Většina ukázek z tohoto prvního tutoriálu bude fungovat i na běžném počítači při použití Pythonu (verze 3.5+). Cílem je základní představení, částečné pochopení a procvičení elementárních základů. Pokračování, kde už využijeme ESP32 s MicroPythonem, je v samostatném tutoriálu: Tutorial2. Pro ten už si ale musíte nainstalovat MicroPython na ESP.
Po restartu nám ESP32 posílá do našeho počítače na terminál první zprávy s využitím REPL (Read–eval–print loop).
Zeleně jsou systémové informace, které nás v tuto chvíli nezajímají.
Po stisknutí CTRL-C se přeruší běh programu a uvidíme verzi MicroPythonu:
MicroPython v1.13-7-g5060270c6-build-octopusLAB on 2020-09-05;
ESP32 module (spiram) with ESP32
Type "help()" for more information.
>>>
Samozřejmě platí i pro Python, že CTRL-C přeruší běh programu.
>>> toto je takzvaný "prompt", terminálová výzva, abychom tam něco napsali - příkaz nebo "posloupnost příkazů".
>>> a = 123 # do proměnné s názvem "a" se uložila hodnota (číslo 123)
>>> a # vytiskne / zobrazí hodnotu proměnné
123 # nebo print(a)
>>> a + 10
133 # zobrazí vypočtenou hodnotu (jako kalkulačka)Python zde běží v takzvaném interaktivním módu. Po každém vložení řádku (nebo bloku řádků) se okamžitě napsaný příkaz (nebo skupina příkazů) provede a čeká na další výzvu zobrazením >>>.
Je to výhodné pro testování jednotlivých příkazů, pro výuku nebo průběžné modifikace.
>>> x = y = z = 123 # přiřazení pro více proměnných najednou
>>> z
123
>>> x, y = 123, 567 # přiřazení více hodnot
>>> y
567Někdy chceme použít i složitější matematické výrazy, než je
+ sčítání | - odčítání | * násobení | / dělení
Pro další matematické funkce a konstanty použijeme knihovnu math.
>>> import math # knihovnu importujeme, až když ji potřebujeme,
# jinak nám zbytečně blokuje operační paměť
>>> math.log10(1000) # funkce logaritmus o základu deset je jednou z metod knihovny math
3.0
>>> math.pi # konstanta Pí (není to metoda!)
3.141593 # a počet desetinných míst je omezený
!!! note Toto není výuka programování – ale jen ukázky a experimenty s přihlédnutím na sadu knihoven a modulů octopusLab pro práci s vybraným hardware. Pro podrobnější proniknutí do tajů programování v Pythonu doporučujeme:
- [naucse.python.cz](https://naucse.python.cz/)
- [naucse.python.cz/course/mi-pyt/intro/micropython](https://naucse.python.cz/course/mi-pyt/intro/micropython/)
- [howto.py.cz](http://howto.py.cz/index.htm)
>>> hodnota = 123
>>> print(hodnota) # > 123 | vypíše obsah proměnné s názvem hodnota (korektně)
>>> print(math.pi) # > 3.141593
Zkuste si napsat help(). V Pythonu uvidíte asi něco jiného než v obecném MicroPythonu.
více...
(klikněte pro obsah) V MicroPythonu pro ESP se po help() vypíše:
>>> help() Welcome to MicroPython on the ESP32!For generic online docs please visit http://docs.micropython.org/
For access to the hardware use the 'machine' module:
import machine pin12 = machine.Pin(12, machine.Pin.OUT) pin12.value(1) pin13 = machine.Pin(13, machine.Pin.IN, machine.Pin.PULL_UP) print(pin13.value()) i2c = machine.I2C(scl=machine.Pin(21), sda=machine.Pin(22)) i2c.scan() i2c.writeto(addr, b'1234') i2c.readfrom(addr, 4)
Basic WiFi configuration:
import network sta_if = network.WLAN(network.STA_IF); sta_if.active(True) sta_if.scan() # Scan for available access points sta_if.connect("<AP_name>", "") # Connect to an AP sta_if.isconnected() # Check for successful connection
Control commands: CTRL-A -- on a blank line, enter raw REPL mode CTRL-B -- on a blank line, enter normal REPL mode CTRL-C -- interrupt a running program CTRL-D -- on a blank line, do a soft reset of the board CTRL-E -- on a blank line, enter paste mode
For further help on a specific object, type help(obj) For a list of available modules, type help('modules')
Sem patří například + pro sčítání, - pro odčítání, * násobení a / dělení.
A je jich mnohem více.
více...
(klikněte pro obsah) Informativní výčet operátorů v MicroPythonu:
Operator Description ======================== ================== lambda Lambda expression or Boolean OR and Boolean AND not x Boolean NOT in, not in Membership tests is, is not Identity tests <, <=, >, >=, <>, !=, == Comparisons | Bitwise OR ^ Bitwise XOR & Bitwise AND <<, >> Shifts +, - Addition and subtraction *, /, % Multiplication, division, remainder +x, -x Positive, negative ~x Bitwise not ** Exponentiation x.attribute Attribute reference x[index] Subscription x[index:index] Slicing f(arguments...) Function call (expressions...) Binding or tuple display [expressions...] List display {key:datum...} Dictionary display `expressions...` String conversion ...
>>> help("modules")
více...
(klikněte pro obsah), Které "moduly" jsou aktuálně v Micropythonu dostupné help("modules")
>>> help()(Verze 1.13):
main inisetup ubluetooth ure _boot machine ucollections urequests _onewire math ucryptolib uselect _thread micropython uctypes usocket _uasyncio neopixel uerrno ussl _webrepl network uhashlib ustruct apa106 ntptime uhashlib usys btree onewire uheapq utils/octopus_initial builtins ssd1306 uio utils/wifi_connect cmath uarray ujson utime dht uasyncio/init umqtt/robust utimeq ds18x20 uasyncio/core umqtt/simple uwebsocket esp uasyncio/event uos uzlib esp32 uasyncio/funcs upip webrepl flashbdev uasyncio/lock upip_utarfile webrepl_setup framebuf uasyncio/stream upysh websocket_helper gc ubinascii urandom Plus any modules on the filesystem
A po importu se můžete dotázat na každý modul samostatně (podobně i math. + TAB):
>>> import math
>>> help(math)
object <module 'math'> is of type module
__name__ -- math
e -- 2.718282
pi -- 3.141593
sqrt -- <function>
pow -- <function>
exp -- <function>
expm1 -- <function>
log -- <function>
log2 -- <function>
log10 -- <function>
cosh -- <function>
sinh -- <function>
tanh -- <function>
acosh -- <function>
asinh -- <function>
atanh -- <function>
cos -- <function>
sin -- <function>
...
!!! hint "Python je jednoduchý"
- logické členění se provádí pomocí striktního odsazování bloků
- pozor na závorky u metod a funkcí `print("řetězec")` a uvozovky pro takzvané *řetězce (shluky písmen, co nejsou číslo)*
- pozor na dvojtečku za deklarací funkce, cyklu nebo podmínky: def funkce(parametr)`:`
Víceřádkové "dočasné definice vlastních funkcí" se provádí pomocí def název(parametry): - odsazení za nás udělá REPL ... nezapomenout na dvojtečku!
>>> def suma(x, y):
... return x + y
>>> suma (1, 2)
3
!!! error "Odsazování"
- zmínili jsme už, že logické členění se provádí pomocí striktního **odsazování** bloků
- při psaní jednořádkových pokusů v terminálu (po `>>>`) Vám po řádku končícím dvojtečkou Python sám předvyplní
symbolické tři tečky `...` jako odsazení *viz předchozí ukázka*, ale pozor! Při psaní programu do souboru se odsazuje pomocí mezer
(doporučeno 3 nebo 4) nebo TABulátorem.
A musí to být stále stejně! Kombinace mezer a TAB je také **syntaktická chyba**.
Píšeme-li postupně řádek po řádku - příkaz po příkaze, odsazování není potřeba. Až v definování procedur, v cyklech nebo podmínkách - tedy "po dvojtečce" :
- program bude pokračovat až po uplynutí dané doby:
from time import sleep, sleep_ms # importujeme jen potřebné knihovny
sleep(1) # 1 sekunda pauza
sleep_ms(100) # 100 milisekund pauza
sleep_us(50) # 50 mikrosekund pauza
Občas se nám v programu hodí vygenerovat pseudonáhodné číslo (pro testování, jednoduché hry nebo speciální efekty).
>>> from os import urandom
>>> urandom(1)[0]
42i = 0
while (i < 3):
print(i)
i += 1Vypíše:
1
2
3
S "dospělým" Pythonem si můžete vyzkoušet více 🡒 naucse.python/cykly
Příkazy pro řízení toku programu (if, for, break, continue...)
if - vyhodnotí podmínku a podle toho něco vykoná nebo pokračuje (dochází k větvení "toku" programu).
from os import urandom
num = urandom(1)[0]
if (num < 100):
print("number {0} < 100".format(num))Povšimněte si konstrukce format, kdy můžeme do řetězce vložit proměnnou, aniž bychom ho postupně "slepovali".
Ternární operátor (if na jenom řádku):
fruit = 'Apple'
isApple = True if fruit == 'Apple' else Falsea, b = 10, 20
# Copy value of a in min if a < b else copy b
min = a if a < b else b
print(min)
# 10S "dospělým" Pythonem si můžete vyzkoušet více 🡒 naucse.python/podminky
Ještě drobná vsuvka - cykly a podmínky jsme zmínili v předchozí části, nyní použijeme jednu základní formu: "nekonečný cyklus":
>>> while podmínka:
... prováděj_pokud_je_splněná_podmínka()
>>> a = 0
>>> while True:
... a += 1
... print(a)
v nekonečné smyčce se maximální rychlostí vypisuje obsah zvětšující se proměnné "a".
!!! hint " Vychytávka [TAB]"
Když chcete v Pythonu nebo MicroPythonu něco napsat, naučte se využívat TABulátor (klávesa TAB). Když například po promptu >>> chcete napsat octopus_initial.setup(), zkuste napsat pouze prvních pár písmen a pak zmáčknout TAB:
>>> oc [TAB] a systém vám doplní nebo dá vybrat. Stejně tak po tečce: octopus_initial. stačí napsat se a pak TAB - a "našeptávač" automaticky doplní setup (nezapomeňte na závorky (), je to metoda).
Python umožňuje i složitější "konstrukce" typu:
# vyfiltruj sudá čísla do desítky:
>>> list(filter(lambda x: x%2 == 0, range(10)))
[0, 2, 4, 6, 8]
# do listu (pole) specifické trojice:
>>> list(5 * x + y for x in range(5) for y in [3, 2, 1])
[3, 2, 1, 8, 7, 6, 13, 12, 11, 18, 17, 16, 23, 22, 21]
Zkuste se obeznámit s některými "datovými strukturami" typu: řetězec, pole, seznam, slovník nebo pokročilejší databáze. Tomuto tématu se podrobněji věnujeme v samostatném workshopu: ws-python-data