MicroPython的交互式解释器模式 REPL

MicroPython的交互式解释器模式又名REPL（read-eval-print-loop），就是一种命令输入交互模式，跟Python的REPL是类似的，就是在命令行直接输入Python代码或表达式执行并打印结果。关于MicroPython的REPL跟通常的Python类似又有一些不同点，下面逐一介绍一下。

REPL环境

要进入MicroPython的REPL环境，你需要先有一块支持MicroPython的开发板，并且开发板已经烧录了MicroPython的固件，如果是新手推荐MicroPython官网推荐的开发板。

Windows环境

Windows环境下推荐使用Putty，可以直接到Putty网站下载安装。

首先将开发板连接到电脑的USB接口，并且确认设备工作正常，可以通过Windows的设备管理器查看设备

是否工作正常。**注意：**不同的开发板串口号可能不一样，如果设备出现黄色的感叹号说明需要安装驱动，可以咨询下开发板的技术支持安装相应的驱动。

打开Putty，选择session节点，Connect Type选择Serial，在Serial Line文本框输入串口名，Speed输入115200，如下图：

然后，点Open按钮，即可进入到REPL的命令交互界面，如果没有显示>>>可以按下回车：

输入help()回车，可以打印出MicroPython的帮助信息：

REPL控制快捷键

快捷键	命令
CTRL-A	在空行状态下，进入原始REPL模式
CTRL-B	在空行状态下，进入常规REPL模式
CTRL-C	终止正在运行的程序
CTRL-D	在空行状态下，软启动开发板
CTRL-E	在空行状态下，进入粘贴模式

到这一步，就说明成功进入到REPL环境了。

MAC OS X

打开终端并运行：

screen /dev/tty.usbmodem*

完成并退出屏幕后，键入 CTRL-A CTRL-\。

Linux

打开终端并运行：

screen /dev/ttyACM0

也可以尝试用 picocom 或 minicom 代替 screen。**注意：**设备名可能不是ttyACM0，也可能是ttyACM1或更大的数字。另外，要注意是否有足够的权限来访问设备（如将 uucp 或 dialout 编为一个组，或使用 sudo）。

使用REPL

自动缩进

键入以冒号结尾的 python 语句（例如 if、for、while）时，提示符将变为三个点（…），光标将缩进 4 个空格。按回车键后，下一行将以与常规语句相同的缩进或适当的额外缩进继续。如果按退格键，则会取消一级缩进。

如果光标回到起始位置，按 RETURN 键就会执行输入的代码。下面显示的是输入 for 语句后的结果（下划线表示光标的位置）：

>>> for i in range(30):
...    _

如果随后输入 if 语句，将提供额外的缩进级别：

>>> for i in range(30):
        if i > 3:
            _

现在输入 break，接着输入 RETURN，然后按 BACKSPACE 键：

>>> for i in range(30):
        if i > 3:
            break
        _

最后输入 print(i)，按 RETURN 键，按回车键，再按一次 RETURN 键：

>>> for i in range(30):
...     if i > 3:
...         break
...     print(i)
... 
0
1
2
3
>>>

如果前两行都是空格，则不会应用自动缩进功能。可以按两次 RETURN 键来完成一个复合语句的输入，然后再按第三次 RETURN 键即可完成并执行该语句。

其实以上这些跟Python的控制台是一样的。

自动补全

REPL支持自动补全，比如输入一个关键字的开头字符后按TAB键，如果输入的字符能唯一确定关键字，则自动补全关键字，如果关键字不唯一，则会列出所有以输入字符为开头的关键字。例如，首先输入 import machine 并按下 RETURN 键，导入 machine 模块。然后输入 m 并按 TAB 键，它会扩展为 machine。输入点 . 并再次按 TAB 键。应该会看到类似的内容：

>>> machine.
__name__        info            unique_id       reset
bootloader      freq            rng             idle
sleep           deepsleep       disable_irq     enable_irq
Pin

**注：**不同的开发板或固件显示的内容会有所不同

上面提到的，当有多个可能关键字时，会尽可能列出。例如，键入 machine.Pin.AF3，然后按 TAB 键，它将扩展为 machine.Pin.AF3_TIM。再次按 TAB 键将显示可能的扩展：

>>>machine.Pin.AF3_TIM
AF3_TIM10       AF3_TIM11       AF3_TIM8        AF3_TIM9
>>>machine.Pin.AF3_TIM

终止正在运行的程序

按 Ctrl-C 会中断正在运行的程序，这将引发键盘中断（KeyboardInterrupt），如果程序没有拦截键盘中断异常，则会返回 REPL。

>>>for i in range(1000000):
...    print(i)
...
...
0
1
2
3
...
6466
6467
6468
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 2, in <module>
KeyboardInterrupt:
>>>

粘贴模式

如果要在终端窗口中粘贴一些代码，自动缩进功能会把事情搞得一团糟。例如，有以下 python 代码：

def foo():
    print('This is a test to show paste mode')
    print('Here is a second line')
foo()

如果尝试粘贴到普通模式的RPEL中时，会出现下面的情况：

>>>def foo():
...        print('This is a test to show paste mode')
...            print('Here is a second line')
...            foo()
...
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 3
IndentationError: unexpected indent

如果按下 Ctrl-E，就会进入粘贴模式，该模式基本上关闭了自动缩进功能，并将提示符从 >>> 改为 ===。 例如：

>>>
paste mode; Ctrl-C to cancel, Ctrl-D to finish
=== def foo():
===     print('This is a test to show paste mode')
===     print('Here is a second line')
=== foo()
===
This is a test to show paste mode
Here is a second line
>>>

粘贴模式允许粘贴空行。粘贴的文本会像文件一样被编译。按下 Ctrl-D 可退出粘贴模式并启动编译。

软启动

软重置将重置 python 解释器，但不会重置与 MicroPython 开发板连接的方式（USB-串口或 Wifi）。可以在 REPL 中按 Ctrl-D 执行软重置，也可以在 python 代码中执行软重置：

machine.soft_reset()

例如，如果重置 MicroPython 开发板并执行 dir() 命令，就会看到类似下面的内容：

>>>dir()
['__name__', 'pyb'] 

现在创建一些变量并重复执行 dir() 命令：

>>>i = 1
>>>j = 23
>>>x = 'abc'
>>>dir()
['j', 'x', '__name__', 'pyb', 'i']
>>>

**注意：**不同的板子显示结果会有不同

现在，如果输入 Ctrl-D，并重复 dir() 命令，就会发现变量已经不存在了：

MPY: sync filesystems
MPY: soft reboot
MicroPython v1.5-51-g6f70283-dirty on 2015-10-30; PYBv1.0 with STM32F405RG
Type "help()" for more information.
>>> dir()
['__name__', 'pyb']
>>>

特殊变量 _ （下划线）

在使用REPL的时候，执行的计算结果会默认保存到一个下划线变量中，没错就是_，所以，也可以用这个变量名把结果保存到另一个变量，举例：

>>> 1 + 2 + 3 + 4 + 5
15
>>> x = _
>>> x
15
>>>

总结

REPL是MicroPython开发时经常用到的工具，结合mpremote可以帮助我们更好的进行代码的测试和调试。有关mpremote的用法可以参考另一篇文章MicroPython远程控制工具：mpremote。希望对进行MicroPython的伙伴们有所帮助，别忘了点赞收藏^_^。