做为IT人的你 趁年轻学点Python吧

曾几何时，流行过这么一句话：再不疯狂我们就老了!这是青春的再召唤，还是献给青春的挽歌，个中滋味，也许只有内心自知!

在AI蓬勃发展的今天，IT巨头都在悄悄布局，做为IT人的你，是否也准备好了?虽说Python不是进入AI领域的最佳编程语言，但毫无疑问，Python是进入其中并探索AI奥秘非常流行的编程语言。所以，趁着还年青，无论是心理还是身理，亦或是职业生涯的青春期，学点Python吧!

Adafruit推出的Metro M0 Express开发板，集MCU开发与Python一体，确实是入门Python的极佳开发板。纯Python学习，不免枯燥，如果还能在开发板上点个灯，是不是会更好一点!(话外音：还是枯燥!)

除了Python，还可以使用Arduino来开发、测试，也算是一专多能了。

先看板，再点灯，此乃学习电子的不二法门(个人经验，切勿模仿)。

初看，这货不是Arduino板么?其实不是滴，虽具其形，但内心更强大。Metro M0 Express拥有一颗 ATSAMD21G18芯，相比ATmeg328来说，在主频及存储方面都有极大的提升。引脚全面兼容Arduino UNO。

供电方面，新增了7V~9V DC供电接口，DC Jack规格为5.5/2.1mm，极性内正外负，旁边还有一个物理开关，手动打开或关断电源。

与Arduino不同的是，GPIO接口不再使用过孔，而是使用贴片式，开发板背面整体一块，配合Metro Express的大大Logo，更显大气。

硬件配置方面，MCU型号为ADSAMD21G18，最高运行主频为48MHz，3.3V工作电压。存储组合则为256KB的Flash存储加32KB的SRAM;另外还板载了一片4MB的SPI存储，进一步扩充了存储需求。 Metro Express的主要特性如下：

• ATSAMD21G18核心，最高运行主频为48MHz

• 256KB/32KB的存储组合

• 2MB SPI Flash存储扩展

• 32.768KHz晶振

• 3.3V电压调节器，最大支持500mA电流

• 原生USB支持，不再需要FTDI转串口支持

• 硬件串口/I2C/SPI支持

• PWM输出

• 25个GPIO，工作电压为3.3V

• SWD调试接口

• 电源开关

值得指出的是，25个GPIO可除了可以复用做数字/模拟引脚外，其中还包括了一个真正的模块输出引脚A0。另外原生的USB支持，免去了类似FTDI之类的转换芯片，USB接口除了可以充当串口通讯设备外，还可以连接键盘、鼠标及MIDI设备。

另外在开发板上也集成了一个SWD调试接口，只是不知道在Arduino环境里如何使用它?

先不管这些了!上个电看看。

使用MicroUSB转换线连接开发板的USB口与PC连接，测试用的PC上安装的是Windows 10系统。当开发板与PC连接后，通过USB给开发板供电。上电后开发板的三色LED灯循环变换显示颜色，另外指示串口通信的TX指示灯开始闪烁。

Windows 10自动检测到串口设备并安装了正确的驱动程序，如下

另外PC上会多出一个大容量存储磁盘，其中包含了PYTHON启动代码及相关的资源，如下

其中main.py里面包含了相关的功能代码。在串口的输出如下

这个默认的程序有点复杂，对于初学者来说，咱们来尝试写个简单的点灯程序，也算是第一个hello world程序。

我们知道在PC上写Python程序，有很多的IDE可供选择。那么在为MCU写代码时，有什么好的IDE可供选择呢?Adafruit官方推荐使用Mu来作为Metro M0 Express的IDE。从官网下载并安装Mu程序，启动后画面如下

界面比较朴素，没有什么噱头!不过这个IDE提供了一个REPL控制台，这是个很实用的程序。当然你也许会想，用VSCode行不?用Spyder行不?当然也行，不过我们知道Python程序都提供了一个REPL环境供用户获取帮助或实验简单的代码，这个时候这些IDE就没有用了，因为这些IDE都是基于PC端的Python解释器!

先写一段简单的Python代码，与MCU无关，纯粹是验证Python解释器。

代码如下

import time

s = 0

for i in range(10):

print(i)

time.sleep(1)

print('s = {}'.format(s))

将代码保存为sum.py，如下

Mu聪明的地方在于它能将代码保存到开发板映射到PC的磁盘上，将文件命名为sum.py并保存。然后看串口中是否有输出。然而并没有，仍然是main.py程序的输出!

原来，CircuitPython在处理程序的执行时，会遵循一定的规则。CircuitPython会在磁盘上依次查找code.txt, code.py, main.txt及main.py，找到并执行第一个程序。咱们将上述代码保存为sum.py，根本不是上述文件之列，所以刚创建的文件根本就不会运行!

明白了这一点，就好办了。只需要将sum.py更名为code.py就可以了，试试!

更名后的代码文件即时生效了，如下

可以看到咱们期望的结果了。

不止如此，提示还给出了一些有用的信息，比如"Auto-reload is on"这句话告诉我们，代码文件修改并保存后会即时生效，同时我们也看到了code.py执行会优先于main.py。

最后一个有趣的地方在于，当code.py执行完毕后，我们可以按任意键进入REPL环境，如下

确实很好很强大!

不过我们前面提到Mu这个IDE时也说了，Mu本身就提供了一个REPL环境，

下面这个窗口就是REPL环境了，这是个很有用的窗口，例如我们想看看开发板GPIO接口的命名，可以在REPL里执行如下命令

熟悉Arduino编程的用户一定对A0、A1这些接口耳熟能详，所以，如果要引用其中一个接口，按照Python的规则，应该是board.XX，其中XX就是上面列出的名称了。

好，下面开始正式点灯，编辑如下代码

很光棍的一段代码，当然也好懂!保存，然后就自动运行了。看到LED灯闪啊闪，串口也有对应的输出。

然而问题来了，Cpython中的哪些库可以用呢?这个可以参考官方的文档，参见附录。上面代码中用到的一些库都在参考资源中列出来了，花5分钟熟悉一下!

说了半天，CircuitPython是啥?CircuitPython是大名鼎鼎的MicroPython的再移植产品，专门为Adafruit的部分硬件定制。

除了支持Python，开发板也支持Arduino模式开发。按照Arduino一般的开发模式，首先要下载并安装对应的板级库文件，Metro M0 Express也不例外，如下

确定后，就可以在Arduino的开发板管理器里添加对应的开发板类型了。这里碰到一点糟心的事，就是官方的PDF文档里举例使用的是另一款开发板，不是针对Metro M0 Express的，花了很长时间安装后却发现找不到Metro M0 Express这一开发板型号，重新在网页版里找到了正确的库文件后才解决!因为Arduino现在支持的开发板种类太多，很多开发板的命名也比较相似，结果往往就是找错了对象，闹了笑话，浪费了时间!

下图是正确安装了软件库后显示的板卡名称

现在可以打开一个blink程序来点灯了，编译并上传的结果如下

LED灯又开始闪烁了。

不过问题又来了，Python不能用了!

这是正常现象，现在的存储空间被ARDUINO程序占用了，所以PYTHON当然也就不能用了。怎么办呢，下面是切换回Python的方法。

首先双击开发板上的复位键，进入bootloader模式，此时PC端映射的盘符会变成METROBOOT，里面有3个文件，如下

从附录给出的CircuitPython参考里下载一个扩展名为.bin的文件，注意不要下载错了，必须是针对Metro M0的.bin文件，然后拖动到映射的盘符里，等待大约15秒钟，奇迹出现了，CircuitPython又出现了。只是此时的CircuitPython里还没有创建可运行的Python文件，自己写一个，命名为code.py或main.py，然后丢到映射盘里，又可以了!

总体来说，Metro M0 Express还是很好玩的。首先是硬件参数提升了，更高的运行主频及更大的存储空间，完败Arduino UNO R3!;其次，引入了CircuitPython的新式编程语言，一方面程序代码更简单，另一方面也为那些想要学习和了解Python的用户提供了一个学习的理由;最后一点就是灵活的引导配置模式，使得在二种编程语言(c/c++及Python)之间可以灵活切换!

至于配置过程中碰到的文档不一致的问题，只能怪笔者看文档的时候不够细心，不过如果官方在整理文档时，针对性更具体一点，也许用户的体验会更好一点吧!