概述

本示例演示如何在 RC3506 开发板上使用 MicroPython 控制 LED，通过自定义 C 扩展模块 my_led 封装 RT-Thread GPIO 操作，实现 LED 的开关与翻转功能，帮助用户掌握在 MicroPython 中编写自定义硬件驱动模块的方法。

MicroPython C 扩展模块简介

MicroPython 允许开发者使用 C 语言编写扩展模块，将底层硬件操作封装为 Python 对象和方法。 相比纯 Python 实现，C 扩展模块执行效率更高、占用内存更少，适合对实时性和资源有严格要求的嵌入式场景。 模块通过标准的类型注册机制挂载到 MicroPython 全局命名空间，Python 侧可直接 import 使用。

创建工程点击展开

1. 依次点击 “文件” -> “新建” -> "RT-Thread RuiChing App 项目"。

   

2. 在弹出新建向导中选择 开发版 、BSP: 、示例 、 调试器/下载器。选择好之后点击 “完成”。

   

3. 点击 “完成” 后，等待工程创建完成。

   

4. 创建完成。

   

构建工程点击展开

1. 单击工程使工程进入 Active-Debug 模式。

   

2. 点击工具栏上的构建按钮进行工程编译。

   

3. 构建成功后，会显示构建成功的信息。

   

固件下载点击展开

1. 固化设备树

   

2. 固化 APP

   

核心示例代码

LED 模块相关代码

• led_obj_t 结构体：定义 LED 对象，包含引脚号和有效电平两个属性，不同 LED 的硬件差异都封装在里面；
• my_led_make_new：构造函数，Python 侧创建 LED 对象时调用，根据传入的编号（RED / BLUE）配置对应引脚，并将 LED 设为默认熄灭；
• mp_module_my_led：将整个 LED 类型注册为一个 Python 模块，Python 侧通过 import my_led 使用；

my_led_module.c

typedef struct _led_obj_t
{
    mp_obj_base_t base;
    rt_base_t pin;
    rt_bool_t active_level;
} led_obj_t;

// 创建LED对象：根据编号选择引脚和有效电平
STATIC mp_obj_t my_led_make_new(const mp_obj_type_t *type, size_t n_args,
    size_t n_kw, const mp_obj_t *all_args)
{
    mp_arg_check_num(n_args, n_kw, 1, 1, false);

    led_obj_t *self = m_new_obj(led_obj_t);
    self->base.type = type;

    switch (mp_obj_get_int(all_args[0]))
    {
        case BOARD_LED_RED:
            self->pin = LED1_PIN_NUM;
            self->active_level = PIN_HIGH;
            break;
        case BOARD_LED_BLUE:
            self->pin = LED2_PIN_NUM;
            self->active_level = PIN_LOW;
            break;
        default:
            mp_raise_ValueError("Invalid LED, only support RED and BLUE");
    }

    rt_pin_mode(self->pin, PIN_MODE_OUTPUT);
    my_led_set_state(self->pin, !self->active_level); // 默认熄灭

    return MP_OBJ_FROM_PTR(self);
}

// 注册方法和常量到LED类型
STATIC const mp_rom_map_elem_t my_led_locals_dict_table[] =
{
    { MP_ROM_QSTR(MP_QSTR_on),     MP_ROM_PTR(&my_led_on_obj) },
    { MP_ROM_QSTR(MP_QSTR_off),    MP_ROM_PTR(&my_led_off_obj) },
    { MP_ROM_QSTR(MP_QSTR_toggle), MP_ROM_PTR(&my_led_toggle_obj) },

    { MP_ROM_QSTR(MP_QSTR_BLUE),   MP_ROM_INT(BOARD_LED_BLUE) },
    { MP_ROM_QSTR(MP_QSTR_RED),    MP_ROM_INT(BOARD_LED_RED) },
};
STATIC MP_DEFINE_CONST_DICT(my_led_locals_dict, my_led_locals_dict_table);

// 定义LED类型
const mp_obj_type_t my_led_type =
{
    { &mp_type_type },
    .name = MP_QSTR_LED,
    .make_new = my_led_make_new,
    .locals_dict = (mp_obj_dict_t*)&my_led_locals_dict,
};

// 注册模块到全局命名空间
STATIC const mp_rom_map_elem_t my_led_module_globals_table[] =
{
    { MP_ROM_QSTR(MP_QSTR___name__), MP_ROM_QSTR(MP_QSTR_my_led) },
    { MP_ROM_QSTR(MP_QSTR_LED),      MP_ROM_PTR(&my_led_type) },
};
STATIC MP_DEFINE_CONST_DICT(my_led_module_globals, my_led_module_globals_table);

const mp_obj_module_t mp_module_my_led =
{
    .base = { &mp_type_module },
    .globals = (mp_obj_dict_t*)&my_led_module_globals,
};

运行示例

操作步骤：

1. 将程序下载到开发板
2. 打开串口终端连接开发板
3. 在 MSH 命令行中输入 python 进入 MicroPython 交互式环境
4. 输入 import my_led 导入 LED 模块
5. 创建 LED 对象并调用 on/off/toggle 方法控制 LED

预期结果：

• 运行 my_led.LED(my_led.LED.RED)：创建红色 LED 对象，LED 默认熄灭
• 运行 led.on()：红色 LED 点亮
• 运行 led.off()：红色 LED 熄灭
• 运行 led.toggle()：LED 状态翻转（亮变灭、灭变亮）
• 传入非法编号（如 my_led.LED(3)）：抛出 ValueError 异常

rtt 终端

msh />python

MicroPython v1.13-148-ged7ddd4 on 2020-11-03; Universal python platform with RT-Thread
Type "help()" for more information.
>>> import my_led
>>> led_red = my_led.LED(my_led.LED.RED)
>>> led_red.on()
>>> led_red.off()
>>> led_red.toggle()
>>> led_red.toggle()
>>> led_blue = my_led.LED(my_led.LED.BLUE)
>>> led_blue.on()
>>> led_blue.off()
>>> led_invalid = my_led.LED(3)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: Invalid LED, only support RED and BLUE