Python 解释器：MicroPython

随着物联网（IoT，Internet of Things）与嵌入式系统的普及，开发者需要一种轻量级、易用且高效的脚本语言来驱动微控制器和小型设备。Python 语言以其简洁优雅的语法广受欢迎，但标准的 CPython 解释器体积庞大，运行效率和内存开销不适合嵌入式环境。

为此，出现了 MicroPython —— 一个专为微控制器和资源受限设备设计的 Python 解释器。它实现了 Python 3 语法的一个子集，运行速度快，占用空间小，非常适合物联网与嵌入式应用开发。
官网：https://micropython.org/
一、MicroPython 的核心特征
1、轻量级设计
体积仅几百 KB，能运行在 RAM 只有几十 KB 的微控制器上。
2、兼容 Python 3 语法子集
保留了大部分 Python 3 的常用语法和标准库接口。
对嵌入式无关的特性进行了裁剪。
3、内置硬件接口支持
提供直接控制硬件的模块，如 machine、pyb，可访问 GPIO、PWM、I2C、SPI、UART 等接口。
4、跨平台
支持多种开发板：ESP32、ESP8266、STM32、RP2040（Raspberry Pi Pico）等。
也能在 PC 上运行模拟环境。
5、交互式编程
提供 REPL（Read–Eval–Print Loop，读取-求值-输出 循环），开发者可通过串口或 USB 直接输入命令并查看运行结果。
二、MicroPython 的工作原理
1、源码解析
将 .py 文件编译为 MicroPython 字节码。
2、字节码执行
由 MicroPython 虚拟机执行字节码。
3、硬件接口调用
特殊模块（如 machine）将 Python 调用映射为底层硬件操作。
三、基本使用示例
1、交互模式

在开发板上进入 MicroPython REPL：

2、控制 LED

程序运行后，开发板上的 LED 会每秒闪烁一次。
注意：不同开发板的 LED 引脚编号可能不同，请参考对应硬件文档。
3、读取传感器（I2C 示例）

注意：I2C 引脚编号依开发板型号而异（如 ESP8266 常用 Pin(5), Pin(4)）。
四、常见应用场景
1、物联网开发
用于智能家居、远程监测、传感器网络等项目。
2、嵌入式控制
快速编写控制逻辑，如电机驱动、传感器读取。
3、教育与教学
低成本开发板 + MicroPython，适合中小学和大学的编程与电子课程。
4、快速原型设计
使用高级语言快速实现原型，再迁移到低级 C/C++ 优化。
五、补充说明
1、MicroPython vs CPython
CPython：功能最全，支持所有标准库，适合桌面与服务器。
MicroPython：裁剪版，仅包含核心功能 + 硬件接口，适合嵌入式。
2、性能与限制
占用内存小，但计算性能弱于 CPython。
不支持某些复杂标准库（如 multiprocessing、asyncio 的完整实现）。
另外，MicroPython 不支持直接加载 CPython 的 C 扩展模块（如 .pyd 或 .so 文件），但可以通过 C 语言扩展方式绑定硬件驱动。
3、生态
拥有专门的库生态（如 umqtt、urequests），针对 IoT 优化。
社区活跃，支持多种主流开发板。
小结
MicroPython 是运行在微控制器上的轻量级 Python 解释器，兼容 Python 3 子集，并内置硬件接口支持。它以小巧、易学和强大的硬件控制能力，成为物联网与嵌入式开发的重要工具。
无论是电子工程师、物联网开发者，还是学习编程与硬件结合的学生，MicroPython 都是连接 Python 世界与嵌入式世界的桥梁。