有没有办法将Python代码“编译”到Arduino（Uno）上？

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提问于 2025-04-17 06:14

我有一个机器人项目，使用的是Arduino Uno，简单来说，我在尝试一些人工智能算法。不过，我需要实现一些高级的矩阵算法，如果用NumPy或SciPy来做，这些算法会简单很多，但用C或C++来实现就非常麻烦。即使有一些库可用，情况还是让人觉得很无奈。

我能不能用Python来做这个项目？我好像听说过Mega板子有这个能力，但我现在用的是Uno，换板子不太现实（那样会让项目进度大大延误）。另外，我听说过用Python通过USB与Arduino通信，但我不能在设备运行时插着USB线。我需要能够上传程序后就完成。

有没有什么解决方案，还是我已经走到了死胡同？

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在Arduino Uno上直接运行Python脚本会比较困难。原因是Python是一种解释型语言，这意味着你需要一个解释器来运行它，而这个解释器需要占用额外的内存。不过，Arduino Uno的内存可能不够用来放这些东西。

最好的办法是找到一种方法，把Python脚本编译成机器代码（这就像C/C++语言的工作方式）。我见过一些项目尝试在其他平台上做到这一点，但（据我所知）还没有成功在Arduino Uno上实现。

希望这些信息对你有帮助。谢谢！

回答于 2025-04-17 由 Python大师

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我开始着手开发一个叫做 Pyxie 的工具，它是一个将“小型Python”转换成C++的编译器。这个项目的目标是把一部分简单的Python代码编译成C++，这样就能在Arduino上运行。

目前这个项目还没有完成（版本是0.0.16），但它已经能够编译一小部分Python代码，足够让Arduino上的“闪烁”示例运行。为了支持这个功能，它有一个编译配置文件，简单来说就是“使用Arduino的工具链进行编译”。

可以编译的程序大概是这样的：

led = 13

pinMode(led, OUTPUT)

while True:
  digitalWrite(led, HIGH)
  delay(1000)
  digitalWrite(led, LOW)
  delay(1000)

这个过程会解析代码，进行分析（比如推断数据类型等），然后编译成C++，接着再生成一个十六进制文件，这个文件可以加载到你的设备上。

虽然距离真正有用还有很长的路要走，但它正在不断进展，并且有一个发展路线图等。

特别要提的是，与Micropython（和PyMite）最大的不同在于，它是为了编译到那些太小而无法运行这两种实现的设备上而设计的。（这也意味着它和像ShedSkin这样的工具很不一样，后者虽然是Python到C++的编译器，但目标是更大的执行环境）

回答于 2025-04-17 由 Python大师

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今年的PyConAU上，有一个关于用Python做机器人技术的演讲，演讲者是Graeme Cross博士，演讲的名字叫做啊！我看到你有那个会“叮”的机器！

他推荐的唯一可以在微控制器板上使用Python的选项是PyMite，我觉得它也被称为Python-On-A-Chip。

这个工具已经被移植到多种开发板上，特别是他提到的Arduino Mega，虽然你说这个对你来说不合适，但可能其他Arduino板也支持。

不过，由于这是一个“没有附带电池”的Python版本，你可能会遇到很大的困难，无法顺利运行像numpy、scipy这样的库。

正如其他人所建议的，使用C语言来实现可能是最简单的选择。

更新：虽然这不是专门为Arduino设计的，但pyMCU看起来可以在芯片上运行Python。作者表示，如果有足够的兴趣，他可能会考虑开发一个Arduino版本的pyMCU。

回答于 2025-04-17 由 Python大师

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