一、背景介绍
第二十届全国大学生智能汽车竞赛竞速比赛规则已发布，比赛将于2025年暑期举行。竞速比赛分为9个赛题组，其中“极速光电”组以不同车模和编程方式来区分为两个赛道，分别为龙芯赛道、NXP-MicroPython赛道。两个赛道的比赛任务、比赛环境、传感器要求大致相同，不同的是NXP-MicroPython赛道要求使用平衡D、E车模作为车模平台，使用基于NXP控制器的MicroPython控制开发板作为主控，使用Python语言完成车模程序编写，本文将对极速光电组的NXP-MicroPython赛道进行说明。正式文档将会公布在全国大学生智能车竞赛网站。
关于MicroPython，相信大家已经不那么陌生，在过去的第十九届竞赛的镜头组设立了专门的MicroPython赛道，在第十八届竞赛的总决赛上已经进行过MicroPython挑战赛，经过两年的探索实践，验证了MicroPython简单易用的特点，第二十届竞赛将继续在较为基础的极速光电赛题组中开设专门的MicroPython赛道。MicroPython是一个小型的开源Python编程语言解释器，运行在微控制器上。使用MicroPython，可以编写干净、简单的Python代码来控制硬件，而不必使用复杂的底层语言，如C或C++用于编程。
Python编程语言的简单性使MicroPython成为编程和硬件新手的理想选择。MicroPython功能非常齐全，支持大多数Python语法，所以即使是经验丰富的Python老手也会发现使用MicroPython很熟悉和有趣。
引入更加简洁方便的Python作为编程手段，一方面可以减轻同学们编程的负担，让同学们能够有更多的精力进行创新，另一方面也希望能够吸引更多学生（包括非电子类专业、低年级同学及专科学校的同学）参加这一基础赛题，锻炼当代大学生的专业交叉运用能力。
二、极速光电组NXP-MicroPython赛道说明
由前文可知，极速光电组的MicroPython赛道将不能够使用传统的C语言对单片机进行编程，为保证比赛的公平性，本届大赛要求使用提前烧录了MicroPython固件的特价核心板，只能使用Python语言来对单片机进行编程实现自动循迹，从而完成小车的制作，基本任务描述如下：
（1） 要求使用平衡D、E车模制作赛车，小车从起跑线前1米范围内出发，自动保持直立平衡沿赛道运行一周，再次通过起跑线后自动停止在起跑线后1米范围内，中途只允许两个轮胎着地，不允许倒地滑行；
（2） 允许自行在赛道旁增加指示路标，用于提示小车提前减速、识别元素等，路标的识别可以使用基于NXP公司微控制器的OpenART、MCXVision视觉模块完成；
（3） 对于摄像头的高度没有限制；
（4） 赛道上有直道、弯道、十字、圆环、坡道、路障等元素；
2.1 ．硬件平台
由上文规则得知，MicroPython赛道要求使用指定基于NXP控制器的MicroPython控制开发板作为主控，该主控核心板基于恩智浦RT1021系列微控制器制作，恩智浦i.MX RT系列MCU被定义为跨界MCU，在计算性能上与传统的MCU相比有了质的飞跃，RT1021主频高达500M，外设的配置上也更加丰富，并且成倍增加了内存容量，同时核心板上板载了QFlash，完全可以胜任运行Micropython的各项要求。本次提供适配i.MX RT1021的MicroPython固件已支持制作小车会用到GPIO、EXTI、ADC、PWM、Encoder、Ticker、UART、SPI等各主要功能，满足基于MicroPython制作镜头组循迹小车的基本需求，后续还将增加基于RT1021DAG5X（LQFP144封装144引脚）芯片制作的特价核心板用于支持大赛，将拥有更多的外设资源（WIFI模块支持、更多的CCD接口、串口接口等）来丰富参赛同学的实现方式。
▲ 图2.1 RT1021 MicroPython 核心板2.2 ．MicroPython固件说明
指定的RT1021核心板中已烧录好固件，且限定使用官方提供的固件，不允许烧录其他固件，届时会辅以技术手段检查是否直接使用的C语言编程。在线下比赛时，将会通过REPL操作台现场读取固件中的隐藏命令，如不能得到正确响应，则判定为违规；或者使用现场提供的核心板进行比赛，选手现场将Python代码写入现场提供的核心板中，然后替换到选手的小车上进行比赛，防止采用C语言编程带来的公平性影响。
固件已封装好主要模块的调用接口，包括：
1、 machine类下Pin、ADC、UART、PWM模块；
2、 NXP提供的smartcar类下的ADC_Group、encoder、ticker模块以及独立的display类下的LCD模块；
3、 逐飞科技提供的seekfree类下的IMU660/963RA、MOTOR_CONTROLLER、BLDC_CONTROLLER、KEY_HANDLER、TSL1401与WIRELESS_UART模块；
今年将会新增的基于RT1021DAG5X（LQFP144封装144引脚）的MicroPython核心板还将增加更多的外围支持：
1、 seekfree类下新增WIFI_SPI模块支持WIFI模块；
2、 TSL1401模块增加两路接口，支持到四路接口，最多可接入四个CCD；
3、 电机驱动、编码器接口翻倍；
4、 新增更多的舵机/电调接口（总共6个接口，可以用于舵机或电调）；
5、 新增UART、IIC接口引脚支持（新增无冲突引脚支持）。
参赛队伍需要使用Thonny软件通过Type-C连接的虚拟串口通信进行调试和开发，不允许使用C语言编写应用程序，不允许使用DAP、J-Link等在线调试器进行下载和调试，循迹、控制等算法均需要同学使用 Python 语言自行编写，程序的写入和调试只能使用Type-C数据线进行。对于违规队伍做取消成绩处理。
2.3 ．编译环境及相关学习资料
编译环境采用Thonny软件，使用方法请通过所提供的资料包了解学习。资料包中包含RT1021核心板原理图、相关传感器使用说明及相关资料、Thonny安装包、测试例程、MicroPython固件接口说明文档。
※ #: 链接：https://pan.baidu.com/s/1l0fn_c0V8xbtoS6rHBpd2g
※ #: 提取码：33ei
三、NXP-MicroPython特价核心板申请
为更好的支持同学们参赛，NXP联合逐飞科技设计制作了特价MicroPython核心板，委托逐飞进行发放，特价核心板需先进行申请登记，申请相关要求说明如下：
（1） 特价核心板由恩智浦合作伙伴逐飞制作提供，仅供给本届比赛使用恩智浦单片机的镜头组NXP-MicroPython赛道参赛用途，不可用于商业用途或转卖；
（2） 特供购买单片机型号为：
RT1021DAF5X（LQFP100封装100引脚）MicroPython核心板、 RT1021DAG5X（LQFP144封装144引脚）MicroPython核心板；
（3） 每所学校最多申请购买10块特价核心板（可自行决定申请型号搭配，例如5个RT1021DAF5X加5个RT1021DAG5X，即100引脚与144引脚版本各5个）；
（4） 需由指导教师或领队统一申请，并提交学校盖章的申请书（申请书模板请参考文末提示）；
（5） 特供价格：125元（含税含运费，大小核心板均适用）；
（6） 特供核心板数量有限，先到先得，申请截止日期为2025年6月30日；
申请渠道：http://seekfree.mikecrm.com/O2IKbpw
欢迎同学们积极参加第二十届全国大学生智能汽车竞赛极速光电组NXP-MicroPython赛道，预祝同学们在第二十届全国大学生智能汽车竞赛中赛出速度，赛出风格，收获成长。
