MicroPython簡介

早期 Python 在嵌入式系統中的應用并未得到廣泛推廣，主要受到硬件成本、運行性能、開發習慣等因素的限制。隨著半導體技術和制造工藝的快速發展，芯片的升級換代速度日益加快，芯片的功能和存儲器容量不斷增強，成本逐漸降低，為 Python在低端嵌入式系統上的應用提供了可能性。

MicroPython由英國劍橋大學教授 Damien George（達米安·喬治）發明。MicroPython使用GNU C進行開發，實現在微控制器上 Python3 的基本功能，具備完善的解析器、編譯器、虛擬機和類庫等。在保留Python 語言主要特性的基礎上，對嵌入式系統的底層進行了出色的封裝，將常用功能都封裝到庫中，甚至為一些常用的傳感器和硬件編寫了專門的驅動。用戶只需通過調用這些庫和函數，就能快速控制LED小燈、舵機、多種傳感器、SD卡文件系統、UART、I2C、SPI通信總線等實現各種功能，而不用再去研究底層外設模塊的使用方法。這不但降低了開發難度，而且減少了重復開發工作，縮短了開發周期。

MicroPython 最早被應用在 STM32F4 微控制器平臺上。隨著社區開發者的不斷努力，它逐漸被移植到 STM32L4、STM32F7、ESP8266、ESP32、CC3200、dsPIC33FJ256、MK20DX256、microbit、MSP432、XMC4700、RT8195、IMXRT 等眾多硬件平臺上。

MicroPython 系統結構 ：

它是由微控制器（系統底層硬件）、MicroPython固件和用戶程序三大部分組成。其中，硬件和MicroPython固件是最基礎且相對不變的部分，而用戶程序則可以隨時變更，可以存放多個用戶程序到系統中，隨時調用或切換，這是使用MicroPython 的一個特色。
微控制器硬件就如同一個沒有安裝操作系統的計算機，只有下載了程序后才能實現其他的功能。MicroPython 的功能就像嵌入式系統的操作系統（它不同于FreeRTOS、ucOS這樣的實時系統，用戶程序不能單獨修改，因為系統和用戶程序是一體的，需要編譯后運行）。只有先安裝了MicroPython系統（固件），才能運行各種MicroPython程序。
目前 MicroPython 源代碼支持不同微控制器平臺，這需要開發者自己編譯對應 MCU 的
MicroPython 固件，并將固件下載到微控制器中才能運行MicroPython。

Thonny開發軟件的安裝

Thonny是一款面向Python初學者的小型集成開發環境（IDE）。它的特點是輕量級，易于使用，且完全基于Python的內置圖形庫tkinter開發。這款IDE可以幫助初學者更快地上手 Python，避免在環境設置上浪費過多的時間。它能夠讓初學者更好地理解每一行代碼的運行細節，并且解決了初學者可能會遇到的一些繁雜的環境問題。如果不是初學者，請選擇PyDev和Pycharm等工具。

點擊[Thonny]到官網下載安裝

根據自己的電腦系統下載相應的版本，本文以Windows為例

下載好安裝包后，雙擊一步步的安裝，安裝完成后雙擊桌面圖表進入Thonny主界面

ESP32-S3的Thonny開發軟件的設置

查看自己的ESP32-S3開發板上的USB轉串口芯片安裝好對應的驅動，常見的USB轉串口芯片有，CH343、CH340、CP2102、FT232等，可到芯片官網下載。如下圖中開發板使用的是CH343。

安裝成功后可在電腦設備管理器中查看

Thonny軟件中打開 配置解釋器 選項卡

選擇好MicroPython（ESP32）解釋器和USB轉串口的端口號

下載ESP32-S3 MicroPython固件

點擊[MicroPython]官網，進入ESP32-S3固件下載頁面


根據自己開發板上的ESP32-S3模組型號來選擇下載哪一個固件，本實驗開發板使用的ESP32-S3模組與ESP32-S3-WROOM-1-N16R8兼容的，而ESP32-S3-WROOM-1-N16R8模組的PSRAM使用的是Octal
SPI，所以選擇下圖的固件版本。注意是.bin文件

下載完后我們會得到一個ESP32_GENERIC_S3-SPIRAM_OCT-20250809-v1.26.0.bin文件，然后將此文件燒錄到ESP32-S3開發板中。
1.使用Thoony工具燒錄
在Thonny工具中，選擇“ 運行 ”菜單中的“ 配置解釋器 ”選項，然后點擊“ 安裝或者更新microPython（esptool） ”如下圖，進入固件燒錄界面

選擇加載好剛下好的固件和端口號，點擊安裝，等待燒錄完成


關閉 Thonny選項 燒錄界面，重新進入 運行 >> 配置解釋器 再次進入 Thonny選項 界面選擇好 MicroPython ESP32 與 USB Single Serial @ COM218點確定 并按下開發板上的復位按鍵，即可啟動MicroPython固件了。最后，在Shell交互窗口上看到固件的信息，如下圖所示，表示已成功燒錄。

2.使用flash_download_tool工具燒錄
選擇下載芯片

選擇好固件，填寫好下載到芯片內的地址，并在方框里打勾，選擇好串口號COM和下載波特率，點擊START開始進行下載，直到下載完成，波特率設置的太高偶爾會下載不進，此時可以降低波特率下載

驗證下載MicroPython應用程序可否在ESP32-S3上運行

下面為一個ESP32-S3的IO1引腳上LED的閃燈MicroPython應用程序

from machine import Pin
import time

"""
 * @brief       程序入口
 * @param       無
 * @retval      無
"""
if  __name__ == '__main__':
    
    # 初始化LED并輸出高電平
    led = Pin(1,Pin.OUT,value = 1)
    
    while True:
        
        led.value(0)                    # 設置GPIO1輸出低電平
        time.sleep_ms(500)              # 延時500ms
        led.value(1)                    # 設置GPIO1輸出高電平
        time.sleep_ms(500)              # 延時500ms

打開Thonny新建一個文件，并將上述代碼復制到編輯界面中，右下角選擇好MicroPython（ESP32）解釋器和USB轉串口的端口號，就出彈出了MicroPython設備，說明Thonny和ESP32-S3開發板建立了連接，此時左邊側邊欄里面出現了boot.py文件就是我們剛燒錄好的MicroPython（ESP32）啟動固件，然后點擊運行當前腳本，LED的閃燈MicroPython應用程序就在開發板上運行了（但沒有下載到ESP32-S3卡筏板中），此時可以觀察到與板子連接的LED燈模塊在閃爍


點擊保存選項，會彈出如下圖提示框，我們選擇保存到MicroPython設備，文件名稱任意，文件后綴為 .py 此時就會把應用程序下載到ESP32-S3開發板中了，左邊側邊欄里面出現了main.py文件就是我們剛燒錄好的LED的閃燈MicroPython應用程序。按一下ESP32-S3開發板的復位鍵，有觀察到LED在閃爍，說明應用程序在執行了。

總結

通過搭建Thonny IDE開發環境，我們了解了如何給ESP32-S3燒錄MircoPython固件和MircoPython應用程序。更多的內容請點擊參考MicroPython開發文檔

審核編輯 黃宇