MicroPython 开发

本章节包含以下部分，请按需阅读：

MicroPython 入门教程
配置开发环境
示例程序

MicroPython 入门教程

初次接触 Pico MicroPython 开发，想要快速上手？我们为您准备了一套通用的入门教程。此教程旨在帮助开发者快速熟悉 Thonny IDE 并上手开发。教程内容涵盖环境搭建、项目创建、组件使用及外设编程等，帮助您迈出 MicroPython 编程的第一步。

配置开发环境

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示例程序

MicroPython 示例程序位于示例程序包的 examples\MicroPython 目录中。

示例程序	基础例程说明	依赖库
01_MQTT	MQTT 示例程序	-

01_MQTT

【程序说明】

该示例演示 RP2350-POE-ETH 在 MicroPython 下，通过 W6300 以太网连接公网 MQTT Broker（默认 broker.emqx.io:1883），并实现：
- 订阅主题：Sub/ed229f15
- 发布主题：Pub/ed229f15
- 上电后发布一次设备状态 JSON，随后 每 10 秒发布一次（包含 CPU 主频、温度、VSYS 电压、USB/POE 插入状态、运行时间等）
开源使用注意（强烈建议首次使用就修改，避免多人/多设备冲突）
- MQTT Broker 通常要求 Client ID 在同一时刻全局唯一：两台设备使用相同 MQTT_CLIENT_ID 登录时，后连入的会把先连入的挤掉，表现为设备频繁掉线。
- Topic 如果使用固定值，多台设备的数据会混在一起，且容易被其它人误订阅/误控制。
- 建议至少修改：MQTT_CLIENT_ID、MQTT_SUB_TOPIC、MQTT_PUB_TOPIC；如你自建 Broker 或启用了鉴权，也要修改 MQTT_USERNAME、MQTT_PASSWORD。

对应到本示例的源代码，相关配置在以下位置：

main.py：Topic 定义 + 从 config.py 读取 MQTT 参数

# Constants for MQTT Topics
MQTT_SUB_TOPIC = 'Sub/ed229f15'
MQTT_PUB_TOPIC = 'Pub/ed229f15'

# MQTT Parameters
MQTT_SERVER = config.mqtt_server
MQTT_PORT = config.mqtt_port
MQTT_USERNAME = config.mqtt_username
MQTT_PASSWORD = config.mqtt_password
MQTT_CLIENT_ID = config.mqtt_client_id
MQTT_KEEPALIVE = config.mqtt_keepalive

config.py：MQTT Broker 与账号信息

mqtt_server = b'broker.emqx.io'
mqtt_port = 1883
mqtt_client_id = b'ed229f15'
mqtt_keepalive = 60
mqtt_username = b'w6300_test'
mqtt_password = b'0123456789'

【硬件连接】

使用 USB 线将开发板连接电脑（用于供电、烧录与串口日志查看）
插入网线到 RJ45 口，并确保网络可访问公网（能访问 broker.emqx.io:1883）
可选：插入 POE 网线为板子供电（程序上报 JSON 中体现 poe_inserted 状态）

【代码分析】

入口文件 main.py
- 以太网初始化 ethernet_init()
  - network.WIZNET6K() 初始化以太网接口
  - nic.ifconfig('dhcp') 开启 DHCP 获取 IP，并等待 nic.isconnected()
- MQTT 连接 mqtt_connect()
  - 使用 from umqtt.simple import MQTTClient
  - 连接成功后设置回调 client.set_callback(mqtt_recv_callback) 并订阅 MQTT_SUB_TOPIC
- 发布主题与订阅主题（默认写在 main.py 顶部常量区）：

MQTT_SUB_TOPIC = 'Sub/ed229f15'
MQTT_PUB_TOPIC = 'Pub/ed229f15'

上报（启动一次 + 每 10 秒一次）
- PUBLISH_INTERVAL = 10
- 发布的 JSON 由 device/system/message 三部分组成（当前代码中 get_network_info() 已实现但未加入 payload，你可以按需扩展）：

{
  "device": { "chip": "RP2350A", "client_id": "ed229f15" },
  "system": {
    "cpu_mhz": 150,
    "ram_kb": 520,
    "temp_c": 36.2,
    "vsys_voltage_v": 5.021,
    "vsys_adc_raw": 2048,
    "usb_inserted": true,
    "poe_inserted": false,
    "uptime": "0:00:01:23"
  },
  "message": "Hello, waveshare!"
}

订阅消息回调 mqtt_recv_callback(topic, message)
- 订阅主题收到消息后，会尝试将 payload 解析为 JSON，并按字段执行指令（支持一个 payload 同时带多个字段）：
  - {"adc": 1}：读取 VSYS 电压（GPIO29 ADC），并向 Pub/... 回包
  - {"led": 2}：设置 WS2812 颜色（GPIO25，取值 0-8）
  - {"io_dect": 1}：读取 USB/POE 插入状态（GPIO24/23），并向 Pub/... 回包
- 回包示例：

{"vsys_voltage":5.021,"vsys_adc_raw":2048}

{"led_color":2,"led_name":"RED"}

{"usb_inserted":true,"poe_inserted":false}

MQTT 库 lib/umqtt/
- simple.py：基础 MQTT 协议实现（connect/publish/subscribe/wait_msg/check_msg）
- robust.py：在 simple.py 上封装自动重连逻辑（本示例当前使用 umqtt.simple，如需更强韧性可自行切换）

【运行效果】

运行前请先完成 【硬件连接】，并按以下步骤完成烧录与部署：

烧录 MicroPython 固件（UF2）
- 进入 BOOT 模式后，将firmware\MicroPython目录下的 RP2350-POE-ETH.uf2 拖拽/复制到开发板的 U 盘盘符中完成烧录。
上传示例代码到开发板文件系统，并在 Thonny 执行运行mian.py
- examples\MicroPython\01_MQTT目录下文件：
  - main.py（MicroPython 上电自启动入口）
  - config.py
  - lib/umqtt/simple.py
  - lib/umqtt/robust.py
- 说明：lib/ 目录需要保持目录结构，最终在板子上应类似：

/
  main.py
  config.py
  lib/
    umqtt/
      simple.py
      robust.py

烧录并上传文件后复位开发板，串口会打印类似日志（不同网络环境会略有差异）：

Initialize Ethernet (W6300)
Waiting for Ethernet connection...
Ethernet connection successful!
IP address: 192.168.1.100
Subscribe to topic: Sub/ed229f15
Published: {...} -> Pub/ed229f15
...

使用任意 MQTT 客户端验证（推荐 MQTTX）
- MQTTX 客户端设置：
- RP2350-POE-ETH连接参数：
  - Host：broker.emqx.io
  - Port：1883
  - Username：w6300_test
  - Password：0123456789
  - Client ID：ed229f15
- 订阅主题：Pub/ed229f15，可收到开发板每 10 秒上报的 JSON
- 向主题 Sub/ed229f15 发布控制指令（payload 为 JSON 字符串），例如：

{"led":2}

{"adc":1,"io_dect":1}

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