百度360必应搜狗淘宝本站头条
当前位置:网站首页 > 热门文章 > 正文

单片机上的MicroPython之交互式解释器(REPL)

bigegpt 2024-09-05 12:14 4 浏览

一般来讲,带有脚本性质的语言大都有交互式解释器,即REPL(Read-Evaluate-Print Loop)模式。REPL提供了一个命令行界面下读取值、求值、输出值、循环代码的环境。其与常规Linux环境下shell命令行交互模式有相似之处,但并不相同。shell模式下运行的是一个个的命令,命令的底层再调用系统或库函数从而实现所指定功能,而REPL则直接运行的就是一个个的系统或库函数,这些函数无论在此处运行还是在单独的程序文件中运行,形式和结果上均能够保持一致。从某个角度来说,将shell理解为REPL的实例也有一定道理。

REPL对于学习一门新的编程语言有很大帮助,它能够对初学者写的程序立刻作出回应,这意味着你执行代码,并能马上查看结果,而无需经过先编译再上传的繁琐步骤。本文以ESP32平台为例,介绍如何使用MicroPython中的REPL。

可以通过两种方式启动连接REPL:(1) 通过UART串口建立有线连接;(2) 通过WiFi建立无线连接。

基于串口启动REPL

一般情况下,基于UART0串口外设运行REPL均是可行的,该UART0串口外设一般使用GPIO1作为数据发送引脚,GPIO3作为数据接收引脚,默认波特率为115200,数据位8,停止位1,无校验,无流控。如果你使用的开发板上已经集成了USB换串口芯片,则可以通过其直接在PC上连接启动REPL,否则,需要另想办法首先连接上开发板的UART串口。

为了连接启动REPL的命令行界面,你需要首先准备好一款虚拟终端软件。一般来讲,TeraTerm,Putty,SecurtCRT等均可以,选择一款你所熟悉的,配置好波特率等参数,打开串口即可。

一旦建立起串口的物理连接,可以通过按回车键来测试其是否已经正常启动工作。如果一切正常,你将会看到>>>符号,这表明REPL已经启动运行了。

基于WiFi启动REPL

WebREPL允许你在与开发板建立WiFi网络连接后,通过浏览器使用MicroPython的REPL。最新版本的Firefox和Chrome浏览器均能够支持该种模式。

为方便使用,可以直接访问:http://micropython.org/webrepl 网址作为WebREPL的客户端,也可以将对应网页下载到本地使用,下载地址为: https://github.com/micropython/webrepl 。

在连接WebREPL之前,需要先通过上一节中所述方法,在通过串口连接的REPL环境中配置上WebREPL的连接密码。在早期带有WebREPL功能的MicroPython版本中,WebREPL在启动时便自动使能,并且允许在第一次连上WiFi后直接设置WebREPL密码。但随着WebREPL的流行,其被越来越多人所知,考虑到安全原因,该初始化密码的动作改换为必须通过串口有线连接本地进行了,具体命令如下:

import webrepl_setup

输入该命令后跟随屏幕上的指示一步步进行即可,重启设备后设置生效。当然,若使用WebREPL,首先你需要使得设备和PC在同一个网络中:可以设置设备工作于Station模式,PC和设备连接同一个路由器的WiFi热点,也可以设置设备工作于AccessPoint模式,PC连接上设备分享出来的WiFi热点。一旦它们处在同一网络中后,检查PC浏览器WebREPL界面上IP地址是否与对应设备相匹配,然后点击"Connect"按钮,连接成功后即可看到让你输入前边所设置的WebREPL密码。

此时输入正确的密码,敲击回车键应该可以看到提示符>>>。接着,便可以输入常规的Python命令了。

REPL基本使用方法

一旦启动连接了REPL,便可以进行各种试验了。你在交互式解释器窗口中键入的任何命令或代码均会在最后敲击回车键后得到执行。MciroPython会运行你所输入的代码并打印出结果信息(如果结果有信息输出的话)。如果你输入的代码有错误,其也会打印出错误信息。

试着在交互式窗口中键入如下内容:

>>> print('hello world!')
hello world!

注意,你无需键入>>>符号,它们是交互式窗口中提示你应该在其后进行相应输入的符号。本行之后的内容才是设备应该运行的代码。最后,在你输入完成后敲击回车键,屏幕上便会输出如上所示结果。

如果你已经对Python有所了解,可以试着输入如下所示基本命令:

>>> 1 + 2
3
>>> 1 / 2
0.5
>>> 12**34
4922235242952026704037113243122008064

如果你的开发板上的GPIO2引脚上连接着LED,可以试着用下面代码点亮或者熄灭:

>>> import machine
>>> pin = machine.Pin(2, machine.Pin.OUT)
>>> pin.on()
>>> pin.off()

注意,Pin类的on()方法具体是点亮LED还是熄灭LED需由具体开发板电路设计而定。

在代码输入过程中,可以通过左方向键和右方向键移动光标,也可以使用删除键和回退键来综合编辑当前行的代码。另外,还有一些快捷方式可用:Home键和Ctrl+A可以移动光标到行首,End键和 Ctrl-E可以移动光标到行末。并且,REPL还可以记住一定数量的历史输入,可以使用向上或者向下方向键切换历史输入命令或代码。

Tab键自动补全

在输入程序代码时,Tab键可以自动补全当前所输入的词语。这对于找出模块或对象内部方法或函数非常有用。你可以尝试键入"ma",然后敲击Tab键,其会自动补全为"machine"(假设你已经按照上面示例导入了machine模块)。然后输入"."再敲击Tab键,便可以看到该模块所包含的函数列表。

输入续行和自动缩进

某些时候,你可能需要持续输入,或者说换行输入。这时候,REPL环境下会改为以...为前缀,而不再以>>>为前缀,并且光标也会自动缩进适当的空格,以便可以直接输入下一行内容。尝试定义如下的函数:

>>> def toggle(p):
...    p.value(not p.value())
...
...
...
>>>

在上面示例中,需要敲击三次回车键以结束对应语句的输入(表现为上面示例中以...开头的三行)。另一种结束当前语句输入的方式为键入回退键直到光标回到当前行的行首,然后再敲击回车键。(如果你本次输入有误,想退出持续输入模式,可以键入Ctrl+C,则本次所有输入的内容会被忽略掉)。

前面输入的函数允许你翻转某个引脚的电平状态。之前创建的pin对象应该还有效(如果设备复位过后将不再有效,则只需按照上面示例代码再创建一遍即可),此时便可以使用其来翻转LED的点亮状态:

toggle(pin)

下面,让我们尝试在循环中翻转LED的点亮状态(如果你的开发板上没有LED,可以打印一些什么信息来作为替换,目的是查看循环语句的执行效果):

>>> import time
>>> while True:
...     toggle(pin)
...     time.sleep_ms(500)
...
...
...
>>>

此时,其便会以1Hz的频率翻转LED的点亮状态(半秒点亮,半秒熄灭)。如要停止该循环,只需键入Ctrl+C便会触发一个键盘中断,并且跳出循环的执行。

上述代码中的time模块提供了有关延时和计时的一些有用的函数,读者可以尝试使用Tab键的自动补全功能找出它们,然后做些有趣的试验!

粘贴模式

键入Ctrl+E将使REPL进入粘贴模式,该模式允许你一次性复制粘贴进来大段代码一起执行。此时可以看到如下提示信息:

paste mode; Ctrl-C to cancel, Ctrl-D to finish
===

接着,便可以粘贴进来(也可以手动输入)相应的代码。需要注意的是,在该模式下,特殊功能的按键组合或者命令均不再有效(比如Tab键)。键入Ctrl+D可以结束该粘贴模式并且执行所粘贴的代码。

REPL下其它快捷键命令

  • 在空行中键入Ctrl+A将进入原始REPL模式。该模式类似于一种持久粘贴模式,除了所有字符均不会回显,其它均相同。
  • 在空行中键入Ctrl+B会恢复REPL到常规模式。
  • 键入Ctrl+C可以取消本次任何输入,或者中断当前的运行模式。
  • 在空行中键入Ctrl+D可以对设备进行软复位。

注意,Ctrl+A和Ctrl+D在WebREPL中不能生效。

最后,介绍如下ESP32平台上以Station模式启动WiFi连接的代码,读者可以尝试按照本章所述方法连上WiFi,再启动WebREPL试试效果。

import webrepl # 导入webrepl模块

#定义连接WiFi的函数
def do_connect():
    import network
    wlan = network.WLAN(network.STA_IF)
    wlan.active(True)
    if not wlan.isconnected():
        print('connecting to network...')
        #注意将essid和password替换为实际值
        wlan.connect('essid', 'password')
        while not wlan.isconnected():
            pass
    print('network config:', wlan.ifconfig())
    
do_connect()    # 连接WiFi网络
webrepl.start() # 启动webrepl后台进程

注,后续还有更多文章分享,点击关注吧...

相关推荐

或者这些Joplin插件也可以帮助你的笔记应用再一次强大

写在前面距离上次分享《搭建私有全平台多端同步笔记,群晖NAS自建JoplinServer服务》已过去一段时间,大家是否开始使用起来了呢?如果你和我一样已经使用过Joplin有一段时间了,那或许你也会...

Three.JS教程4 threejs中的辅助类

一、辅助类简介Three.js提供了一些辅助类(Helpers)以帮助我们更容易地调试、可视化场景中的元素。ArrowHelepr:创建箭头辅助器;AxisHelper:创建坐标轴辅助器;BoxH...

第2章 还记得点、线、面吗(二)(第二章还能敲钟吗)

glbgltf模型(webvrmodel)-gltf模型下载定制,glb模型下载定制,三维项目电商网站在线三维展示,usdz格式,vr模型网,网页VR模型下载,三维模型下载,webgl网页模型下载我...

如何检查Linux系统硬件信息?从CPU到显卡,一网打尽!

你可能会问:“我为什么要关心硬件信息?”答案很简单:硬件是Linux系统的根基,了解它可以帮你解决很多实际问题。比如:性能调优:知道CPU核心数和内存大小,才能更好地调整程序运行参数。故障排查:系统卡...

SpriteJS:图形库造轮子的那些事儿

从2017年到2020年,我花了大约4年的时间,从零到一,实现了一个可切换WebGL和Canvas2D渲染的,跨平台支持浏览器、SSR、小程序,基于DOM结构和支持响应式的,高...

平时积累的FPGA知识点(6)(fpga经典应用100例)

平时在FPGA群聊等积累的FPGA知识点,第六期:1万兆网接口,发三十万包,会出现掉几包的情况,为什么?原因:没做时钟约束,万兆网接口的实现,本质上都是高速serdes,用IP的话,IP会自带约束。...

芯片逻辑调度框架设计 都需要那些那些软件工具

设计芯片逻辑调度框架通常需要使用以下软件工具:1.逻辑设计工具:例如Vivado、Quartus、SynopsysDesignCompiler等,用于设计和实现逻辑电路。2.仿真工具:例如Mo...

ZYNQ与DSP之间EMIF16通信(正点原子领航者zynq之fpga开发指南v3)

本文主要介绍说明XQ6657Z35-EVM高速数据处理评估板ZYNQ与DSP之间EMIF16通信的功能、使用步骤以及各个例程的运行效果。[基于TIKeyStone架构C6000系列TMS320C6...

好课推荐:从零开始大战FPGA(从零开始的冒险4399)

从零开始大战FPGA引子:本课程为“从零开始大战FPGA”系列课程的基础篇。课程通俗易懂、逻辑性强、示例丰富,课程中尤其强调在设计过程中对“时序”和“逻辑”的把控,以及硬件描述语言与硬件电路相对应的“...

业界第一个真正意义上开源100 Gbps NIC Corundum介绍

来源:内容由「网络交换FPGA」编译自「FCCM2020」,谢谢。FCCM2020在5月4日开始线上举行,对外免费。我们有幸聆听了其中一个有关100G开源NIC的介绍,我们对该文章进行了翻译,并对其中...

高层次综合:解锁FPGA广阔应用的最后一块拼图

我们为什么需要高层次综合高层次综合(High-levelSynthesis)简称HLS,指的是将高层次语言描述的逻辑结构,自动转换成低抽象级语言描述的电路模型的过程。所谓的高层次语言,包括C、C++...

Xilinx文档编号及其内容索引(部分)

Xilinx文档的数量非常多。即使全职从事FPGA相关工作,没有几年时间不可能对器件特性、应用、注意事项等等有较为全面的了解。本文记录了我自使用Xilinx系列FPGA以来或精读、或翻阅、或查询过的文...

Xilinx Vivado联合Modelsim软件仿真

引言:Xilinx公司Vivado开发软件自带仿真工具,可以实现一般性能的FPGA软件仿真测试,其测试执行效率以及性能都不如第三方专用仿真软件Modelsim强。本文我们介绍下如何进行Vivado20...

体育动画直播是怎么做出来的?从数据到虚拟赛场的科技魔法!

你是否见过这样的比赛直播?没有真实球员,却能看梅西带球突破?足球比赛变成动画版,但数据100%真实?电竞比赛用虚拟形象直播,选手操作实时同步?这就是体育动画直播——一种融合实时数据、游戏引擎和AI的...

Dialogue between CPC and political parties of neighboring countries held in Beijing

BEIJING,May26(Xinhua)--TheCommunistPartyofChina(CPC)inDialoguewithPoliticalPartiesof...