【雕爷学编程】MicroPython手册之 ESP32 特定端口库 esp32.Partition.ioctl()

MicroPython是为了在嵌入式系统中运行Python 3编程语言而设计的轻量级版本解释器。与常规Python相比，MicroPython解释器体积小(仅100KB左右)，通过编译成二进制Executable文件运行，执行效率较高。它使用了轻量级的垃圾回收机制并移除了大部分Python标准库，以适应资源限制的微控制器。

MicroPython主要特点包括:
1、语法和功能与标准Python兼容,易学易用。支持Python大多数核心语法。
2、对硬件直接访问和控制,像Arduino一样控制GPIO、I2C、SPI等。
3、强大的模块系统,提供文件系统、网络、图形界面等功能。
4、支持交叉编译生成高效的原生代码,速度比解释器快10-100倍。
5、代码量少,内存占用小,适合运行在MCU和内存小的开发板上。
6、开源许可,免费使用。Shell交互环境为开发测试提供便利。
7、内置I/O驱动支持大量微控制器平台，如ESP8266、ESP32、STM32、micro:bit、掌控板和PyBoard等。有活跃的社区。

MicroPython的应用场景包括:
1、为嵌入式产品快速构建原型和用户交互。
2、制作一些小型的可 programmable 硬件项目。
3、作为教育工具,帮助初学者学习Python和物联网编程。
4、构建智能设备固件,实现高级控制和云连接。
5、各种微控制器应用如物联网、嵌入式智能、机器人等。

使用MicroPython需要注意:
1、内存和Flash空间有限。
2、解释执行效率不如C语言。
3、部分库函数与标准版有差异。
4、针对平台优化语法,订正与标准Python的差异。
5、合理使用内存资源,避免频繁分配大内存块。
6、利用原生代码提升速度关键部位的性能。
7、适当使用抽象来封装底层硬件操作。

总体来说,MicroPython让Python进入了微控制器领域，是一项重要的创新，既降低了编程门槛，又提供了良好的硬件控制能力。非常适合各类物联网和智能硬件的开发。

MicroPython的esp是指针对ESP8266和ESP32芯片的MicroPython固件和相关软件库。ESP8266和ESP32是一类广泛应用于物联网和嵌入式系统的低成本、低功耗的Wi-Fi和蓝牙模块。MicroPython的esp为这两种芯片提供了高级的脚本编程环境，使开发者能够使用Python语言进行快速原型设计和开发。

ESP8266：是一款低成本、低功耗的Wi-Fi模块/芯片，由Espressif Systems开发。它内置了TCP/IP协议栈，可以用于连接互联网，并具备较强的处理能力。MicroPython的esp提供了针对ESP8266的固件和相关软件库，使开发者可以使用MicroPython语言进行ESP8266应用的开发。

ESP32：是Espressif Systems推出的一款高度集成的Wi-Fi和蓝牙模块/芯片，与ESP8266相比，它具备更强大的处理能力、更多的外设接口和更多的内存。MicroPython的esp也提供了针对ESP32的固件和相关软件库，使开发者可以使用MicroPython语言进行ESP32应用的开发。

MicroPython的esp固件：是专门针对ESP8266和ESP32芯片的MicroPython固件版本。这些固件经过了针对性的优化，使得它们可以在ESP8266和ESP32上运行，并提供了与硬件交互、网络通信和外设控制等功能的API。

软件库：MicroPython的esp还提供了一系列与ESP8266和ESP32硬件相关的软件库，用于简化和加速开发过程。这些软件库提供了丰富的功能接口，涵盖了Wi-Fi、蓝牙、GPIO（通用输入输出）、I2C、SPI、PWM等常用的硬件和通信协议，使开发者可以方便地访问和控制硬件资源。

esp32.Partition.ioctl() 是 MicroPython 中用于控制 ESP32 分区的方法。它提供了对分区进行底层操作和配置的能力。下面是对其主要特点、应用场景和需注意事项的详细解释，并给出了三个实际运用程序案例：

主要特点：

esp32.Partition.ioctl() 方法用于执行底层的 I/O 控制操作，可以对分区进行各种配置和控制。
该方法接受两个参数：cmd 和 arg。cmd 是一个整数，表示要执行的特定命令，arg 是一个参数，用于传递给该命令的额外数据。
可以通过 esp32.Partition.ioctl() 方法与底层分区进行交互，实现更高级的功能和操作。

应用场景：

esp32.Partition.ioctl() 方法适用于需要对 ESP32 分区进行底层配置和控制的场景。
可以使用该方法进行分区的格式化、校验、加密等操作。
该方法还可以用于读取和设置分区的属性，如访问权限、标签、保护等。

需注意事项：

在使用 esp32.Partition.ioctl() 方法之前，需要先导入 esp32 模块。
使用该方法时，请确保提供正确的命令和参数，以免对分区造成损坏或意外结果。
由于 esp32.Partition.ioctl() 方法提供了对底层分区的直接控制，因此需要谨慎使用，避免不必要的操作。

下面是几个实际运用程序案例：

案例1：格式化分区：
:

import esp32

# 获取分区对象
partition = esp32.Partition(0)

# 格式化分区
partition.ioctl(esp32.Partition.IOCTL_FORMAT, 0)

print("分区已格式化.")

案例2：设置分区保护：
:

import esp32

# 获取分区对象
partition = esp32.Partition(1)

# 设置分区保护
partition.ioctl(esp32.Partition.IOCTL_SET_PROTECT, 1)

print("分区已设置保护.")

案例3：获取分区访问权限：
:

import esp32

# 获取分区对象
partition = esp32.Partition(2)

# 获取分区访问权限
access = partition.ioctl(esp32.Partition.IOCTL_GET_ACCESS)

print("分区访问权限:", access)

请注意，上述示例中的分区 ID 可能需要根据实际的分区配置进行调整。您可以根据 ESP32 上的分区布局和需求选择适当的分区 ID 进行操作。同时，确保在使用 esp32.Partition.ioctl() 方法时，提供正确的命令和参数，并遵循相关文档和指南以确保正确而安全的操作分区。

案例4：控制分区的擦除操作：

import machine

# 打开分区
partition = machine.Partition('data')

# 发送擦除命令
partition.ioctl(0x100)

# 等待擦除完成
while partition.ioctl(0x101) == 0:
    pass

# 擦除完成
print("分区已擦除")

在这个例子中，我们使用esp32.Partition.ioctl()方法来控制分区执行擦除操作。我们首先使用machine.Partition()方法打开一个名为’data’的分区。然后，我们使用ioctl()方法发送擦除命令（0x100）。接下来，我们使用一个循环来等待擦除操作完成，通过不断检查ioctl()方法返回的状态码（0x101）。最后，当擦除操作完成时，我们打印一条消息来确认。

案例5：获取分区的大小：:

import machine

# 打开分区
partition = machine.Partition('data')

# 获取分区大小
size = partition.ioctl(0x200)

# 输出分区大小
print("分区大小：{} 字节".format(size))

在这个例子中，我们使用esp32.Partition.ioctl()方法来获取分区的大小。我们首先使用machine.Partition()方法打开一个名为’data’的分区。然后，我们使用ioctl()方法发送获取分区大小的命令（0x200）。接下来，我们将返回的大小值存储在变量size中，并使用print()函数输出分区大小。

案例6：设置分区的保护模式：:

import machine

# 打开分区
partition = machine.Partition('data')

# 设置分区为只读模式
partition.ioctl(0x300)

# 尝试写入数据到只读分区
try:
    with open('/data/test.txt', 'w') as file:
        file.write("Hello, World!")
except OSError as e:
    print("无法写入到只读分区：", e)

在这个例子中，我们使用esp32.Partition.ioctl()方法来设置分区的保护模式。我们首先使用machine.Partition()方法打开一个名为’data’的分区。然后，我们使用ioctl()方法发送设置只读模式的命令（0x300）。接下来，我们尝试在只读分区中写入数据。由于分区已设置为只读模式，所以会引发OSError异常。我们捕获异常并打印相应的错误消息。

案例7：获取分区的大小：

import esp32

partition = esp32.Partition(esp32.Partition.RUNNING)
size = partition.ioctl(esp32.IOCTL_PARTITION_GET_SIZE)
print("Partition size:", size, "bytes")

在这个示例中，我们使用esp32.Partition()类来获取当前运行的分区对象。然后，通过调用分区对象的ioctl()方法，并传递esp32.IOCTL_PARTITION_GET_SIZE作为参数，我们可以获取分区的大小。返回的结果将是分区的大小（以字节为单位），我们将其打印输出。

案例8：设置分区的保护模式：

import esp32

partition = esp32.Partition(esp32.Partition.RUNNING)
partition.ioctl(esp32.IOCTL_PARTITION_SET_PROTECTION, esp32.PARTITION_PROTECT_READ_ONLY)

在这个示例中，我们使用esp32.Partition()类来获取当前运行的分区对象。然后，通过调用分区对象的ioctl()方法，并传递esp32.IOCTL_PARTITION_SET_PROTECTION和esp32.PARTITION_PROTECT_READ_ONLY作为参数，我们可以将分区设置为只读保护模式。这将防止对分区的写入操作。

案例9：擦除分区数据：

import esp32

partition = esp32.Partition(esp32.Partition.RUNNING)
partition.ioctl(esp32.IOCTL_PARTITION_ERASE)

在这个示例中，我们使用esp32.Partition()类来获取当前运行的分区对象。然后，通过调用分区对象的ioctl()方法，并传递esp32.IOCTL_PARTITION_ERASE作为参数，我们可以擦除分区的数据。这将清除分区中的所有内容。

这些示例展示了esp32.Partition.ioctl()方法的实际应用。它可以帮助您执行不同的控制操作，如获取分区大小、设置保护模式、擦除分区数据等。请注意，具体的分区ID和操作可能会因ESP32的配置和固件版本而有所不同，请根据您的实际情况进行调整。