《物联网开发实战》16 实战准备：如何搭建硬件开发环境？（学习笔记）

仅作为本人学习《物联网开发实战》的学习笔记，原课程链接：极客时间《物联网开发实战》——郭朝斌

文章目录

• 搭建 MicroPython 开发环境
• • 第一步：准备固件文件
  • 第二步：安装烧录工具
  • 第三步：烧录固件
  • 第四步：确认运行状态
  • 体验交互
• 部署代码到开发板

原课程选择使用 Python 作为开发语言，硬件平台为 NodeMCU（ESP8266），开发板上不能直接运行 Python，但可以运行 MicroPython 。

MicroPython ，是Python3编程语言的一个完整软件实现，用C语言编写，被优化于运行在微控制器之上。MicroPython是运行在微控制器硬件之上的完全的Python编译器和运行时系统。提供给用户一个交互式提示符（REPL）来立即执行所支持的命令。除了包括选定的核心Python库，MicroPython还包括了给予编程者访问低层硬件的模块。

——百度百科

搭建 MicroPython 开发环境 第一步：准备固件文件

我们需要 NodeMCU 准备好的 MicroPython 固件，我们可以直接去官方下载现成的，否则就需要自己用专门的软件进行交叉编译。
固件下载地址：（原课程使用的是 ESP8266，而我的芯片型号是 ESP32）
ESP8266: https://micropython.org/download/esp8266/
ESP32: https://micropython.org/download/esp32/

第二步：安装烧录工具

烧录工具需要在 Python 终端上进行安装，所以我们需要先安装 Python，版本这里选择 Python3.8（听说需要安装3.6以上的版本才行），下载地址：https://www.python.org/downloads/release/python-385/

下载对应版本，我选择的是 Windows 64位，下载安装程序，

运行安装程序，pip 是用来下载和安装 Python 软件包的工具，安装烧录工具就需要用到 pip 命令，可以勾选 “Add Python 3.8 to PATH”，这样就可以直接在控制台运行 Python 了。

在控制台输入 python -V 查看 Python 版本，

Python 环境安装好后，就可以开始安装烧录工具了，在控制台输入以下命令，

pip install esptool

将 NodeMCU 连接电脑（前提是已经安装 USB-TTL 驱动），可以通过 esptool.py read_mac 命令，确认 NodeMCU 是否连接成功，如下图：

第三步：烧录固件

烧录固件前，需要先将 Flash 里的数据擦除，使用 esptool.py --chip esp32 --port COM5 erase_flash （COM5 是我电脑里与 NodeMCU 连接的端口，具体根据实际情况而定，chip 选项可需要注意）

我在擦除时，遇到了无法访问串口的问题，

could not open port 'COM5': PermissionError(13, '拒绝访问。', None, 5)

开始以为是 Python 权限的问题，后来发现就连串口调试助手也不能访问该串口，最后通过拔插 USB 数据线（同时用串口调试助手测试能否正常打开）解决了这个问题。

擦除成功：

擦除成功后，进入固件所在目录，运行如下命令，即可将固件烧录到开发板中：

# 芯片信号，端口号和固件名称需要根据具体情况修改
esptool.py --chip esp32 --port COM5 --baud 460800 write_flash -z 0x1000 esp32-20220117-v1.18.bin

第四步：确认运行状态

怎么知道开发板是否在运行呢？
这里介绍两种方法：

1. 用手机或电脑搜索周围的 Wi-Fi 热点，如果看到类似 “MicroPython-xxxxxx” 名称的热点，说明 NodeMCU 工作正常。（但是我实测是没有热点的，可能默认没打开吧）
2. 使用串口终端软件连接开发板，这类软件很多，比如 Putty，XShell 等，我这里使用的是 MobaXterm。

体验交互

先用 “hello world” 来检测测试一下，然后再体验一下 MicroPython 控制 LED 灯。

可以看到蓝色的 LED 被点亮：

部署代码到开发板

MicroPython 的官方提供了一个工具，名为pyboard.py，可以使用它来 *** 作开发板上的文件系统，如文件拷贝、创建文件夹、文件删除等功能。

将 pyboard.py 下载到电脑，就可以使用这个工具了。

下面是原文的一个代码段，功能是让 LED 灯以 1 秒间隔闪烁。

import machine
import time

# 指明 GPIO2 管脚
pin = machine.Pin(2, machine.Pin.OUT)

# 循环执行
while True:
	time.sleep(1)    
	pin.on()
	time.sleep(1)
	pin.off()

要在开发板上运行这个 Python 代码，我们需要做两件事：

1. 将代码保存在一个文件中，命名为 main.py。（必须是这个名字）
2. 将 main.py 放到开发板的文件系统中，而且是根目录。

开发板启动时，就会自动执行 main.py 文件中的代码。如何把 main.py 复制到开发板上呢，这就要用到前面提到的 pyboard.py 了。

具体 *** 作如下：
将 main.py 复制到开发板，重启开发板后，main.py 自动运行

pyboard.py --device COM5 -f cp main.py :main.py

运行效果：

我们也可以不复制 main.py ，直接让它在开发板上运行：

pyboard.py --device COM5 main.py