波仔
🍓 第九章 Raspberry Pi Pico 开发板与 MicroPython 语言
📄 一句话概括

MicroPython ＝ 被塞进单片机里的 Python 3——语法和你第六章学的一样，不一样的是【运行环境】：没有操作系统、没有 pip、内存以 KB 计，多出一组管硬件的 machine 模块。

📝 本节和前面几节的关系

第六章花六节建立的 Python 功底（变量、流程控制、函数模块、列表字符串）在这里几乎原封不动地可用——这正是 MicroPython 的卖点。6-5 讲过【装第三方库要绕 PEP 668】，MicroPython 连 pip 都没有，库要么固件自带、要么把 .py 文件拷进板子。8-3 的 Arduino 程序是【编译后烧进芯片】；MicroPython 是【解释器常驻芯片、你的脚本是数据】——架构完全不同，这一节把这个区别讲透。

一、MicroPython 是什么：一条引脚上的 Python

MicroPython 是澳大利亚程序员 Damien George 2013 年在 Kickstarter 上众筹的项目：把一个精简的 Python 3 解释器写进单片机的 Flash 里，让你用 Python 语法直接操作硬件。后来它长成了一个开源项目，而树莓派基金会干脆把 MicroPython 设为 Pico 的官方语言——出厂支持、文档围绕它写。

三个关键词定位它：

二、和电脑版 Python（第六章的环境）差在哪

对比项 电脑版（树莓派上的 python3） MicroPython（Pico 上）
解释器 系统自带 Python 3.13 固件里烧好的精简解释器（当前 v1.28）
内存 GB 级 520 KB（Pico 2）／264 KB（一代）
装库 apt／pip／venv 没有 pip——固件自带，或拷 .py 进板子
标准库 全套 精简版（json、math、random 在；requests 等大件没有）
硬件控制 要 gpiozero 这类库 machine 模块直接管
交互方式 终端里 python3 进 REPL USB 串口就是 REPL（9-3 连）
文件存放 microSD 卡的大文件系统 板载 Flash 里的小文件系统（存 main.py 等）

最重要的心智模型：电脑版里【操作系统养着 Python】；MicroPython 里【解释器就是整个系统】——通电，解释器启动，去找 Flash 里有没有 main.py，有就跑它，没有就停在 REPL 等你敲命令。

三、三个必认的模块

machine（硬件总入口）：

from machine import Pin, PWM, ADC, UART, Timer
# Pin 管数字输入输出、PWM 管脉宽调制、ADC 管模拟输入
# UART 管串口、Timer 管定时器 —— 9-4 全都要用

time（时间）：

import time
time.sleep(1)        # 睡 1 秒（和第六章一样）
time.sleep_ms(100)   # 睡 100 毫秒 —— 单片机世界的常用粒度
time.ticks_ms()      # 开机以来的毫秒数（对照 Arduino 的 millis()）

rp2（本机专属）：Pico 芯片那套【可编程 I/O 状态机】（PIO）的入口——用一小段汇编让硬件自己生成波形，是 Pico 的独门绝技。本课只点名认识，进阶时再回来。

四、代码的三种存在形态

MicroPython 的代码可以有三种活法，后面两节都会用到：

  1. REPL 里直接敲——一行一行算，适合试探硬件（【这根针有没有反应】这种问题）
  2. 临时脚本——Thonny 里写好按运行，跑一次；断电即忘（只存在于运行中）
  3. main.py——存进板子 Flash 的这个文件名是魔法名：每次通电自动执行。想让项目脱离电脑独立运行，就把它存成 main.py

对照 8-3：Arduino 的【上传】是把编译好的机器码替换芯片里的程序；MicroPython 的【保存 main.py】只是往小文件系统里放了一个文本文件，解释器每次开机读它。前者是换程序，后者是换数据——所以 MicroPython 改代码不需要【编译】这一步。

五、阻塞模型：单线程 ＋ 睡眠

第六章的程序从头跑到尾就结束；MicroPython 的 main.py 从头跑到尾也不该结束——结束就等于【程序退出了，芯片停在 REPL 等人】。所以硬件项目的标准骨架是：

import time
from machine import Pin

led = Pin(25, Pin.OUT)
while True:          # 和 Arduino 的 loop() 是同一个思想
    led.on()
    time.sleep(0.5)
    led.off()
    time.sleep(0.5)

time.sleep 是阻塞式的：睡着的那 0.5 秒里芯片什么都不做。要【同时】做两件事，要么轮询 ticks_ms()（8-5 的 millis() 思路原样可用），要么用 Timer／中断——进阶内容，先记住【没有 while True 的硬件程序多半是写错了】。

六、动手 Demo：在 REPL 里试三件事

固件怎么刷、Thonny 怎么连是下一节的内容；如果你还没刷过固件，先看 9-3 做完前两步再回来，不影响理解。

连上 REPL 后（提示符 >>>），依次敲：

>>> 2 ** 10
1024
>>> 1 / 2
0.5
>>> import sys
>>> sys.platform
'rp2'
>>> import machine
>>> dir(machine)
['__name__', 'Pin', 'PWM', 'ADC', 'UART', 'Timer', 'I2C', 'SPI', ...]

看到什么算成功：sys.platform 打出 rp2（RP2 ＝ 这块芯片家族的代号），dir(machine) 列出一堆硬件类名。

读结果：

七、30 秒实验：探一探内存

在 REPL 里敲：

>>> import gc
>>> gc.mem_free()

你会看到一个十几万级的数字（单位字节）——这就是还剩多少 SRAM。对照：第六章在树莓派上你从没操心过内存，在这里一个几百 KB 的列表就能把芯片吃撑。这就是【内存以 KB 计】的直观感受，也解释了为什么 MicroPython 要砍掉那么多标准库。

八、常见误区

  1. 【MicroPython 是简化版，语法和 Python 不一样】 —— 语法几乎完全一样（第六章原样可用）；不一样的是库和运行环境（没有 pip、标准库精简、多了 machine）。
  2. 【能 pip install 装库】 —— 没有 pip。库要么固件自带（如 machine），要么把 .py 源文件拷进板子（Thonny 里另存到板子即可）。
  3. 【脚本跑完程序就结束了很正常】 —— 硬件程序的正形是 while True 常驻；跑完就退出意味着芯片闲下来了，多半是忘了循环。
  4. 【REPL 断了＝板子坏了】 —— REPL 只是【有人连着它】，拔掉 USB 板子照常按 main.py 独立运行；再插上又能连。
自测三问（点开对答案） 1. MicroPython 和电脑版 Python 语法上的差别大吗？差别主要在哪？ 2. `main.py` 有什么特殊之处？ 3. 想让一段代码【每隔 100 毫秒做一次】，用什么睡眠函数最合适？ **参考答案** 1. **不大，语法几乎一致**；差别在运行环境——没有操作系统、没有 pip、标准库精简、内存 KB 级、多一个管硬件的 `machine` 模块。 2. **它是开机自动执行的魔法文件名**——存在板子 Flash 里，每次通电解释器先跑它；相当于 Arduino 的【烧进芯片的程序】的数据版。 3. **`time.sleep_ms(100)`**——单片机世界毫秒级是常用粒度，`sleep(0.1)` 也行但语义不如前者直白。

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