简 介： 本文测试了基于MM32F3277下的MicroPython电路板设计。其中包含有SD卡接口，常用外设接口等。验证了现在的移植的MicroPython的对文件的基本操作功能。通过测试发现现在的MicroPython版本无法访问低容量（小于512Mb）的SD卡，而只能访问大于4Gb以上的SD卡。

关键词： MM32F3277，MicroPython，SD卡

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设计背景
文章目录
MM32F3277
MicroPython
SD卡接口
建立AD元器件库
设计测试
设计电路板
测试电路板
测试SD卡
测试总结

§01 设计背景

一、MM32F3277 MicroPython

  利用MicroPython开发嵌入式，是在牺牲一定的性能的基础上增加了开发的灵活性。MicroPython的解释执行代码，可以将嵌入式底层的硬件差异性进行屏蔽。

  在 制作测试MM32F3277-MicroPython最小电路板 设计了基于MM32F3277的MicroPython的实验板。来自于灵动（MindMotion）的MM32F3277具有丰富的资源。经过测试一下两款不同的MicroPython的移植版本，都可以很好地运行。

  • 调试来自于逐飞的MM32F3277移植有MicroPython开发板
  • MM32F3277 MicroPython 实验板设计和软件测试

  上述两款MicroPython的版本，都需要借助于外部的SD卡来存储最终执行MicroPython程序：main.py。在没有外置的SD卡的情况下，它们只能通过 REPL (Read Evaluate Print Loop)进行程序的调试。本文就会在 MM32F3277实验板 基础上增加 SD卡接口部分。

二、SD卡接口

1、SD卡插座

  根据 pyBoard v1.1-CN STM32F405RG单片机开发板 MicroPython编程 板上的配置，它使用了 MICRO SD卡座 迷你短体TF卡座 带侦测脚内存卡槽 8P 高H2.6/3.0MM 。这款SD卡组具有三种尺寸：

  • 短体H2.6MM 不带有侦测脚；
  • 短体H3.0MM 带有侦测脚；
  • 短体H3.75MM 带有侦测脚；

▲ 图1.2.1 短体H2.6MM卡座尺寸

2、SD卡接口

  根据OneOS（来自于SeekFree）的评估板上的SD卡接口设计，来设计基于MM32F3277的SD卡的接口。

  由于这款主板上的SD卡已经在 前面两个版本的MicroPython中得到的验证。

▲ 图1.2.2 SD 卡接口定义

  根据上面卡槽的定义，可以知道SD卡的管脚定义顺序如下图所示：

▲ 图1.2.3 SD 卡以及卡槽的管脚顺序定义

  根据 MM32F3277用户手册 中关于管脚的定义，可以看到，SD卡的接口使用了MCU的 SDIO（安全数字输入输出接口），兼容 SD/SDIO/MMC的设备控制器， 作为控制外部的SD/SDIO/MMC 卡通信接口。

▲ 图1.2.4 MM32F3277 端口功能定义

三、建立AD元器件库

  根据前面给出的SD卡槽的数据，在AltumDesign中检查对应的元器件库。根据 MICRO SD卡座 网页上给出的基本几何参数，设计AD中的元器件库。对于两旁的金属外壳固定焊盘的尺寸不详，通过图片测量到各部分的具体尺寸。

1、器件尺寸

▲ 图1.3.1 在图形上测量几何位置

2、器件封装

  PCB封装名称 ：SD-H26MM

▲ 图1.3.2 元器件封装

3、器件原理图

  原理图器件名称 ：MINI-SD

▲ 图1.3.3 原理图器件定义

§02 设计测试

一、设计电路板

  在MM32F3277 MicroPython 实验板设计和软件测试基础上，增加SD卡座电路，设计测试电路。

1、原理图

▲ 图2.1.1 电路原理图 eee

2、快速制版PCB

  为了适合一分钟制版，如下设计了适应单面板制作的PCB。

▲ 图2.1.2 设计快速制版PCB

3、焊接电路板

  下面是经过一分钟制版，焊接形成测试电路板。

▲ 图2.1.3 经过一分钟制版，焊接形成测试电路板

二、测试电路板

1、上电测试

  施加+5V工作点，测量电路板上的3.3V稳压输出3.3V。静态耗电量大约：6mA左右。

2、下载MicroPython

  使用 MM32-LINK 将来自于灵动苏勇的MicroPython（2021-11-5版本）下载到MM32F3277中。

▲ 图2.2.1 下载MicroPython过程

3、测试MicroPython是否工作

（1）测试晶体信号

  来自于苏勇的MicroPython使用到外部的晶体时钟，所以应该能够测量在外部晶体上的8MHz晶体振荡信号。

▲ 图2.2.2 外部晶体上的振荡信号

（2）测量REPL上电串口信号

  因为MicroPython在启动后，会在REPL端口输出版本信息，因此应该能够在UART1的TX测量输出信号。

▲ 图2.2.3 上电后在UART1的TX测量到的输出信号

（3）测量REPL

  使用 STM32-Bootloader 连接到REPL端口，测试REPL相互的操作。

▲ 图2.2.4 在STM32-BOOLOADER接收到的REPL的提示符

三、测试SD卡

1、存储与读取文件

  在SD卡中预先存储 “test1.py” 文本文件。然后在 MicroPython进行读取。

  如下是苏勇演示对于文件的读取和写入的示例过程。

▲ 图2.3.1 苏勇给出的演示示例程序

（1）测试程序

from machine                import Pin
import utimewith open('test.txt', 'w') as f:f.write('Hello SD file.')with open('test.txt', 'r') as f:print(f.read())

（2）测试结果

  程序下载与执行过程，REPL界面显示如下：

Reset MicroPython...
Wait for MicroPython come back...
Download MicroPython : 24 lines/576 characters.
Begin to download program...
-------------------------------------------------------------------------14
Hello SD file.
>>>

  上面显示了写入SD file： 14个字节，对应的 test.txt长度为14。 紧接着读取其中的内容并显示。

（3）在Windows下读取SD卡

  使用SD读写器，可以看到SD中存在着刚才有MicroPython写入的文件。

▲ 图2.3.2 Windows下查看SD卡内部的内容

2、测试其它SD卡

  使用另外一款只有512MB的SD卡，测试在MicroPython下是否能够读取该卡中的内容。

▲ 图2.3.3 测试一个512M的SD卡

  使用相同的程序，MicroPython显示如下信息：

Reset MicroPython...
Wait for MicroPython come back...
Download MicroPython : 24 lines/576 characters.
Begin to download program...
-------------------------------------------------------------------------Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 13, in <module>
OSError: 19
>>>

3、写入main.py

  在SD存储 main.py，MicroPython上电后首先执行 main.py程序。

  下面是main.py的测试内容：

from machine                import Pin
import utimefor _ in range(10):print(_)utime.sleep_ms(100)

  写入SD卡那中。将SD卡插入测试 MicroPython小板：

▲ 图2.3.4 在SD卡中存储main.py

  上电后，程序输出：

[Y] sdcard ready.[Y] file system on sdcard ready.[Y] run the main.py on disk ...0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
[Y] done. 1MicroPython v1.16 on 2021-11-05; MB_F3270 with MM32F3277G7P
>>>

※ 测试总结 ※

  本文测试了基于MM32F3277下的MicroPython电路板设计。其中包含有SD卡接口，常用外设接口等。验证了现在的移植的MicroPython的对文件的基本操作功能。

■ 相关文献链接:

  • 制作测试MM32F3277-MicroPython最小电路板
  • 调试来自于逐飞的MM32F3277移植有MicroPython开发板
  • MM32F3277 MicroPython 实验板设计和软件测试
  • REPL
  • pyBoard v1.1-CN STM32F405RG单片机开发板 MicroPython编程
  • MICRO SD卡座 迷你短体TF卡座 带侦测脚内存卡槽 8P 高H2.6/3.0MM
  • MM32F3277用户手册
  • 利用Python模拟鼠标自动完成MM32-LINK程序下载
  • STM32-Bootloader

● 相关图表链接:

  • 图1.2.1 短体H2.6MM卡座尺寸
  • 图1.2.2 SD 卡接口定义
  • 图1.2.3 SD 卡以及卡槽的管脚顺序定义
  • 图1.2.4 MM32F3277 端口功能定义
  • 图1.3.1 在图形上测量几何位置
  • 图1.3.2 元器件封装
  • 图1.3.3 原理图器件定义
  • 图2.1.1 电路原理图
  • 图2.1.2 设计快速制版PCB
  • 图2.1.3 经过一分钟制版，焊接形成测试电路板
  • 图2.2.1 下载MicroPython过程
  • 图2.2.2 外部晶体上的振荡信号
  • 图2.2.3 上电后在UART1的TX测量到的输出信号
  • 图2.2.4 在STM32-BOOLOADER接收到的REPL的提示符
  • 图2.3.1 苏勇给出的演示示例程序
  • 图2.3.2 Windows下查看SD卡内部的内容
  • 图2.3.3 测试一个512M的SD卡
  • 图2.3.4 在SD卡中存储main.py

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