MicroPython应用基础-使用Thonny IDE

引言

在很长一段时间内，我在调试MicroPython的源码时，都有一个困扰：每次验证MicroPython小程序，都需要重新在串口终端中输入所有代码，并且不敢出错，否则会导致可能被MicroPython识别成错误的代码块。哪怕可以在常规的代码编辑器中提前写好Python代码，再复制到MicroPython的串口终端中，来来回回也是比较麻烦的事情。能不能像使用Keil或者IAR等集成开发环境调试C代码一样，可以在代码编辑界面启动运行程序，这样可以先编辑好代码后，一次性再执行呢？后来，我在国内的MicroPython开发者社区中，发现有很多玩家使用Thonny开发基于ESP32的MicroPython，就意识到Thonny可能是我理想中的开发MicroPython的集成开发环境。Thonny提供了一个简约的Python代码编辑界面，支持关键字高亮，可以通过UART串口建立同MicroPython电路板之间的连接。更令人惊喜的是，Thonny还能实现通过UART向MicroPython开发板的文件系统中下载Python脚本文件的功能，这样就可以让MicroPython开发板上电启动之后直接执行已经下载到文件系统中的Python文件。

Thonny简介

Thonny是由爱沙尼亚的Tartu大学开发，非常适合初学者和教学的一款轻量级IDE，提供可视化的编程界面，并可一步一步地调试运行Python程序。

其中显著的特性是，提供了多种方式逐步执行代码，可以逐步求表达式的值，对调用堆栈可视化，便于用来解释引用内存和直接在堆中分配内存的概念。特别适合用来支持教育和研究工作。它可以被免费下载和使用，并可由用户在开放的框架中自行开发扩展功能。

Thonny基于Python开发，天然支持跨平台，目前支持Windows、Linux和Mac OS三大主流操作系统，可以从官网直接下载安装（https://thonny.org/）。

通过网络浏览器进入Thonny的官网后，选择对应的操作系统直接下载即可。如图x所示。

图x Thonny软件概览

Thonny本身的源代码也在github开源：https://github.com/thonny

Thonny的用户手册：https://github.com/thonny/thonny/wiki

Thonny对MicroPython的特别支持的说明：https://github.com/thonny/thonny/wiki/MicroPython

目前，Thonny在国内ESP8266/ESP32的MicroPython平台中使用比较多。本文中，也将国产灵动微电子的MM32F5270系列微控制适配到Thonny环境下。

使用Thonny连接到MicroPython开发板

将MicroPython开发板连入电脑后，运行Thonny软件。需要配置Python语言解释器，这里指定解释器为MicroPython后，具体对应的就是可通过UART建立通信的COM端口，将Python代码通过COM端口发送到MicroPython电路板上进行解释。

如果预先配置过可用的UART通信端口，则Thonny软件启动后会自动打开已配置的UART端口，并与MicroPython通信建立连接。如图x所示。

图x 在Thonny中选择Python语言解释器

如果之前没有配置过，或者电脑识别成不同的COM端口，就需要再人工配置一次，确保能够正常建立通信。如图x所示。

图x 配置Thonny的解释器

使用Thonny的REPL窗口运行Python语句

在Thonny主界面的下半部分，有Shell窗口，可以使用REPL模式与MicroPython开发板进行通信，逐句运行Python语句。

图x 在Thonny的Shell使用REPL方式开发MicroPython

在Thonny中保存Python程序文件至MicroPython开发板中运行

在Thonny的主界面的代码编辑区中编写Python脚本：

from machine import Pin
import time

led0 = Pin('PH2', mode=Pin.OUT_PUSHPULL, value=1)
for i in range(10):
    time.sleep_ms(200)
    led0(1-led0())

选择保存按钮，弹出对话框，可以选择将Python脚本源文件保存在电脑上，也可以保存到MicroPython开发板上。这里选择保存到MicroPython开发板上，下次重新上电的时候还可以运行。如图x所示。

图x 下载文件到MicroPython开发板

也可以单击Thonny工具栏的运行按钮，直接运行代码编辑界面中的脚本。

图x Thonny中的运行按钮

使用Thonny的注意要点

在实际使用中发现，Thonny同MicroPython开发板的连接似乎不是很稳定，这跟Thonny连接MicroPython开发板的机制有关。Thonny每次启动后会执行连接操作的脚本，或者通过Thonny工具栏上的“STOP”按钮启动连接操作，包括保存文件等操作，是不时会出现Thonny本身的代码执行异常。

另外，在实际调试的过程中，存在一定概率向MicroPython开发板写入同名文件失败的情况。一种可行的解法是，需要在REPL中通过语句删除之前的文件，然后重新存入新文件。例如，删除文件系统中的main.py文件，有如下操作：

>>> import os
>>> os.listdir()
['boot.py', 'main.py']
>>> os.remove('main.py')
>>> os.listdir()
['boot.py']

如果碰到Thonny运行异常，就复位一下MicroPython开发板，再重启一下Thonny软件，试着连起来，如果一次不行就多试几次。如果实在搞不定，还可以退回使用串口调试终端软件，直接在REPL环境下调试，总是保险的做法。