python向microPython的repl发送串口命令驱动ws2812（附避坑指南）

microPython驱动ws2812的方法

用microPython给esp8266写代码之后，越来越喜欢这种脚本语言，相对于arduino来写，节省了大量的编译时间，随手就能看到结果。尤其是使用arduino来写esp8266/esp32，编译时间比uno长了无数倍。
但是，用microPython来写，代码也是运行在单片机上，调试的手段也是用print打印出变量的状态，相对来说有点低效。
最近在给ws2812的矩阵写特效玩，所以我又换了一个思路。如果能用python计算出灯带颜色值，然后输出给microPython，那就可以在本机调试代码，打断点也非常方便了。等到算法都调试好，移植到microPython上面，基本上就是复制粘贴的事情了。

microPython驱动ws2812一般是使用neopixel库，调用其中的fill或者write方法即可。这个库的核心代码其实就是一句话：

machine.bitstream(machine.Pin(4, machine.Pin.OUT), 0, (400, 850, 800, 450),b'\x00,\x2e,\x00')
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bitstream的用法

具体的参数不用太操心，主要就是第一个参数和第四个参数，第一个参数是输出的pin，第四个参数是输出的数组，也就是每个灯珠的rgb，格式为bytearray，约等于c语言的byte数组，每个元素为0-255的数字。
第三个参数(400, 850, 800, 450)代表的是高低电平时间，如果数据是800kHz，那么每位数据的时间就是1250ns，再根据neopixel的高低电平规定，定义出0的高电平是400ns，低电平是850ns，1的高电平是800ns，低电平是450ns。如果是用400kHz的码率通讯，根据neopixel.py的定义 (800, 1700, 1600, 900)要重新定义上述时序，但是没有实际测试过，按手头资料来看，ws2812只是对高电平时间敏感，低电平的时间多拉长一些也没有关系。
bitstream的定义时序方式，是否可以模拟出arduino的shiftout功能，也可以试试看。

python计算ws2812的值然后输出

将灯带的颜色值用python数组存储，然后转成bytearay，再转成microPython的rpel命令。

import serial
import time
ser=serial.Serial("COM8",115200,timeout=5)#打开串口
result=ser.write("\r\n".encode())#写入命令，要使用encode编码
time.sleep(0.1)#两次串口
result=ser.write("import machine\r\n".encode())
time.sleep(0.05)
buf=bytearray([0,0,0]*64)#灯带颜色数组
buf[3]=20
buf[0]=10
time.sleep(0.1)
cmdStr2="machine.bitstream(machine.Pin(4, machine.Pin.OUT), 0, (400, 850, 800, 450),"+str(buf)+")\r\n"
result=ser.write(cmdStr2.encode())
ser.close()
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坑在哪里

坑就在time.sleep这里，一开始我没想到这点，结果发送串口命令总是失败，一直在折腾编码的问题，后来用串口助手软件接收自己发送的数据，终于发现，原来分次发送的命令，因为中间没有间隔时间，串口是当做一行来接收的。测试了一下，间隔0.05s发送的是比较稳妥的，但是这样也就意味着灯带特效，两次颜色刷新的间隔至少0.05秒。看来要想快速刷新，需要在microPython那边想办法，不使用repl的uart0，使用uart1来自己解析字符串，然后再刷新灯带，这样应该是最快的方案了。