【雕爷学编程】MicroPython手册之 REPL 原始粘贴模式
MicroPython是为了在嵌入式系统中运行Python 3编程语言而设计的轻量级版本解释器。与常规Python相比，MicroPython解释器体积小(仅100KB左右)，通过编译成二进制Executable文件运行，执行效率较高。它使用了轻量级的垃圾回收机制并移除了大部分Python标准库，以适应资源限制的微控制器。
MicroPython主要特点包括:
1、语法和功能与标准Python兼容,易学易用。支持Python大多数核心语法。
2、对硬件直接访问和控制,像Arduino一样控制GPIO、I2C、SPI等。
3、强大的模块系统,提供文件系统、网络、图形界面等功能。
4、支持交叉编译生成高效的原生代码,速度比解释器快10-100倍。
5、代码量少,内存占用小,适合运行在MCU和内存小的开发板上。
6、开源许可,免费使用。Shell交互环境为开发测试提供便利。
7、内置I/O驱动支持大量微控制器平台，如ESP8266、ESP32、STM32、micro:bit、掌控板和PyBoard等。有活跃的社区。
MicroPython的应用场景包括:
1、为嵌入式产品快速构建原型和用户交互。
2、制作一些小型的可 programmable 硬件项目。
3、作为教育工具,帮助初学者学习Python和物联网编程。
4、构建智能设备固件,实现高级控制和云连接。
5、各种微控制器应用如物联网、嵌入式智能、机器人等。
使用MicroPython需要注意:
1、内存和Flash空间有限。
2、解释执行效率不如C语言。
3、部分库函数与标准版有差异。
4、针对平台优化语法,订正与标准Python的差异。
5、合理使用内存资源,避免频繁分配大内存块。
6、利用原生代码提升速度关键部位的性能。
7、适当使用抽象来封装底层硬件操作。
总体来说,MicroPython让Python进入了微控制器领域，是一项重要的创新，既降低了编程门槛，又提供了良好的硬件控制能力。非常适合各类物联网和智能硬件的开发。
MicroPython 的 REPL 原始粘贴模式是一种在原始模式下的附加模式，它包括流控制，并在收到代码时对其进行编译。这使得它在将代码高速传输到设备时更加健壮，并且在接收时也使用更少的 RAM，因为它不需要在编译前存储代码的逐字副本（与标准原始模式不同）。
REPL 原始粘贴模式的主要特点有：
原始粘贴模式可以用于编程用途，例如使用脚本或其他工具来与 MicroPython 交互。这样可以避免终端的回显或其他干扰，提高传输效率和准确性。
原始粘贴模式可以支持流量控制，即使用 XON/XOFF 协议来暂停或恢复数据的发送。这可以防止数据丢失或溢出，特别是在低速或不稳定的连接中。
原始粘贴模式可以在任何时候通过按 Ctrl-B 键退出，并返回到普通模式。
REPL 原始粘贴模式的应用场景有：
测试和调试：REPL 原始粘贴模式可以让用户快速地测试一些 Python 语句或函数，查看它们的运行结果和效果。用户可以从其他地方复制一些代码，并通过原始粘贴模式发送到 MicroPython 中运行，而不需要每次都保存和运行整个程序文件。
学习和探索：REPL 原始粘贴模式可以让用户实时地学习和探索 Python 语言和 MicroPython 库的特性和功能。用户可以从教程或示例中复制一些代码，并通过原始粘贴模式发送到 MicroPython 中运行，以便理解和掌握。
实验和创造：REPL 原始粘贴模式可以让用户尝试一些新的想法和创意，实现一些有趣的功能和效果。用户可以从自己或他人的代码中复制一些代码，并通过原始粘贴模式发送到 MicroPython 中运行，以便修改和优化。
REPL 原始粘贴模式需要注意的事项有：
区分模式：REPL 原始粘贴模式只在原始模式下有效，而在普通模式或粘贴模式下无效。用户需要根据不同的目的和需求，选择合适的模式，并注意切换和退出的方式。不同的模式有不同的提示符和行为，用户需要注意区分和理解。
格式正确：REPL 原始粘贴模式需要用户发送正确格式的 Python 代码，才能正确地编译和执行。如果发送的代码有缩进错误或语法错误，MicroPython 会提示异常信息，并返回到普通模式。
结果及时：REPL 原始粘贴模式只会显示当前发送并执行的代码的结果，不会保存到文件或其他地方。如果用户想要保留结果，可以使用变量或函数来存储，或者将结果复制到其他地方。
以下是 MicroPython 的 REPL 原始粘贴模式的几个实际运用程序参考代码案例：
案例一：使用 math 模块计算圆周率
# 导入 math 模块
import math
# 定义一个函数，用于计算圆的周长和面积
def circle(radius):
# 计算周长，公式为 2 * pi * r
circumference = 2 * math.pi * radius
# 计算面积，公式为 pi * r * r
area = math.pi * radius * radius
# 返回周长和面积
return circumference, area
# 输入半径
r = float(input('请输入圆的半径: '))
# 调用函数，传入半径
c, a = circle(r)
# 打印结果
print('圆的周长为:', c)
print('圆的面积为:', a)
案例二：使用 machine 模块控制 LED 灯
# 导入 machine 模块
import machine
# 创建一个 Pin 对象，连接到 GPIO2 引脚，设置为输出模式
led = machine.Pin(2, machine.Pin.OUT)
# 定义一个函数，用于切换 LED 灯的状态
def toggle_led():
# 设置 Pin 对象的值为其反值
led.value(not led.value())
# 创建一个 Timer 对象，设置为周期性模式
timer = machine.Timer(-1)
# 初始化 Timer 对象，每隔 1 秒执行一次 toggle_led 函数
timer.init(period=1000, mode=machine.Timer.PERIODIC, callback=lambda t: toggle_led())
# 程序运行后，LED 灯会每隔 1 秒闪烁一次
案例三：使用 urequests 模块获取网页内容
# 导入 urequests 模块
import urequests
# 定义一个函数，用于获取网页内容
def get_web_content(url):
# 发送 GET 请求到指定的网址，返回一个 Response 对象
response = urequests.get(url)
# 检查响应的状态码是否为 200，表示成功
if response.status_code == 200:
# 打印响应的文本内容
print(response.text)
else:
# 打印响应的状态码和原因
print('Error:', response.status_code, response.reason)
# 关闭 Response 对象
response.close()
# 调用 get_web_content 函数，获取 MicroPython 官网的内容 [^1^][1]
get_web_content('http://micropython.org')
# 程序运行后，会显示类似如下的输出：
# <!DOCTYPE html>
# <html>
# <head>
# <meta charset="utf-8" />
# <title>MicroPython - Python for microcontrollers</title>
# <link rel="stylesheet" href="micropython.css" />
# </head>
# <body>
# <div id="content">
# <h1>MicroPython</h1>
# <p class="tagline">Python for microcontrollers</p>
# ...
# </div>
# </body>
# </html>
案例四：导入多行代码块：
# 输入控制符号：Ctrl-E
# 在粘贴模式中导入多行代码块
"""
import machine
import time
led = machine.Pin(2, machine.Pin.OUT)
for _ in range(5):
led.on()
time.sleep(1)
led.off()
time.sleep(1)
"""
# 输入控制符号：Ctrl-D
在这个示例中，我们使用控制符号 Ctrl-E 进入原始粘贴模式。然后，我们将多行代码块使用三引号包围起来，以保持缩进结构。在粘贴完代码后，我们使用控制符号 Ctrl-D 结束原始粘贴模式。这样，我们可以一次性导入多行代码，而不必手动调整缩进。
案例五：定义函数和条件判断：
# 输入控制符号：Ctrl-E
# 在粘贴模式中定义函数和条件判断
"""
def is_even(number):
if number % 2 == 0:
return True
else:
return False
num = int(input("Enter a number: "))
if is_even(num):
print("The number is even.")
else:
print("The number is odd.")
"""
# 输入控制符号：Ctrl-D
在这个示例中，我们使用控制符号 Ctrl-E 进入原始粘贴模式。然后，我们将函数定义和条件判断的代码块使用三引号包围起来。在粘贴完代码后，我们使用控制符号 Ctrl-D 结束原始粘贴模式。这样，我们可以一次性定义函数和条件判断，而不必手动调整缩进。
案例六：创建列表和字典：
# 输入控制符号：Ctrl-E
# 在粘贴模式中创建列表和字典
"""
fruits = [
'apple',
'banana',
'orange',
'grape'
]
person = {
'name': 'John',
'age': 25,
'location': 'New York'
}
print(fruits)
print(person)
"""
# 输入控制符号：Ctrl-D
在这个示例中，我们使用控制符号 Ctrl-E 进入原始粘贴模式。然后，我们将列表和字典的创建代码块使用三引号包围起来。在粘贴完代码后，我们使用控制符号 Ctrl-D 结束原始粘贴模式。这样，我们可以一次性创建列表和字典，而不必手动调整缩进。这些示例展示了 MicroPython REPL 的原始粘贴模式的用法。通过进入原始粘贴模式，您可以一次性粘贴多行代码而不必担心缩进问题。请注意，在粘贴完成后，使用控制符号结束原始粘贴模式。
案例七：进入原始粘贴模式并粘贴代码块：
>>> import uos
>>> uos.enter_raw_repl() # 进入原始粘贴模式
=== Entering raw REPL mode... ===
>>> # 粘贴以下代码块
>>> for i in range(5):
... print('Number:', i)
...
>>> # 粘贴结束后按 Ctrl+D 退出原始粘贴模式
=== Exit raw REPL mode ===
在上述示例中，我们先导入了 uos 模块，并使用 uos.enter_raw_repl() 函数进入原始粘贴模式。然后，我们可以粘贴多行代码块。在这个例子中，我们粘贴了一个简单的 for 循环，打印出数字 0 到 4。最后，按下 Ctrl+D 键退出原始粘贴模式。
案例八：使用原始粘贴模式加载脚本文件：
>>> import uos
>>> uos.enter_raw_repl() # 进入原始粘贴模式
=== Entering raw REPL mode... ===
>>> # 粘贴以下代码块
>>> with open('script.py') as f:
... code = f.read()
... exec(code)
...
>>> # 粘贴结束后按 Ctrl+D 退出原始粘贴模式
=== Exit raw REPL mode ===
在上述示例中，我们使用 uos.enter_raw_repl() 函数进入原始粘贴模式。然后，我们使用 open() 函数打开一个名为 script.py 的脚本文件，并将其内容读取到一个字符串变量 code 中。接下来，我们使用 exec() 函数执行该脚本代码。最后，按下 Ctrl+D 键退出原始粘贴模式。
案例九：在原始粘贴模式下定义函数：
>>> import uos
>>> uos.enter_raw_repl() # 进入原始粘贴模式
=== Entering raw REPL mode... ===
>>> # 粘贴以下代码块
>>> def add(a, b):
... return a + b
...
>>> # 粘贴结束后按 Ctrl+D 退出原始粘贴模式
=== Exit raw REPL mode ===
在上述示例中，我们使用 uos.enter_raw_repl() 函数进入原始粘贴模式。然后，我们可以粘贴多行代码块。在这个例子中，我们定义了一个简单的函数 add()，它接受两个参数并返回它们的和。最后，按下 Ctrl+D 键退出原始粘贴模式。请注意，在原始粘贴模式下，您可以粘贴多行代码块，并且缩进会被正确处理，无需手动输入每一行的缩进。这使得在 MicroPython REPL 中加载和执行多行代码变得更加方便。
请注意，以上示例仅供参考，具体的使用方法可能因不同的硬件平台和MicroPython版本而有所差异。在实际编程中，你需要根据你所使用的硬件和具体需求进行适当的调整。
