【Py4OH系列教程】鸿蒙Python框架的前世今生原创精华

唐佐林

发布于 2024-11-18 16:21

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各位小伙伴，long time no see！

我是蜀鸿会唐佐林，鸽了那么久，决定再次回归社区，重启Python for OpenHarmony系列的技术教程。希望大家能够关注这个系列，一键三连哦！

1.前世今生

话说这事还得追溯到4年前。。。

2020年，还是视觉算法工程师的我收到华为的召唤：学习鸿蒙技术，打造鸿蒙系统，推动鸿蒙生态发展。这个召唤让我非常开心，毕竟能在初期就参与一个未来可期的系统开发是非常难得的！没有一点点迟疑，我立即就加入了当时还只有百来人的鸿蒙团队。

都说众人拾柴火焰高，没人能够熄灭满天的星光。做出一个系统容易，但要推广一个系统，让大家都愿意使用这个系统就有难度了。因此，要扩大鸿蒙生态圈就必须面对这个令人头疼的问题：怎么让更多人可以轻松愉快的上手鸿蒙开发？？？

【Py4OH系列教程】鸿蒙Python框架的前世今生-鸿蒙开发者社区

为了解决这个问题，我把目光瞄向了Python语言！Python语言简单易学，从小学生到大学生，从专业开发者到非计算机专业人群都可以学习使用，几乎是人均可学，编程入门首选。所以，一个大胆的想法在我脑中闪现：在鸿蒙上支持Python语言，团结Python开发者，一起推动国产系统的发展！于是，说干就干，我把可以找到的Python框架都做了技术验证，从多个维度进行了比较，最终选择MicroPython进行改造。为了规避未来可能的风险，我并没有选择对MicroPython进行移植，而是做减法，直接把MicroPython中的Python语言解释器给抽取出来，并适配到OpenHarmony！有了Python语言解释器，我就可以自定义SDK和开发框架了，以简单易用为最终目标，帮助大家快速入门鸿蒙开发。

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最初的Demo完成后，这个Python for OpenHarmony的项目（Py4OH）得到了PMC的关注，并以此为契机成立了OH Python SIG，我作为Leader领导Python在OpenHarmony上的实践与应用。。。

2.登场首秀

2021年11月，第一个具备完整开发功能的Py4OH框架在社区发布。

整个框架包含以下三个部分：

Py4OH 引擎 – OpenHarmony 上的 Python 语言解析器以及内置接口
Py4OH REPL – PC 上的 Python 交互命令行，用于与 Py4OH 引擎通信完成设备编程
Py4OH 库 – 为 OpenHarmony 硬件定制开发的 Python 库，简化设备开发

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Py4OH框架支持 repl 和 app 两种设备运行模式，其中 repl 模式为动态编程方式，在开发阶段使用，对Python程序进行动态调试；app 模式用于Python程序的最终部署执行，该模式下，设备上电后加载main.py执行。

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Py4OH动态编程示例：

D.T.Py40H >>> %connect(192.168.1.40)
Connection is OK!

D.T.Py40H >>> import math

D.T.Py40H >>> r = 5

D.T.Py40H >>> area = math.pi * (r ** 2)

D.T.Py40H >>> print('area ='+ str(area))
area = 78.53981633974484

以上代码是在Py4OH-REPL交互式命令行中动态输入的，大家可以看到通过逐步输入Python代码算出了半径为5的圆面积；其中计算结果在PC上展示，而计算过程是在OpenHarmony设备上完成。整个过程无需编译也无需烧写，代码完成即可执行，做到OpenHarmony设备开箱即用。

3.外设驱动

除了开箱即用，Py4OH另一个值得推荐的特性是：用纯面向对象的程序设计范式编写外设驱动！

LED驱动示例（led.py）：

import gpio

class Led:
    def __init__(self, pin_num):
        self.pin_num = pin_num
        self.is_on = False
        gpio.gpio_init(self.pin_num)
        func = gpio.query_func_value(self.pin_num, 'gpio')
        gpio.set_func(self.pin_num, func)
        gpio.set_dir(self.pin_num, gpio.dir_out)
        gpio.set_output(self.pin_num, 0)
                
    def on(self):
        gpio.set_output(self.pin_num, 1)
        self.is_on = True
        
    def off(self):
        gpio.set_output(self.pin_num, 0)
        self.is_on = False

LED控制示例（main.py）：

import os
import led

# 创建10号引脚上的 Led 对象
# 通过 Led 对象控制 LED 灯的亮和灭
light = led.Led(10)  

while True :
    light.on()     # 点亮10号引脚上的LED灯
    os.sleep(1)    # 休眠1秒
    light.off()    # 关闭10号引脚上的LED灯
    os.sleep(1)    # 休眠1秒

上面的代码完成了嵌入式开发入门的“Hello World”级程序：点亮LED灯。

led.py文件中的Led是一个用面向对象范式编写的类（class），这个类的构造函数（__init__）做好了点亮LED灯的准备工作，on() 和 off() 方法用于控制LED灯的亮和灭。
main.py文件是程序的入口文件，执行后首先创建Led对象，之后用Led对象对10号引脚上的LED灯进行控制。

整个程序逻辑非常简单，也就是控制目标LED灯的状态。各位小伙伴可以使用C语言在OpenHarmony设备上实现同样功能的程序，对比体会一下基于Py4OH框架开发的优势！

4.硬件支持

目前Py4OH已经支持了众多的OpenHarmony设备，比如：小凌派开发套件，小熊派开发套件，大师兄系列开发套件等；正在适配的设备有：STM32F407系列，Esp32系列，Hi3863系列。

另外，蜀鸿会官方也推出了自己的Py4OH创客套件（蜀鸿熊猫派），可基于该套件自行动手搭建创意作品，也可直接用于产品原型验证。

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