Pyb-discovery-Intro-programmation

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Un bouquin?

Cette section du tutoriel offre un aperçu rapide et très condensé.

Le but est d'aller droit au but et le plus rapidement possible.

Quoi qu'il en soit, si vous cherchez de la littérature en Français autour du Langage Python, MC Hobby propose différents ouvrages (sur stock) dans la section documentation du WebShop.

Gerard Swinnen propose également un livre libre "Apprendre à programmer avec Python 3" libre d'accès.

OpenClassRoom offre aussi une excellent référence Francophone: "Apprenez à programmer en Python" déjà mentionné dans le cadre de nos tutoriels Raspberry-Pi (et oui, il utilise aussi Python).

La programmation Python en Bref

Un MicroContrôleur MicroPython est programmé en langage Python 3. Cette section est une petite introduction à la programmation visant les personnes ayant un peu d'expérience et qui ont juste besoin d'un petit briefing sur les particularités de Python.

Python est une langage de scripting vraiment très facile à apprendre, très expressif, vraiment très puissant et disposant d'une gigantesque communauté. En fonctionnant sur un microcontrôleur, MicroPython permet de faire clignoter des LEDs sans aucun effort, lire des tensions, faire bouger des moteurs et servo moteurs, jouer du son, écrire/lire des données sur la carte micro SD, établir des communications sans fils (avec un module complémentaire) et devenir ce cerveau que votre robot attend désespérément.

Python est un langage très abordable et productif dès votre première ligne de code! Vous apprendrez les fondements en quelques heures (minutes?) et vous serez productif en une demi journée tout au plus. La force de Python réside dans sa simplicité, malgré cette simplicité c'est aussi l'un des langages les plus évolutifs... vous pourrez faire évoluer vos savoir durant de nombreuses années tellement les champs d'application sont vastes.

Ne vous inquiétez pas si vous trouvez les concepts un peu intimidant, vous pouvez commencer avec les montages de circuits et essayer d'en comprendre un maximum en cours de chemin.

Le site web Python 3.5.1 documentation est une excellente ressource pour découvrir le langage sur PC. La syntaxe est identique pour MicroPython, la différence réside principalement dans les bibliothèques supportées.

Structure d'un programme

L'indentation

Ce qui est le plus surprenant, et peut être le plus déroutant, pour les nouveaux venus, c'est que la structure des programmes Python s'organisent autour d'une indentation (chaque identation = 4 espaces).

Les différents blocs (conditions, boucles, etc) sont donc décalés les un par rapport aux autres. Au final, cela offre une code élégant et confortable à lire.

Pour éditer vos programme python, un simple éditeur de texte fera amplement l'affaire. Evitez surtout les programmes trop intelligent qui manipule les espaces et les tabulations car cela peu devenir un vrai cauchemar (ex: c'est le cas de l'éditeur geany si vous ne modifiez pas ses paramètres).

Structurer un programme Python

Vos programmes Python (souvent appelé un "script") contiennent un corps du programme qui sera exécuté lors du démarrage du script.

Au démarrage de la carte MicroPython PyBoard, cette dernière essaye de charger le script main.py et de l'exécuter. Vos programme MicroPython se trouverons donc dans ce fichier main.py (nous y reviendrons plus tard).

Votre script Python peut également contenir:

la definition de constante.
la définition de fonctions.
la définition d'objets.
le chargement de bibliothèque (aussi appelé module)

Le corps de votre programme /script pourra faire appel à tout ces éléments.

Bonnes pratiques

Idéalement:

Déclarer les constantes en début de script
Initialiser les broches d'entrées/sortie en début de script (aussi tôt que possible)
Définir les fonctions et objets
Corps principal de votre programme
dés-initialisation (si applicable).

Voici un tout petit exemple qui illustre ces recommandation.

# --- DEFINITION DES CONSTANTES ---
RED_PIN = pyb.Pin.board.Y10    # Led rouge
GREEN_PIN = pyb.Pin.board.Y11  # Led verte
BLUE_PIN = pyb.Pin.board.Y12   # Led bleue

# --- INITIALISATION DES BROCHES ---
pRed = pyb.Pin( RED_PIN, pyb.Pin.OUT_PP )
pGreen = pyb.Pin( GREEN_PIN, pyb.Pin.OUT_PP )
pBlue = pyb.Pin( BLUE_PIN, pyb.Pin.OUT_PP )

# --- CORPS DU PROGRAMME ----

# Allumer la led ROUGE
pRed.low()
pGreen.high()
pBlue.high()

# Attendre 1 secondes
pyb.delay( 1000 )
	
# Allumer la led BLEUE
pRed.high()
pGreen.high()
pBlue.low()

# Attendre 1 secondes
pyb.delay( 1000 )    

# Allumer la led VERTE
pRed.high()
pGreen.low()
pBlue.high()

# Attendre 1 secondes
pyb.delay( 1000 )    

# --- FIN DE PROGRAMME ---

# Tout en noir (toutes les LEDs éteintes)
pRed.high()
pGreen.high()
pBlue.high()

Comparaison avec Arduino

Bon nombre d'entre vous connaissent déjà l'environnement Arduino. Voici donc une petite comparaisons pour fixer les idées.

Dans l'environnement Arduino, vous devez définir les deux fonctions setup() (pour l'initialisation des broches) et loop() (exécution du corps du programme).

Ces fonctions n'existent pas sur la PyBoard.

Dans votre script Python, vous définirez l'initialisation des broches (l'équivalent de setup() en début de script. Vous pourrez ensuite écrire une boucle infinie exécutant le corps de votre programme (l'équivalent de loop()

Voici un exemple concret qui fait clignoter une LED indéfiniment:

# --- DEFINITION DES CONSTANTES ---
RED_PIN = pyb.Pin.board.Y10    # Led rouge

# --- INITIALISATION DES BROCHES ---
pRed = pyb.Pin( RED_PIN, pyb.Pin.OUT_PP )

# --- CORPS DU PROGRAMME ----
while True:
    # Eteind la led 
    pRed.low()
    # Attendre 1 secondes
    pyb.delay( 1000 )
    # Allumer la led 
    pRed.high()

Syntaxe

Le langage Python est puissant de par sa simplicité, mais cela demande un minimum d'effort de "formatage" durant l'écriture de vos script.

La lisibilité du code est des éléments fondamentaux du langage, il existe même une recommandation officielle connue sous le nom PEP8, des recommandations de les développeurs Python s'efforcent de suivre. La plus importante restant l'indentation du code (indispensable pour que vos scripts soient correctement interprétés).

Tout devrait bien se passer si vous vous souvenez de ce qui suit.

Commentaires

# (simple ligne de commentaire)

Souvent utile pour écrire , au fur et à mesure, des notes expliquant le fonctionnement de chaque ligne de code.

Pour faire un commentaire, taper le sigle # (dièse) suivit d'un espace puis de votre commentaire.

Blocs indentés

Indentation = 4 espaces

Ajouter une indentation de 4 espaces supplémentaire pour définir le début d'un nouveau bloc. Toutes les lignes suivantes utilisant la même indentation font partie du même bloc.

Dès que vous réduisez l’indentation (réduction de 4 espaces), vous sortez du bloc d'exécution (et revenez au bloc précédent).

var1 = 100
if var1 > 10:
   print( "1 - obtenu une expression vraie" )
   print( var1 )
else:
   print( "1 - Obtenu une expression fausse" )
   print( var1 )

print( "fin de programme" )

Produira le résultat suivant:

1 - obtenu une expression vraie
100
fin de programme

Retour à la ligne

(retour à la ligne)

Chaque ligne de code se termine par un retour à la ligne.

Bien que l’interpréteur Python supporte l'étalement d'une instruction sur plusieurs lignes mais cela n'est pas recommandé (surtout si l'on début)

Note: contrairement à Arduino, pas besoin de point-virgule à la fin de chaque instruction.

Variables

Un programme n'est rien d'autre que des instructions manipulant des nombres de façon intelligente.

Les variables sont utilisées pour faire ces manipulations.

En python, le type des variables est fixé et évolue de façon dynamique.

C'est l'assignation de la valeur qui fixera le type de la variable.

Les nombres

i = 12

Les nombres sont les principaux outils de travail des programmes.

En python, les types entier int et long sont unifiés et permettent de stocker des valeurs entières.

En Python, un entier pure permet de stocker une valeur jusqu'à 2^31 -1 (soit 9223372036854775807)... et python change automatiquement la représentation du nombre si ce dernier devient trop grand.

Il n'y a donc presque pas de limite en python (si ce n'est celle de la mémoire).

Envie d'en savoir plus? Voyez le livre de George Swinnen, Apprendre à programmer en Python 3, page 49, "Les données numériques".

Les valeurs décimales

f = 2.5

Utilisé pour les opérations mathématiques à virgule flottante (nombres décimaux).

f = 2.5
print( f + 1.3 )

Envie d'en savoir plus? Voyez le livre de George Swinnen, Apprendre à programmer en Python 3, page 61, "Le type float".

Nombres complexes

Bien que cela soit peu pertinent dans le cadre de ce kit, sachez que python supporte les nombres complexes (partie réelle + partie imaginaire).

Les booléens

b = True

Une simple variable ou une expression est vraie (True) ou fausse (False) .

Chaîne de caractère

s = "Bonjour le monde"

Les chaînes de caractères Python vont bien au delà du simple stockage de lettre.

Envie d'en savoir plus? Voyez le livre de George Swinnen, Apprendre à programmer en Python 3, page 63, "Les données alphanumériques".

None

ref = None

None permet d'indiquer que la variable est "vide". C'est une valeur pratique dans de nombreux cas de programmation avancée.

Les autres types natifs

A côtés des types de variables traditionnels, il existe quelques types natifs simple d'emploi et d'une puissance inouïe.

Il n'est pas nécessaire de savoir les utiliser mais savoir qu'ils existent est important... au moins pour faire des recherches.

Les Listes

Les listes permettent de regrouper un ensemble de valeurs (de différent types) sous forme de liste. Il est, par la suite, possible d'explorer cette liste, extraire une valeur, etc.

Etant donné qu'il s'agit d'une liste non bornée, il est très simple d'y ajouter de nouvelles entrées (pas besoin de redimensionner la liste).

une_liste = [ 'lundi', 'mardi', 'mercredi', 123, 15, 16 ]
print( une_liste[1] )
print( une_liste[3] )

ce qui produira le résultat:

mardi
123

Envie d'en savoir plus? Voyez le livre de George Swinnen, Apprendre à programmer en Python 3, page 67, "Les listes (première approche)".

Les dictionnaires

Un dictionnaire est une structure particulière permettant d'associer une valeur avec une clé. Cette clé permet d'identifier facilement la valeur que l'on désire extraire du dictionnaire.

Chaque clé doit être unique et peut être de n'importe quel type. Le plus évident semble être l'utilisation d'un mot clé (donc une chaîne de caractère) mais cela fonctionne aussi avec des entiers, des objets, etc.

dico = { 'nom' : 'Mhoa', 'prenom': 'Joseph', 'age': 13 }
dico['ville'] = 'Bruxelles'

print( dico['prenom'] )
print( dico['ville'] )

Ce qui produit le résultat suivant:

Joseph
Bruxelles

Envie d'en savoir plus? Voyez le livre de George Swinnen, Apprendre à programmer en Python 3, page 182, "Les dictionnaires".

Les tuples

Python dispose également d'une autre structure un peu bizarre, à mis chemin entre les listes et objet non modifiable (comme les chaînes de caractères).

Le fait que les tuples soient "non modifiable" est une particularité du langage (particularité à dessein).

Cette structure laisse souvent les nouveaux venu un peu perplexe mais se révèle vite assez pratique au cours du temps, surtout grâce à son écriture très compacte.

En effet, grâce au tuple vous pourrez:

passer plusieurs valeurs à une fonction
permettre à vos fonctions de retourner facilement plusieurs valeurs.

def test( valeur ):
     return( 7, valeur+'-Hello', 'test-'+valeur )

print( test('salut') )
print( test('salut')[0] )
print( test('salut')[1] )
print( test('salut')[2] )

Ce qui produit les résultats suivants:

(7, 'salut-Hello', 'test-salut')
7
salut-Hello
test-salut

Envie d'en savoir plus? Voyez le livre de George Swinnen, Apprendre à programmer en Python 3, page 180, "Les tupples".

Bytes et byte arrays

Vous rencontrerez inévitable ce type de donnée dès que vous aurez besoin de manipuler des données binaires (par exemple, le contenu d'un fichier jpeg).

Opérateurs mathématiques

Les opérateurs sont utilisés pour manipuler les nombres (ils fonctionnent comme dans les mathématiques simples).

Opérateur	Description
=	(assignation) rend quelque-chose égale à autre chose. Ex: x = 10 * 2 (x est maintenant égal à 20)
% (modulo)	donne le reste quand un nombre est divisé par un autre. Ex : 12 % 10 (donne 2)
+	(addition)
-	(soustraction)
*	(multiplication)
/	(division)
**	(puissance)

Tutoriels de découvertes électroniques avec MicroPython créés par Meurisse D. pour MCHobby.be (licence CC-SA-BY pour notre création).

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Traduit avec l'autorisation de micropython.org - Translated with the authorisation of micropython.org

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