【MicroPython】移植到小钢炮开发板

小钢炮（CANNON）开发板是最近比较热门的一个蓝牙开发板，它是XXXXX（为了避免广告，此处省略XX字）。这里介绍小钢炮开发板，主要因为它使用了STM32F401RE这个MCU，而这个MCU是MicroPython支持的型号，它还板载了磁力传感器、陀螺仪、温度传感器、湿度传感器、气压传感器。而且这个开发板比较容易获取，从去年年底开始做活动，到现在也还有不少地方可以申请。下面就介绍在小钢炮开发板上移植MicroPython的方法。

  • 首先要下载并安装GNU Tools for ARM Embedded Processors。 
    https://launchpad.net/gcc-arm-embedded

  • 下载并安装ST的DfuSe软件，http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1533/PF257916

  • 下载MicroPython的源码，micropython-master.zip。

  • 展开MicroPython源码，打开 stmhal\boards\ 目录

  • 新建一个CANNON目录，将NUCLEO_F401RE下的文件复制到CANNON目录下

  • 如果GNU Tools for ARM已经添加到系统路径，就可以跳到步骤8，直接编译

  • 打开 stmhal 下的 makefile 文件，修改 CROSS_COMPILE = arm-none-eabi- 这一行，在 arm-none-eabi- 前添加编译器的实际路径，注意路径需要使用右斜杠

  • 在 stmhal 目录下，输入 make BOARD=CANNON，就可以编译了。不过这时编译出的代码是不能运行的，因为两个板子的参数不同。

  • 打开 stmhal\boards\CANNON目录，先修改文件stm32f4xx_hal_conf.h

    • 找到#define HSI_VALUE    ((uint32_t)8000000)
      将数字8000000改为16000000，因为小钢炮使用了16M的外部时钟

  • 打开文件 mpconfigboard.h

    • 修改LED的GPIO为PB3

    • 修改SW的GPIO为PC13

    • 如果还有时间和精力，可以适当修改其他GPIO

    • 找到#define MICROPY_HW_CLK_PLLM (8)
      将数字8改为16

    • 修改#define MICROPY_HW_HAS_SWITCH  (1)
      将1改为0，因为小钢炮上没有用户按键

    • 修改#define MICROPY_HW_LED1             (pin_A5) // Green LD2 LED on Nucleo
      将pin_A5改为pin_B3，因为两个板子的LED使用不同的GPIO

    • 修改#define MICROPY_HW_LED_ON(pin)      (pin->gpio->BSRRL         = pin->pin_mask)
      将BSRRL改为BSRRH

    • 修改#define MICROPY_HW_LED_OFF(pin)     (pin->gpio->BSRRH         = pin->pin_mask)
      将BSRRH改为BSRRL，这是因为两个板子的LED驱动方式不同

    • 添加下面RTC的定义
      // The pyboard has a 32kHz crystal for the RTC
      #define MICROPY_HW_RTC_USE_LSE      (1)
      #define MICROPY_HW_RTC_USE_US       (0)
      #define MICROPY_HW_RTC_USE_CALOUT   (1)

    • 添加sdcard的定义 ,因为小钢炮支持TF(macroSD)卡。如果不想改线，或者不需要使用TF卡，可以忽略这一步和下面一步。
      #define MICROPY_HW_HAS_SDCARD       (1)
      // SD card detect switch
      #define MICROPY_HW_SDCARD_DETECT_PIN        (pin_A15)
      #define MICROPY_HW_SDCARD_DETECT_PULL       (GPIO_PULLUP)
      #define MICROPY_HW_SDCARD_DETECT_PRESENT    (GPIO_PIN_RESET)

    • 小钢炮开发板没有做TF卡的插入检测，所以需要自己飞一根线。开发板上A15(50)和B4(56)是空脚，我选择了A15，因为它更容易焊接一些。如果不想改线，可以修改sdcard.c中的sdcard_is_present函数，让它总是返回true，但是这样就不能检测卡是否插入了。

    • 打开文件pins.cvs，这里预定义了GPIO的名称

  • 现在可以再次编译源文件了。编译时建议在Linux下编译，因为速度快很多，在windows下编译速度很慢，需要等数分钟。

  • 准备3个短路块，连接P1，将BOOT0连接到VCC，BOOT1连接到GND。

  • 将开发板用macroUSB线连接到计算机，因为设置了BOOT0/BOOT1，所以上电后会进入DFU模式。在Windows下如果是第一次使用，会提示安装驱动，驱动程序就在DfuSe软件的安装目录下。使用DfuSe打开编译后的dfu文件，并下载到开发板。
    file:///F:/szy/F%E8%AE%BA%E5%9D%9B/micropython/%E5%9C%A8%E5%B0%8F%E9%92%A2%E7%82%AE%E5%BC%80%E5%8F%91%E6%9D%BF%E4%B8%8A%E8%BF%90%E8%A1%8CMicroPython/2.jpg

  • 将BOOT0连接到GND，开发板重新上电。这时会自动安装USB磁盘，出现PYBFLASH驱动器。在windows下还会安装虚拟串口，如果找不到驱动程序，可以到新出现的PYBFLASH驱动器上查找。

  • 打开一个串口终端软件，如kitty、xshell、超级终端等，设置波特率为115200，就可以开始玩micropython了。

先试试直接控制LED

  1. import pyb

  2. pyb.LED(1).on()

  3. pyb.LED(1).off()

复制代码

在试试用GPIO控制LED。

  1. from pyb import Pin

  2. led=Pin.cpu.B3

  3. led.init(Pin.OUT_PP)

  4. led.value(1)

  5. led.value(0)

复制代码

用PWM控制LED的亮度

  1. from pyb import Pin, Timer

  2. tm2=Timer(2, freq=100)

  3. led=tm2.channel(2, Timer.PWM, pin=Pin.cpu.B3, pulse_width=100)

  4. led.pulse_width_percent(100)

  5. led.pulse_width_percent(1)

复制代码

呼吸灯

  1. # main.py -- put your code here!

  2. from pyb import Timer, Pin

  3. tm2=Timer(2, freq=200)

  4. led=tm2.channel(2, Timer.PWM, pin=Pin.cpu.B3)

  5. # LED breathing lamp

  6. ia = 1

  7. da = 1

  8. def fa(t):

  9. global ia, da

  10. if (ia==0)or(ia==100):

  11. da=100-da

  12. ia=(ia+da)%100

  13. led.pulse_width_percent(ia)

  14. tm1=Timer(1, freq=100, callback=fa)

复制代码

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