物联网设备。
安装Thonny
Thonny 是一款简单易用的 Python 集成开发环境 (IDE)，旨在帮助初学者和教育者快速入门 Python 编程。它提供了许多功能和工具，使得编写、运行和调试 Python 代码变得更加简单和直观。
下面是 Thonny 的一些特点和常用功能：
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简单易用：Thonny 的用户界面设计简洁直观，适合初学者快速上手并开始编写 Python 代码。
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集成调试器：Thonny 集成了 Python 的调试器，可以帮助您在代码中查找和修复错误，便于编写稳健的程序。
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代码补全：Thonny 提供代码补全功能，可以快速补全代码，减少编写代码时的错误。
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可视化变量监视：在调试过程中，Thonny 提供了可视化的变量监视器，方便您跟踪程序中的变量值。
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文件管理器：Thonny 提供了文件管理器，可以轻松管理项目文件和目录。
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集成 Package Manager：可以通过 Thonny 的集成 Package Manager 安装、升级和管理 Python 的第三方库。
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支持不同的 Python 解释器：允许您在 Thonny 中配置和切换不同版本的 Python 解释器，以便于开发不同环境下的项目。
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支持多平台：Thonny 可在 Windows、macOS 和 Linux 等操作系统上运行，提供跨平台的开发体验。
ESP8266系列环境搭建
基于Windows系统下，烧录固件到 ESP8266 模块，请按照以下步骤进行操作：
准备工作
- 下载固件：首先，确保您已经从(官方网站)[https://micropython.org/download/ESP8266_GENERIC/]或适当的资源处下载了要烧录到 ESP8266 上的固件。通常，固件文件是一个二进制文件（.bin 格式）。
- 安装烧录工具：您需要安装适用于 ESP8266 的烧录工具。一个常用的工具是 esptool。
pip install esptool
烧录固件步骤
- 连接 ESP8266
使用 USB 转 TTL 串口连接器将 ESP8266 模块连接到计算机。确保选择正确的串口和波特率。
电脑通过usb连接esp32，查看esp32的端口号，我这里是COM4口。
- 擦除 Flash
在烧录新固件之前，您可能需要擦除 ESP8266 上的 Flash 存储器。这可以通过下列 esptool命令完成：
esptool --port COM4 erase_flash
确保将 COM4 替换为您的 ESP8266 的实际端口号。
擦除完成。
- 烧录固件
使用 esptool来烧录固件到 ESP8266。示例命令如下：
esptool --port COM4 --baud 460800 write_flash --flash_size=detect 0 ESP8266_GENERIC-20240602-v1.23.0.bin
--port COM4: 指定 ESP8266 的串口号为COM4。--baud 460800: 指定波特率。write_flash: 烧录固件到 Flash 存储器。ESP8266_GENERIC-20240602-v1.23.0.bin: 替换为您要烧录的固件文件名。
- 等待烧录完成
烧录过程需要一些时间。请耐心等待，直到烧录进度完成。
- 重启设备
一旦固件烧录完成，断开并重新连接 ESP8266 模块，或者通过复位将其重启。
获取 MicroPython REPL 提示
REPL 代表 Read Evaluate Print Loop，是您可以在 ESP8266 上访问的交互式 MicroPython 提示的名称。到目前为止，使用 REPL 是测试代码和运行命令的最简单方法。
有两种访问 REPL 的方法：通过 UART 串行端口的有线连接，或通过 WiFi。
通过串口进行REPL
REPL 在 UART0 串行外围设备上始终可用，该外围设备连接到用于 TX 的引脚 GPIO1 和用于 RX 的 GPIO3。REPL 的波特率为 115200。如果您的板上有 USB 串行转换器，那么您应该能够直接从您的 PC 访问 REPL。否则，您将需要一种与 UART 通信的方法。
使用Putty、MobaXterm等终端工具连接ESP8266开发版。
连续按多次Enter键，出现>>>提示符说明连接成功。
尝试在提示符下键入以下内容：
>>> print('hello esp8266!')
hello esp8266!
如果你使用thonny开发编辑器，右下角可以直接选择连接到的设备。
配置WebREPL（网络浏览器交互提示）
连接WIFI
使用thonny编辑器，选择打开文件，选择从设备中打开。
选择打开boot.py文件。
修改boot.py添加连接wifi代码：
# This file is executed on every boot (including wake-boot from deepsleep)
#import esp
#esp.osdebug(None)
import os, machine
#os.dupterm(None, 1) # disable REPL on UART(0)
import gc
import webrepl
def do_connect():
import json
import network
# 尝试读取配置文件wifi_confi.json,这里我们以json的方式来存储WIFI配置
# wifi_config.json在根目录下
# 若不是初次运行,则将文件中的内容读取并加载到字典变量 config
try:
with open('wifi_config.json','r') as f:
config = json.loads(f.read())
# 若初次运行,则将进入excpet,执行配置文件的创建
except:
essid = input('wifi name:') # 输入essid
password = input('wifi passwrod:') # 输入password
config = dict(essid=essid, password=password) # 创建字典
with open('wifi_config.json','w') as f:
f.write(json.dumps(config)) # 将字典序列化为json字符串,存入wifi_config.json
#以下为正常的WIFI连接流程
wifi = network.WLAN(network.STA_IF)
if not wifi.isconnected():
print('connecting to network...')
wifi.active(True)
wifi.connect(config['essid'], config['password'])
import time
time.sleep(5) #一般睡个5-10秒,应该绰绰有余
if not wifi.isconnected():
wifi.active(False) #关掉连接,免得repl死循环输出
print('wifi connection error, please reconnect')
import os
# 连续输错essid和password会导致wifi_config.json不存在
try:
os.remove('wifi_config.json') # 删除配置文件
except:
pass
do_connect() # 重新连接
else:
print('network config:', wifi.ifconfig())
if __name__ == '__main__':
do_connect()
webrepl.start()
gc.collect()
点击运行，输入账号密码连接WIFI.
配置WebREPL服务
要配置 ESP8266 上的 WebREPL（Web-based REPL），您可以按照以下步骤进行操作：
- 启用 WebREPL：
- 在 REPL 中输入以下命令以启用 WebREPL：
>>>import webrepl_setup
WebREPL daemon auto-start status: disabled #当前状态：disabled
Would you like to (E)nable or (D)isable it running on boot?
(Empty line to quit)
> e #输入e,开启
Would you like to change WebREPL password? (y/n) y #输入y,修改与设置密码
New password (4-9 chars): 123456 #输入密码
Confirm password: 123456 #再次输入密码
Changes will be activated after reboot
Would you like to reboot now? (y/n) y #重启生效
- 按照提示设置 WebREPL 密码。这将设置一个用于连接 WebREPL 的密码。
- 连接到 WebREPL：
使用串口连接ESP8266，在REPL输入：
>>> import webrepl
>>> webrepl.start()
WebREPL server started on http://192.168.31.241:8266/
Started webrepl in normal mode
- 现在，您可以连接到 ESP8266 的 WebREPL。您可以使用代表ESP8266_IP的IP地址。
- 打开浏览器并导航到
http://192.168.4.1:8266。 - 输入先前设置的 WebREPL 密码以连接到 ESP8266。
-
使用 WebREPL：
- 一旦连接成功，您将可以通过 WebREPL 控制台与 ESP8266 进行交互。
- 您可以在 WebREPL 控制台中执行 Python 命令和脚本，实时查看输出。
-
远程控制 ESP8266：
- 通过 WebREPL，您可以远程控制 ESP8266，执行代码并监视输出。
- 还可以上传和下载文件，访问设备上的文件系统等操作。
通过上述步骤，您可以配置并使用 ESP8266 上的 WebREPL，这使得与设备互动更为方便。
ESP8266 使用教程
修改boot.py文件
创建函数do_thing实现自定义功能块的调用。
# This file is executed on every boot (including wake-boot from deepsleep)
# import esp
# esp.osdebug(None)
import os, machine
# os.dupterm(None, 1) # disable REPL on UART(0)
import gc
import webrepl
import time
def do_connect():
import json
import network
# 尝试读取配置文件wifi_confi.json,这里我们以json的方式来存储WIFI配置
# wifi_config.json在根目录下
# 若不是初次运行,则将文件中的内容读取并加载到字典变量 config
try:
with open("wifi_config.json", "r") as f:
config = json.loads(f.read())
# 若初次运行,则将进入excpet,执行配置文件的创建
except:
essid = input("wifi name:") # 输入essid
password = input("wifi passwrod:") # 输入password
config = dict(essid=essid, password=password) # 创建字典
with open("wifi_config.json", "w") as f:
f.write(json.dumps(config)) # 将字典序列化为json字符串,存入wifi_config.json
# 以下为正常的WIFI连接流程
wifi = network.WLAN(network.STA_IF)
if not wifi.isconnected():
print("connecting to network...")
wifi.active(True)
wifi.connect(config["essid"], config["password"])
import time
time.sleep(5) # 一般睡个5-10秒,应该绰绰有余
if not wifi.isconnected():
wifi.active(False) # 关掉连接,免得repl死循环输出
print("wifi connection error, please reconnect")
import os
# 连续输错essid和password会导致wifi_config.json不存在
try:
os.remove("wifi_config.json") # 删除配置文件
except:
pass
do_connect() # 重新连接
else:
print("network config:", wifi.ifconfig())
def do_thing():
try:
# 在这里实现自定义的功能
finally:
pass
if __name__ == "__main__":
do_connect()
time.sleep(5)
webrepl.start()
gc.collect()
do_thing()
点亮LED灯
要实现简单的 LED 点灯功能，您可以使用以下代码示例通过 ESP8266 控制 LED 灯点亮和熄灭：
MicroPython 代码示例
定义led.py文件。
import time
from machine import Pin
def led_light():
# 实现灯闪烁
led = Pin(2, Pin.OUT)
while 1:
led.value(1)
time.sleep(1)
led.value(0)
time.sleep(1)
修改boot.py文件，调用led_light函数。
#...
from led import *
def do_thing():
try:
led_light()
finally:
pass
#...
实现步骤
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连接 LED：将 LED 的正极连接到 ESP8266 的 GPIO 引脚（例如 GPIO 2），将负极连接到 GND 引脚。
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通过 Thonny IDE 或 WebREPL 连接到 ESP8266，并将上面的代码上传并运行。
-
LED 控制：
- 代码中的循环会使 LED 灯每隔一秒交替点亮和熄灭。
- 您可以根据需要调整延时时间来控制 LED 点亮和熄灭的频率。
PWM 呼吸灯
def pwm_led():
# 实现呼吸灯
led2 = PWM(Pin(2))
led2.freq(1000)
while True: # 控制整体的重复 （1.从不亮到亮 2.从亮到不亮）
# 1.实现从不亮到亮
for i in range(0, 1024):
led2.duty(i)
time.sleep_ms(1) # 每隔1ms变化一次亮度
# 2.实现从亮到不亮
for i in range(1023, -1, -1):
led2.duty(i)
time.sleep_ms(1)
PC控制LED灯
准备工具
整体思路
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esp8266连接wifi,让其拥有IP地址
-
创建UDP Socket
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接收UDP数据
-
根据接收到的UDP数据控制LED灯的亮灭
实现代码
新建main.py放到ESP8266根目录。
from net import *
from machine import Pin
def main():
# 创建UDP套接字
udp_socket = creat_udp_socket()
# 创建GPIO引脚对象
LED2 = Pin(2, Pin.OUT)
# 接收UDP数据
while True:
recv_data, sender_info = udp_socket.recvfrom(1024)
print("{}发送的数据，{}".format(sender_info, recv_data))
recv_data_str = recv_data.decode("utf-8")
print("解码后的数据：{}".format(recv_data_str))
# 根据收到的UDP数据控制LED灯的亮灭
if recv_data_str == "on":
LED2.value(0)
print("开灯")
elif recv_data_str == "off":
LED2.value(1)
print("关灯")
if __name__ == "__main__":
main()
打开NetAssist配置本地UDP服务。给对应端口发送on字符，灯会点亮，发送off字符，灯会熄灭。