使用 Python 來開發(fā) STM32F411 ！

MicroPython是什么

程序猿中有句俗語：

人生苦短，我用Python。

Python的強(qiáng)大和易用性讓它不僅可以寫網(wǎng)站，編程序，在嵌入式領(lǐng)域也有一席之地。

MicroPython，是Python3編程語言的一個完整軟件實(shí)現(xiàn)，包括Python標(biāo)準(zhǔn)庫的一小部分，用C語言編寫，經(jīng)過優(yōu)化可在微控制器和受限環(huán)境中運(yùn)行。MicroPython是運(yùn)行在微控制器硬件之上的完全的Python編譯器和運(yùn)行時系統(tǒng)。提供給用戶一個交互式提示符（REPL）來立即執(zhí)行所支持的命令。除了包括選定的核心Python庫，MicroPython還包括了給予編程者訪問低層硬件的模塊。

• MicroPython官方網(wǎng)站：MicroPython - Python for microcontrollers

• MicroPython中文社區(qū)：micropython - 中文社區(qū)

MicroPython支持的開發(fā)板

從官方網(wǎng)站我們可以了解到，官方開發(fā)板主要有以下幾種：

• PYB Nano V1.1基于STM32F401

• PYB Nano V2基于STM32F411

• PyBoard CN V2基于STM32F405

• MicroPython ESP32

另外還支持其他系列的開發(fā)板：

• WiPy

• ESP8266 boards

• ESP32 boards

• STM32F4 Discovery board

• NUCLEO-F401RE board

• NUCLEO-F411RE board

• NUCLEO-F767ZI board

• NUCLEO-L476RG board

• Espruino Pico

MicroPython移植和板子關(guān)系不大，主要支持的是芯片，如果自己的板子芯片是上面的這些型號，也可以刷MicroPython固件，對應(yīng)的IO口需要更改，而且需要重新編譯生成對應(yīng)的固件。具體操作方法可以查看：官方Github地址：https://github.com/micropython/micropython，里面包括了源代碼和Linux下的編譯方法。開發(fā)板固件下載：MicroPython downloads

Nucleo-F411RE移植MicroPython固件

正好MicroPython支持本次申請的Nucleo-F411RE開發(fā)板，就試著把刷成MicroPython的固件，嘗試一下使用Python來開發(fā)STM32，具體移植過程。

1.準(zhǔn)備工作

• 支持Nucleo-F411RE的MicroPython固件：NUCLEO_F411RE-20190604-v1.11-25-gce8262a16.dfu

• 用于STM32 DFU下載的軟件：STSWSTM32080V3.0.6.zip

• PUTTY串口終端：putty-64bit-0.71-installer.msi

2.安裝Dfu下載軟件

下載完成后，安裝DFU下載軟件DfuSeDemo，非常簡單，一路Next就行，在選擇安裝目錄時，可以選擇非系統(tǒng)盤。

3.硬件連接

由于Nucleo-F411RE板子的USB口是連接到ST-Link調(diào)試器，并沒有一個連接到STM32 USB引腳的接口，所以我使用的是這種轉(zhuǎn)接板，把USB的5個信號轉(zhuǎn)接成5個排針，并和板子上的引腳連接：

4.燒錄MicroPython固件

和串口下載程序一樣，使用DFU燒錄固件前，也要先把STM32切換為系統(tǒng)存儲器啟動模式：即下載模式。上電之前要先設(shè)置BOOT0=1，BOOT1(PB2)=0，然后燒錄MicroPython固件。

• 設(shè)置完成之后，連接電腦，設(shè)備管理會出現(xiàn)一個DFU設(shè)備

• 打開DfuSeDemo軟件，選擇已經(jīng)下載的固件：NUCLEO_F411RE-20190604-v1.11-25-gce8262a16.dfu

• 點(diǎn)擊Upgrade升級，在彈出的界面，點(diǎn)擊“是”。

• 等待升級完成，斷電，把BOOT短接線拔掉，重新上電。

5.安裝Putty

安裝Putty，打開串口終端，選擇ST-Link虛擬串口號，波特率115200

按一下板子上的黑色復(fù)位按鍵，串口輸出：

   

    
MicroPython v1.11-12-g6077d1715 on 2019-06-03; NUCLEO-F411RE with STM32F411xE
    
Type "help()" for more information.
    
>>> help()
    
Welcome to MicroPython!
    


    
For online help please visit http://micropython.org/help/.
    


    
Quick overview of commands for the board:
    
 pyb.info() -- print some general information
    
 pyb.delay(n) -- wait for n milliseconds
    
 pyb.millis() -- get number of milliseconds since hard reset
    
 pyb.Switch() -- create a switch object
    
 Switch methods: (), callback(f)
    
 pyb.LED(n) -- create an LED object for LED n (n=1,2,3,4)
    
 LED methods: on(), off(), toggle(), intensity(<n>)
    
 pyb.Pin(pin) -- get a pin, eg pyb.Pin('X1')
    
 pyb.Pin(pin, m, [p]) -- get a pin and configure it for IO mode m, pull mode p
    
 Pin methods: init(..), value([v]), high(), low()
    
 pyb.ExtInt(pin, m, p, callback) -- create an external interrupt object
    
 pyb.ADC(pin) -- make an analog object from a pin
    
 ADC methods: read(), read_timed(buf, freq)
    
 pyb.DAC(port) -- make a DAC object
    
 DAC methods: triangle(freq), write(n), write_timed(buf, freq)
    
 pyb.RTC() -- make an RTC object; methods: datetime([val])
    
 pyb.rng() -- get a 30-bit hardware random number
    
 pyb.Servo(n) -- create Servo object for servo n (n=1,2,3,4)
    
 Servo methods: calibration(..), angle([x, [t]]), speed([x, [t ]])
    
 pyb.Accel() -- create an Accelerometer object
    
 Accelerometer methods: x(), y(), z(), tilt(), filtered_xyz()
    


    
Pins are numbered X1-X12, X17-X22, Y1-Y12, or by their MCU name
    
Pin IO modes are: pyb.Pin.IN, pyb.Pin.OUT_PP, pyb.Pin.OUT_OD
    
Pin pull modes are: pyb.Pin.PULL_NONE, pyb.Pin.PULL_UP, pyb.Pin.PULL_DOWN
    
Additional serial bus objects: pyb.I2C(n), pyb.SPI(n), pyb.UART(n)
    


    
Control commands:
    
 CTRL-A -- on a blank line, enter raw REPL mode
    
 CTRL-B -- on a blank line, enter normal REPL mode
    
 CTRL-C -- interrupt a running program
    
 CTRL-D -- on a blank line, do a soft reset of the board
    
 CTRL-E -- on a blank line, enter paste mode
    


    
For further help on a specific object, type help(obj)
    
For a list of available modules, type help('modules')
    
>>>
   

6.開始Python開發(fā)之旅——點(diǎn)亮一個LED

點(diǎn)亮板載的綠色LED，串口輸入命令點(diǎn)亮和熄滅LED

   

    
>>> pyb.LED(1).on()
    
>>> pyb.LED(1).off()
    
>>> pyb.LED(1).on()
    
>>>
   

更多Python控制外設(shè)的命令：Quick reference for the pyboard：

http://docs.micropython.org/en/latest/pyboard/quickref.html

一些問題

官方介紹移植成功之后，會在電腦上顯示一個PYBFLASH的盤符，但是我這次移植并沒有出現(xiàn)，不知道是什么問題。

參考資料

• Micropython學(xué)習(xí)（二）STM32移植：

  https://blog.csdn.net/bobo184/article/details/84174990

  
  

本文授權(quán)轉(zhuǎn)載自公眾號“電子電路開發(fā)學(xué)習(xí)”，作者wcc149