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【MicroPython玩转RISC-V MCU从0到1】篇一:RISC-VduinoDUE Board现在已经支持Python3(MicroPython)编程

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    发表于 2022-6-11 20:22:11 | 显示全部楼层 |阅读模式

    有人预言,RISC-V或将是继Intel和Arm之后的第三大主流处理器体系。欢迎访问全球首家只专注于RISC-V单片机行业应用的中文网站

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    【MicroPython 玩转 RISC-V MCU 从 0 到 1】篇一

    RISC-Vduino DUE开发板教程-【MicroPython玩转RISC-V MCU从0到1】篇一:RISC-VduinoDUE Board现在已经支持Python3(MicroPython)编程risc-v单片机中文社区(1)

       RISC-VduinoDUE Board新版支持Python3(MicroPython)编程,助力RISC-V初学者轻松玩转RISC-V MCU,采用最近发布的【调试工具】PuTTY 0.77,实现MicroPython编写程序控制硬件RISC-Vduino DUE Board板卡,实现HelloWorld开关LED灯效果。(肯定也支持控制小车或者传感器采集,后续分享。)
    RISC-Vduino DUE开发板教程-【MicroPython玩转RISC-V MCU从0到1】篇一:RISC-VduinoDUE Board现在已经支持Python3(MicroPython)编程risc-v单片机中文社区(2)
    RISC-Vduino DUE开发板教程-【MicroPython玩转RISC-V MCU从0到1】篇一:RISC-VduinoDUE Board现在已经支持Python3(MicroPython)编程risc-v单片机中文社区(3)

    一、microPython背景介绍

    什么是Python?

         Python由荷兰数学和计算机科学研究学会的吉多·范罗苏姆于1990年代初设计,作为一门叫做ABC语言的替代品。Python提供了高效的高级数据结构,还能简单有效地面向对象编程。Python语法和动态类型,以及解释型语言的本质,使它成为多数平台上写脚本和快速开发应用的编程语言,随着版本的不断更新和语言新功能的添加,逐渐被用于独立的、大型项目的开发。Python解释器易于扩展,可以使用 C语言 C++(或者其他可以通过C调用的语言)扩展新的功能和数据类型。 Python也可用于可定制化软件中的扩展程序语言。Python丰富的标准库,提供了适用于各个主要系统平台的源码或机器码。2021年10月,语言流行指数的编译器Tiobe将Python加冕为最受欢迎的编程语言,20年来首次将其置于 Java、CJavaScript 之上。

    什么是microPython?
           MicroPython包括在小型嵌入式开发板上运行的标准Python解释器。使用microPython,您可以编写Python脚本来控制硬件。例如,您可以使LED闪烁,与温度传感器通讯,控制电机并在互联网上发布传感器读数。值得注意的是,这种嵌入式设备的固件通常以汇编,C或C ++编码,但是通过使用microPython,您可以获得与高级Python几乎相同的结果。

    MicroPython与Python不同之处?

          与桌面版本的Python不同,microPython是微控制器的精简版本。因此它不支持所有Python库和功能。在微控制器的领域里,固件都是直接刻录到ROM(也称为程序存储器),并且没有文件系统。microPython直接在微控制器的闪存上实现最精简的文件系统类型。如果设备具有1MB或更多的存储空间,那么它将被设置(首次启动时)以包含文件系统。该文件系统使用 FAT格式,并通过microPython固件存储在闪存中。这为您提供了在主Python程序中访问,读取和写入文件的功能,以实现灵活存储操作。

         MicroPython是基于Python3的精简且高效的编程语言,其中包括一小部分优化过、可以在微控制器和受限环境中运行的Python标准库。MicroPython可以运行在不同厂商、不同微控制器产品上,并且还是开源的,这让嵌入式开发人员可以随时根据自己的需求使用和定制,摆脱单一厂商、单一微控制器的束缚,极其灵活方便。

      在这里,让我们了解一下使用MicroPython进行嵌入式软件的五个优势,这些优势用C语言很难或几乎不可能。

    1.人类可读的语言

      任何编写过一行 C 代码的开发人员都知道,这种编程语言可以产生一些有史以来最神秘的软件。整个比赛都致力于编写令人困惑且无法理解的程序。Python 是不同的,在开发时考虑到了可读性,Python 易于阅读、易于编写,并且与其他语言相比具有较低的学习曲线。用于微控制器的微型 Python 形式的 Python 的缩放版本为快速原型制作提供了可能性,并为改进代码维护和可移植性提供了机会。

    2.内置异常和错误处理

      C编程语言没有异常和错误处理。因此,嵌入式系统开发人员不得不创建自己的异常和错误处理解决方案。不过,MicroPython 包含并扩展了Python的异常和错误处理。MicroPython的默认行为是在遇到错误时停止程序执行,打印出文件和行号,以便嵌入式开发人员轻松发现问题。使用 try/except 和 try/except/finally 块可以轻松覆盖MicroPython的默认异常和错误处理。就像在高级语言中一样,用 try/except 块包围一个块,如果发生异常,可以捕获并相应地处理它。该脚本将继续运行,处理异常,而用户没有注意到任何事情。

    3.开源和免费

      MicroPython是开源的,并使用MIT软件许可证,这意味着它可以以开发人员认为合适的任何方式使用,开发团队可以获取最新版本并使用它运行。想要更大或更小的处理器?只需将MicroPython 移植到该微控制器即可。主树提供了许多不同处理器和配置的示例。当然,如果开发团队喜欢分享,可以与社区分享改进并合并回主干。优点是获取和移植MicroPython是免费的,并且只需要很少的时间投入。

    4.面向对象语言

      使用MicroPython填补了C编程语言中的许多空白,包括创建类和使用面向对象编程技术的能力。使用Micro Python的嵌入式开发人员可以利用现代编程结构,例如继承和多态。封装和信息隐藏可以轻松实现,无需太多努力。有些人会争辩说,这些相同的结构可以用C语言产生,这可以追溯到1972年,但事实是所需的时间和精力使这个论点变得可笑,并且实现非常容易出错。

    5.抽象出硬件层

      MicroPython抽象出底层微控制器硬件的细节。开发人员无需担心位和字节,只需访问外围对象的方法即可控制硬件。硬件控制是通过专门的pyb库完成的。要控制LED,开发人员只需要创建一个使用LED引脚信息初始化的对象,然后打开或关闭LED就变成了访问对象的on和off方法的简单练习。硬件层的抽象使工程师可以专注于应用程序细节,而不是底层硬件的工作。

    结论

      MicroPython是一种用于嵌入式软件的有趣语言,它可以为嵌入式开发人员提供一种新工具,用于快速构建嵌入式系统原型。MicroPython甚至可以为物联网或消费电子产品提供更短的开发路径。

    一、目前MicroPython支持的其他编辑器介绍:


    除了Python自带的IDLE编辑器之外,Python常用的编辑器还有:

    目前MicroPython支持2种编辑模式介绍

    (1)默认为“交互式模式”(Shell模式)
    交互模式指的是直接输入一行代码或者命令,立刻就可以反馈运行结果的模式,也叫Shell模式;
    提示符为 >>>

    (2)专业为“脚本模式”,直接在交互模式中新建文件.py即可
    脚本模式指的是可以编辑多行命令,形成一个文件,然后运行文件的模式;
    没有提示符。

    下一篇:
    分享在PuTTY中使用MicroPython编写RISC-Vduino DUE程序代码。


    RISCV作者优文
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    发表于 2022-6-17 14:43:50 | 显示全部楼层
    强烈支持!!!
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    发表于 2022-10-12 16:47:31 | 显示全部楼层
    能具体介绍一下详细的步骤吗?毕竟才接触RISC-V的开发板。我连电路图都没有……

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    RISC-Vduino DUE板子 使用MicroPython 编程 只需要一根线,这样连接即可。然后打开PYTHON的串口工具如Putty : 查看电脑串口号COM4(Windows设备管理器查看)https://jingyan.baidu.com/article/647f0115e398b97f2  详情 回复 发表于 2022-10-12 17:11
    电路图参考 CH32V307专栏https://www.risc-v1.com/thread-2552-1-1.html  详情 回复 发表于 2022-10-12 16:57
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    发表于 2022-10-12 16:57:27 | 显示全部楼层
    Homer76 发表于 2022-10-12 16:47
    能具体介绍一下详细的步骤吗?毕竟才接触RISC-V的开发板。我连电路图都没有…… ...

    电路图参考 CH32V307专栏https://www.risc-v1.com/thread-2552-1-1.html
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    发表于 2022-10-12 17:11:51 | 显示全部楼层
    本帖最后由 51MCU 于 2022-10-12 17:14 编辑
    Homer76 发表于 2022-10-12 16:47
    能具体介绍一下详细的步骤吗?毕竟才接触RISC-V的开发板。我连电路图都没有…… ...

    RISC-Vduino DUE板子 使用MicroPython 编程 只需要一根线,这样连接即可。然后打开PYTHON的串口工具如Putty :RISC-Vduino DUE开发板教程-【MicroPython玩转RISC-V MCU从0到1】篇一:RISC-VduinoDUE Board现在已经支持Python3(MicroPython)编程risc-v单片机中文社区(4)


    查看电脑串口号COM4(Windows设备管理器查看)https://jingyan.baidu.com/article/647f0115e398b97f2148a8f3.html


    选择115200波特率,如下图,点击Open。
    RISC-Vduino DUE开发板教程-【MicroPython玩转RISC-V MCU从0到1】篇一:RISC-VduinoDUE Board现在已经支持Python3(MicroPython)编程risc-v单片机中文社区(5)


    就可以看到一个界面,>>>
    开始输入Python代码,HelloWorld
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    点灯代码Blink,点亮RISC-Vduino DUE板子上的LED灯。
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    RISC-Vduino DUE开发板教程-【MicroPython玩转RISC-V MCU从0到1】篇一:RISC-VduinoDUE Board现在已经支持Python3(MicroPython)编程risc-v单片机中文社区(8)


    愉快的玩耍吧,支持Python语法,好好学学Python3,哈哈哈
    参考MicroPython语法学习手册,已经更新到1.19.1代码语法参考:
    http://docs.micropython.org/en/latest/library/pyb.Pin.html?highlight=gpio#pyb.Pin.gpio


    系统学习MicroPython documentation
    参考链接:http://docs.micropython.org/en/latest/index.html





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    熟悉C语言,可以看看这个版本CPython: CPython是特指C语言实现的Python,就是原汁原味的Python。 之所以使用CPython这个词,是因为Python还有一些其它的实现,比如Jython,就是Java版的Python,还有烧脑的PyPy,使  详情 回复 发表于 2022-10-12 20:06
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     楼主| 发表于 2022-10-12 20:06:58 | 显示全部楼层
    51MCU 发表于 2022-10-12 17:11
    RISC-Vduino DUE板子 使用MicroPython 编程 只需要一根线,这样连接即可。然后打开PYTHON的串口工具如Putt ...

    熟悉C语言,可以看看这个版本CPython:

    CPython是特指C语言实现的Python,就是原汁原味的Python。
    之所以使用CPython这个词,是因为Python还有一些其它的实现,比如Jython,就是Java版的Python,还有烧脑的PyPy,使用Python再把Python实现了一遍。

    如下是官方对CPython的说明:

    CPython is Guido van Rossum’s reference version of the Python computing language. It’s most often called simply “Python”; speakers say “CPython” generally to distinguish it explicitly from other implementations.

    这个页面对Python各种不同的实现有一个说明:

    https://wiki.python.org/moin/Pyt ... rect=implementation
    当我们编写Python代码时,我们得到的是一个包含Python代码的以.py为扩展名的文本文件。要运行代码,就需要Python解释器去执行.py文件。

    由于整个Python语言从规范到解释器都是开源的,所以理论上,只要水平够高,任何人都可以编写Python解释器来执行Python代码(当然难度很大)。事实上,确实存在多种Python解释器。

    CPython
    当我们从Python官方网站下载并安装好Python 3.5后,我们就直接获得了一个官方版本的解释器:CPython。这个解释器是用C语言开发的,所以叫CPython。在命令行下运行python就是启动CPython解释器。
    CPython是使用最广的Python解释器。教程的所有代码也都在CPython下执行。

    IPython
    IPython是基于CPython之上的一个交互式解释器,也就是说,IPython只是在交互方式上有所增强,但是执行Python代码的功能和CPython是完全一样的。好比很多国产浏览器虽然外观不同,但内核其实都是调用了IE。

    CPython用>>>作为提示符,而IPython用In [序号]:作为提示符。

    PyPy
    PyPy是另一个Python解释器,它的目标是执行速度。PyPy采用JIT技术,对Python代码进行动态编译(注意不是解释),所以可以显著提高Python代码的执行速度。
    绝大部分Python代码都可以在PyPy下运行,但是PyPy和CPython有一些是不同的,这就导致相同的Python代码在两种解释器下执行可能会有不同的结果。如果你的代码要放到PyPy下执行,就需要了解PyPy和CPython的不同点。

    Jython
    Jython是运行在Java平台上的Python解释器,可以直接把Python代码编译成Java字节码执行。

    IronPython
    IronPython和Jython类似,只不过IronPython是运行在微软.Net平台上的Python解释器,可以直接把Python代码编译成.Net的字节码。

    点评

    当然也可以用CircuitPython:(最简单的开发板编程方法) CircuitPython 是一种易用的编程语言,旨在简化在微控制器开发板上的编程方式。 它使入门变得比以往任何时候都更加轻松。设置好电路板后,打开任何文本编辑  详情 回复 发表于 2022-10-12 20:11
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     楼主| 发表于 2022-10-12 20:11:07 | 显示全部楼层
    JLINKv10 发表于 2022-10-12 20:06
    熟悉C语言,可以看看这个版本CPython:

    CPython是特指C语言实现的Python,就是原汁原味的Python。

    当然也可以用CircuitPython:(最简单的开发板编程方法)
    CircuitPython 是一种易用的编程语言,旨在简化在微控制器开发板上的编程方式。 它使入门变得比以往任何时候都更加轻松。设置好电路板后,打开任何文本编辑器,然后开始编辑代码。就这么简单。

    通过 CircuitPython 学习 Python
    Python 是使用范围增长最快的编程语言。它在学校和大学中教授。这是一种高级编程语言,这意味着它的设计易于阅读,编写和维护。它支持模块和包,可以轻松地将代码重用于其他项目。它有内置的解释器,无需额外的步骤(如编译)即可使你的代码跑起来。当然,Python 是开源软件,任何人都可以免费使用,修改或改进它。 CircuitPython 向核心 Python 语言添加了硬件支持。如果你已经具备 Python 知识,则可以轻松地将其应用于 CircuitPython。如果你以前没有经验,那么上手真的很简单!学习 CircuitPython 就是在学习 Python。

    选择 CircuitPython 的更多原因
    方便快捷
    创建一个文件、编辑代码、保存文件、立即运行。无需编译、下载和上传。

    对初学者友好
    CircuitPython 在设计时考虑了教育。开始学习如何编码很容易。

    随时更新代码
    由于你的代码存储于类似 U 盘的磁盘驱动器上,因此你可以随时对其进行编辑,还可以保留多个文件以方便进行测试。

    串行控制台 + REPL
    这些允许从你的代码和交互式编程中获得运行结果的实时反馈。

    文件储存系统
    CircuitPython 的内部存储使其非常适合进行数据记录,播放音频剪辑以及文件读写。

    强大的硬件支持
    提供了许多用于传感器、扩展板和其他外部组件的库和驱动程序。

    有兴趣参考下面学习:
    参考链接1:https://circuitpython.org/libraries
    参考链接2:https://learn.adafruit.com/welco ... uitpython-libraries
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    发表于 2022-10-13 08:40:08 | 显示全部楼层
    本帖最后由 Homer76 于 2022-10-13 08:59 编辑

    因为不熟悉,上来就用WC-Link把C的blink例程稍作修改上传了。看起来Python的bootloader不见了。使用miniUSB的串口,显示串口打印信息而不是Python的命令行。有办法把Python的bootloader找回来?d:\2022-10-13 08_36_00-COM11 - PuTTY.png
    2022-10-13 08_36_00-COM11 - PuTTY.png

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    OpenOCD是一个运行于PC上的开源调试软件,它可以控制包括Wiggler之内的很多JTAG硬件;我们可以将它理解为一种GDB服务程序。 参考: 1.Building OpenOCD: http://openfacts.berlios.de/index-en.phtml?title=Building  详情 回复 发表于 2022-10-13 18:03
    是的,你把这个Micropython用MRS IDE重新刷固件,除了刷应用层,底层也刷没了,目前你只能借助OpenOCD重新刷入MicroPython,比较麻烦啊  详情 回复 发表于 2022-10-13 16:44
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    发表于 2022-10-13 08:40:43 | 显示全部楼层
    追加图片
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    发表于 2022-10-13 09:04:49 | 显示全部楼层
    还有一个疑问,microPython开发复杂点的程序,有IDE环境吗?因为看起来,使用Putty连接串口,是在命令行下,一条一条的输入代码,不是很方便调试复杂代码。如果仅是用文本工具存脚本,然后像U盘那样上传,交互性貌似能好一点。刚接触Vduino Due,开发流程不熟。小白问题见笑了。

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    这个可以选择自己的开发方式,有人喜欢用“交互式模式”,有人喜欢“脚本模式”,你要是玩Python肯定需要一个IDE,下面这几个,你自己都装上试试,看看那个IDE你比较喜欢。 目前MicroPython支持的其他编辑器介绍  详情 回复 发表于 2022-10-13 16:40
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     楼主| 发表于 2022-10-13 16:40:45 | 显示全部楼层
    Homer76 发表于 2022-10-13 09:04
    还有一个疑问,microPython开发复杂点的程序,有IDE环境吗?因为看起来,使用Putty连接串口,是在命令行下 ...

    这个可以选择自己的开发方式,有人喜欢用“交互式模式”,有人喜欢“脚本模式”,你要是玩Python肯定需要一个IDE,下面这几个,你自己都装上试试,看看那个IDE你比较喜欢。




    目前MicroPython支持的其他编辑器介绍:
    除了Python自带的IDLE编辑器之外,Python常用的编辑器还有:
    【1】Python Editor
    【2】Pycharm(PyCharm:JetBrains为专业开发者提供的Python IDE
    【3】Jupyter Notebook
    【4】VS codeVisual Studio Code
    【5】ThonnyPython IDE for beginners
    【6】PuTTY
    目前MicroPython支持2种编辑模式介绍

    (1)默认为“交互式模式”(Shell模式)
    交互模式指的是直接输入一行代码或者命令,立刻就可以反馈运行结果的模式,也叫Shell模式;
    提示符为
    >>>

    (2)专业为“脚本模式”,直接在交互模式中新建文件.py即可
    脚本模式指的是可以编辑多行命令,形成一个文件,然后运行文件的模式;
    没有提示符。

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    MicroPython语言开发时建议使用Thonny IDE。https://thonny.org/ C/C++语言开发时建议使用MounRiver Stuido IDE 或者 Arduino IDE。 https://www.risc-v1.com/thread-2491-1-1.html  详情 回复 发表于 2023-7-22 16:30
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     楼主| 发表于 2022-10-13 16:44:21 | 显示全部楼层
    Homer76 发表于 2022-10-13 08:40
    因为不熟悉,上来就用WC-Link把C的blink例程稍作修改上传了。看起来Python的bootloader不见了。使用miniUSB ...

    是的,你把这个Micropython用MRS IDE重新刷固件,除了刷应用层,底层也刷没了,目前你只能借助OpenOCD重新刷入MicroPython,比较麻烦啊


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     楼主| 发表于 2022-10-13 18:03:44 | 显示全部楼层
    Homer76 发表于 2022-10-13 08:40
    因为不熟悉,上来就用WC-Link把C的blink例程稍作修改上传了。看起来Python的bootloader不见了。使用miniUSB ...

    OpenOCD是一个运行于PC上的开源调试软件,它可以控制包括Wiggler之内的很多JTAG硬件;我们可以将它理解为一种GDB服务程序。
    参考:
    1.Building OpenOCD: http://openfacts.berlios.de/index-en.phtml?title=Building_OpenOCD
    2.OpenOCD compile on Windows XP: http://forum.sparkfun.com/viewto ... mp;highlight=xscale
    3.parport issues: http://forum.sparkfun.com/viewtopic.php?t=3795

    下载openocd源代码
    The OpenOCD Wiki entries always document the latest version of OpenOCD. You can download the current SVN version with SVN client of your choice from the following repositories:
    Using the SVN command line client, you could use the following command to fetch the latest version (make sure there is no (non-svn) directory called "openocd" in the current directory):svn checkout svn://svn.berlios.de/openocd/trunk
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    发表于 2022-10-14 10:10:42 | 显示全部楼层
    Thonny用过,和raspberry pi pico使用还是挺方便的。不知道Vduino Due选哪个interpreter?
    2022-10-14 10_06_38-Thonny  -  D__raspberry_pi_pico_projects_blink.py  @  10 _ 18.png

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    选择MicroPython(generic)  详情 回复 发表于 2022-10-14 16:58
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     楼主| 发表于 2022-10-14 16:58:16 | 显示全部楼层
    Homer76 发表于 2022-10-14 10:10
    Thonny用过,和raspberry pi pico使用还是挺方便的。不知道Vduino Due选哪个interpreter? ...

    选择MicroPython(generic)
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    2021-7-27 09:25
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    发表于 2022-12-14 17:15:36 | 显示全部楼层
    大神相当厉害!!!真心佩服!!!
    相信自已,未来是自已创造的。

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    发表于 2023-7-22 16:30:15 | 显示全部楼层
    JLINKv10 发表于 2022-10-13 16:40
    这个可以选择自己的开发方式,有人喜欢用“交互式模式”,有人喜欢“脚本模式”,你要是玩Python肯定需要 ...

    MicroPython语言开发时建议使用Thonny IDE。https://thonny.org/
    C/C++语言开发时建议使用MounRiver Stuido IDE 或者 Arduino IDE。
    https://www.risc-v1.com/thread-2491-1-1.html
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    2023-2-1 15:23
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    发表于 2023-11-21 22:43:59 | 显示全部楼层

    【青稞RISC-V通用系列】
    CH32V、CH32X、CH32L系列MCU采用自研的青稞RISC-V内核,基于蓬勃发展的RISC-V开源指令集架构,针对低功耗和高速响应等应用优化扩展,免费配套IDE等开发工具软件,免除第三方内核技术的授权费和提成费,通过内置和组合USB、PD、低功耗蓝牙、以太网等专业接口外设,构建了既有全球未来生态又能自主可控、且极具长期竞争力的MCU产品线。

    https://www.wch.cn/products/prod ... rface?categoryId=70
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