本文主要是介绍【雕爷学编程】MicroPython手册之.mpy 文件，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
MicroPython是为了在嵌入式系统中运行Python 3编程语言而设计的轻量级版本解释器。与常规Python相比，MicroPython解释器体积小(仅100KB左右)，通过编译成二进制Executable文件运行，执行效率较高。它使用了轻量级的垃圾回收机制并移除了大部分Python标准库，以适应资源限制的微控制器。
MicroPython主要特点包括:
1、语法和功能与标准Python兼容,易学易用。支持Python大多数核心语法。
2、对硬件直接访问和控制,像Arduino一样控制GPIO、I2C、SPI等。
3、强大的模块系统,提供文件系统、网络、图形界面等功能。
4、支持交叉编译生成高效的原生代码,速度比解释器快10-100倍。
5、代码量少,内存占用小,适合运行在MCU和内存小的开发板上。
6、开源许可,免费使用。Shell交互环境为开发测试提供便利。
7、内置I/O驱动支持大量微控制器平台，如ESP8266、ESP32、STM32、micro:bit、掌控板和PyBoard等。有活跃的社区。
MicroPython的应用场景包括:
1、为嵌入式产品快速构建原型和用户交互。
2、制作一些小型的可 programmable 硬件项目。
3、作为教育工具,帮助初学者学习Python和物联网编程。
4、构建智能设备固件,实现高级控制和云连接。
5、各种微控制器应用如物联网、嵌入式智能、机器人等。
使用MicroPython需要注意:
1、内存和Flash空间有限。
2、解释执行效率不如C语言。
3、部分库函数与标准版有差异。
4、针对平台优化语法,订正与标准Python的差异。
5、合理使用内存资源,避免频繁分配大内存块。
6、利用原生代码提升速度关键部位的性能。
7、适当使用抽象来封装底层硬件操作。
总体来说,MicroPython让Python进入了微控制器领域，是一项重要的创新，既降低了编程门槛，又提供了良好的硬件控制能力。非常适合各类物联网和智能硬件的开发。
MicroPython的.mpy 文件是一种包含预编译代码的二进制容器文件格式，可以像普通的.py 模块一样导入。
它具有以下特点：
高兼容性：MicroPython的.mpy 文件的语法和语义与CPython（标准的Python实现）保持了高度的一致性，用户可以轻松地将代码从桌面端移植到微控制器或嵌入式系统上。MicroPython也支持一些CPython没有的特性，如异步编程、元编程等。
高性能：MicroPython的.mpy 文件使用了高效的字节码虚拟机和内存管理机制，可以在有限的资源下运行复杂的程序。MicroPython还支持原生代码生成和内联汇编，可以提高执行速度和降低内存占用。
高灵活性：MicroPython的.mpy 文件提供了丰富的模块和接口，可以让用户方便地操作底层硬件设备，如GPIO、PWM、ADC、DAC、I2C、SPI、UART等。MicroPython还支持文件系统、网络通信、图形界面等功能，可以扩展设备的应用范围。
MicroPython的.mpy 文件的应用场景有：
代码优化：通过将.py 文件转换为.mpy 文件，可以减少文件大小和内存占用，提高加载速度和运行效率。用户可以使用mpy-cross程序来生成.mpy 文件。
代码保护：通过将.py 文件转换为.mpy 文件，可以防止源代码被直接查看或修改，保护代码的版权和安全。用户可以使用mpy-cross程序来生成.mpy 文件，并设置一些选项来加密或压缩文件。
代码分发：通过将.py 文件转换为.mpy 文件，可以方便地将代码打包和分发给其他用户或设备，无需额外的安装或配置。用户可以使用mpy-cross程序来生成.mpy 文件，并将其放在合适的目录下。
以下是MicroPython的.mpy 文件的几个实际运用程序参考代码案例：
案例一：使用mpy-cross程序将hello.py文件转换为hello.mpy文件
# hello.py
# 这是一个简单的Python程序
print('Hello, MicroPython!')
# 在终端中执行以下命令
mpy-cross hello.py
# 生成hello.mpy文件
案例二：使用mpy-cross程序将led.py文件转换为led.mpy文件，并设置-march=xtensa选项
# led.py
# 这是一个控制LED灯的Python程序
import machine# 创建一个Pin对象，连接到GPIO2引脚，设置为输出模式
led = machine.Pin(2, machine.Pin.OUT)# 定义一个函数，用于切换LED灯的状态
def toggle_led():# 设置Pin对象的值为其反值led.value(not led.value())# 创建一个Timer对象，设置为周期性模式
timer = machine.Timer(-1)# 初始化Timer对象，每隔1秒执行一次toggle_led函数
timer.init(period=1000, mode=machine.Timer.PERIODIC, callback=lambda t: toggle_led())# 程序运行后，LED灯会每隔1秒闪烁一次
# 在终端中执行以下命令
mpy-cross -march=xtensa led.py
# 生成led.mpy文件，并包含xtensa架构的本地机器代码
案例三：使用mpy-cross程序将web.py文件转换为web.mpy文件，并设置-mno-unicode选项
# web.py
# 这是一个获取网页内容的Python程序
import urequests# 定义一个函数，用于获取网页内容
def get_web_content(url):# 发送GET请求到指定的网址，返回一个Response对象response = urequests.get(url)# 检查响应的状态码是否为200，表示成功if response.status_code == 200:# 打印响应的文本内容print(response.text)else:# 打印响应的状态码和原因print('Error:', response.status_code, response.reason)# 关闭Response对象response.close()# 调用get_web_content函数，获取MicroPython官网的内容 [^1^][1]
get_web_content('http://micropython.org')
# 程序运行后，会显示类似如下的输出：
# <!DOCTYPE html>
# <html>
# <head>
# <meta charset="utf-8" />
# <title>MicroPython - Python for microcontrollers</title>
# <link rel="stylesheet" href="micropython.css" />
# </head>
# <body>
# <div id="content">
# <h1>MicroPython</h1>
# <p class="tagline">Python for microcontrollers</p>
# ...
# </div>
# </body>
# </html>
# 在终端中执行以下命令
mpy-cross -mno-unicode web.py
# 生成web.mpy文件，并关闭unicode支持，减少文件大小
案例四：加载并执行一个简单的 .mpy 文件：
import micropython# 加载 .mpy 文件
micropython.alloc_emergency_exception_buf(100)
exec(open('module.mpy', 'rb').read(), globals())# 调用 .mpy 文件中的函数
result = my_module.my_function(42)
print(result)
在上述示例中，我们使用 micropython.alloc_emergency_exception_buf() 函数为紧急异常分配缓冲区。然后，我们使用 open() 函数读取并加载名为 module.mpy 的 .mpy 文件。加载的代码将在全局命名空间中执行。最后，我们调用了 .mpy 文件中的 my_function() 函数，并打印出结果。
案例五：将 Python 模块编译为 .mpy 文件：
import micropython# 编译并保存为 .mpy 文件
micropython.mp_compile('module.py', 'module.mpy', optimize=2)
在上述示例中，我们使用 micropython.mp_compile() 函数将名为 module.py 的 Python 模块编译为 .mpy 文件，并将其保存为 module.mpy。optimize 参数用于指定优化级别，其中 0 表示无优化，而 2 表示最高优化级别。
案例六：动态加载和执行 .mpy 文件：
import micropython# 动态加载并执行 .mpy 文件
module_code = bytearray(open('module.mpy', 'rb').read())
module = micropython.ffi.make_module(module_code)
result = module.my_function(42)
print(result)
在上述示例中，我们使用 open() 函数读取名为 module.mpy 的 .mpy 文件，并将其内容存储在 module_code 字节数组中。然后，我们使用 micropython.ffi.make_module() 函数将字节码转换为可执行的模块。最后，我们调用 .mpy 文件中的 my_function() 函数，并打印出结果。请注意，上述示例中的文件路径和函数名可能需要根据您的实际情况进行调整。.mpy 文件可以用于将 Python 代码编译成高效且可快速加载的形式，从而在资源有限的嵌入式系统中获得更好的性能和资源利用率。
请注意，以上示例仅供参考，具体的使用方法可能因不同的硬件平台和MicroPython版本而有所差异。在实际编程中，你需要根据你所使用的硬件和具体需求进行适当的调整。
这篇关于【雕爷学编程】MicroPython手册之.mpy 文件的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
