STM32 进阶教程 1 - micropython 移植

前言

Python是一种解释型、面向对象、动态数据类型的高级程序设计语言。

Python 是一个高层次的结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言。具有如下特点：

1.易于学习：Python有相对较少的关键字，结构简单，和一个明确定义的语法，学习起来更加简单。

2.易于阅读：Python代码定义的更清晰。

3.易于维护：Python的成功在于它的源代码是相当容易维护的。

4.一个广泛的标准库：Python的最大的优势之一是丰富的库，跨平台的，在UNIX，Windows和Macintosh兼容很好。

5.互动模式：互动模式的支持，您可以从终端输入执行代码并获得结果的语言，互动的测试和调试代码片断。

6.可移植：基于其开放源代码的特性，Python已经被移植（也就是使其工作）到许多平台。

7.可扩展：如果你需要一段运行很快的关键代码，或者是想要编写一些不愿开放的算法，你可以使用C或C++完成那部分程序，然后从你的Python程序中调用。

8.数据库：Python提供所有主要的商业数据库的接口。

9.GUI编程：Python支持GUI可以创建和移植到许多系统调用。

10.可嵌入: 你可以将Python嵌入到C/C++程序，让你的程序的用户获得"脚本化"的能力。

MicroPython 是Python 3编程语言的一种精简而高效的实现，它包含Python标准库的一个小子集，并且经过优化，可以在微控制器和受限环境中运行。MicroPython包含了许多高级特性，比如交互式提示符、任意精确整数、闭包、列表理解、生成器、异常处理等等。但是它足够紧凑，可以在256k的代码空间和16k的RAM中运行。MicroPython的目标是尽可能与普通Python兼容，允许您轻松地将代码从桌面转移到微控制器或嵌入式系统。

本节将带领大家在STM32F407ZET6开发板上移植micropython,让python的优点进入到单片机，进入到嵌入式程序开发层次！

示例详解

基于硬件平台：正点源子的stm32f4 探索者开发板，MCU 的型号是 STM32F4ZET6。首先笔者使用的实验环境为WIN10+Ubuntu14.04(虚拟机，安装了python2.7 )。所用到的工具有JFLAH, PUTTY, ST_DFU工具（非必需）。

ST_DFU 工具下载：http://www.stmcu.org.cn/document/detail/index/id-215019

Putty工具下载：https://www.putty.org/

Jflasha工具下载（配合JLINK使用）: https://www.segger.com/downloads/jlink/#J-LinkSoftwareAndDocumentationPack

本示例所用的开发板及部分原理图：

源码下载与编译：

进入ubuntu系统，确保电脑能连上网络，按ctrl+alt+t打开终端，先给电脑安装GIT（如果已经安装也没关系），在终端中输入命令：

sudo apt-get install git

下载micropythonid源码（速度与网络速度有关，几分钟到几个小时都有可能）：

git clone https://github.com/micropython/micropython

下载完成后，在home目录下可以看到多了一个micropython文件夹：

在ports/stm32/boards下看到micropython支持的处理器或开发板:

编译，首先编译之前需要安装gcc和gcc-arm-none-eabi交叉编译器。

在终端中依次输入如下命令完成交叉编译器的安装：

sudo apt-get install gcc

sudo apt-get install gcc-arm-none-eabi

进入到micropython目录,并列出其内容：

cd micropython

进入ports/stm32/boards目录，我们开发板芯片型号是STM32F407ET6, 最相近有F4 系列即STM32F4DISC。复制STM32F4DISC并重重命名为MYBOARD:

cd ports/stm32/boards

cp -r STM32F4DISC MYBOARD

回到源码目录micropython下，进入mpy-cross目录，先编译MicroPython cross-compiler（很多开发板需要先编译好mpy-cross 然后才能成功编译Micropython ）：

cd mpy-cross

make

接下来就可以编译Micropython了，回到micropython输入下列命令下源码中的一些子模块submoudle下载下来：

git init

git submodule update –init （跟网络速度有关，要点时间）

（笔者电脑之前已初始化过，很快便完成了）

进入stm32目录下编译执行，生成我们所需要的固件DFU或者HEX形式的：

cd ports/stm32/

make BOARD=MYBOARD PYTHON=python2

BOARD=MYBOARD是用于指定要编译的开发板， PYTHON=python2是因为笔者电脑安装的python是2.7版本的，如果安装的是python3,该参数可以省略（见redme.md文件）。

如上图，编译成功，在stm32目录下会生成一个build-MYBOARD文件夹：

在文件夹中有对应的烧入或升级文件：

Firmware.elf, firmware.hex是用于烧录的完整固件，firmware0.bin是bootLoader程序文件，firmware1.bin是程序app文件，firmware.dfu是配合ST-DFU工具用的app文件。

本实现我们用jlink工具直接烧录firmware.hex文件来下载程序到开发板，关于DFU的使用请参考笔者的“STM32 基础系列教程 28 - USB_DFU”一节内容：

程序烧录与运行

将firmware.hex复制到WIN10系统，在win10环境下打开jflah工具，选择创建新工程后点“start j-flash”

选择对应开发板对应的芯片型号，操作如下：

直接OK后，选择File-Open data file … 打开刚复制过来的firmware.hex文件：

将jlink工具接上电脑，与开发板连接好，开发板供电接好，完整的接线如下图（当前步骤只是烧录，只要求JLINK与开发板连接好并开发板正常供电即可）：

在jflash工具菜单中的Options选项中选择Project Seting命令，在弹出的对话框中选中Production标签页并勾选其中的Start application 选项：

依次执行 Target 菜单中的Connect 及 Production Programming 命令，完成对芯片的连接与编程操作，编程完成后弹出如下提示：

验证

程序运行后在电脑资源管理器中会多一个USB 串行设备串口，如下图中的COM24,

如果你的电脑中没有出现USB串行设备，而是多了一下STM32_BOOTloader设备，这可能是能的电脑上的打开了开发板上的USB_232串口导致，这时需在PC上先关闭该串口（找到对应的串口工具，关闭串口先），然后按下开发板上的复位键即可。

程序正常跑起来后，在WIN10系统下按WIN+E快捷键，在弹出的资源管理器中可以看到电脑上多了个pybFLAHS盘：

安装并打开PUTTY工具，指令刚设置管理器中看到的USB 串行设备，打开串口，连接开发板：

成功连接，并且输出对应的提示信息，哈哈，大功完成一半：

下面就是来输入命令验证一下：

Help()

加减乘除运算：

操作IO口：

mypin.high()

mypin.low()

随机数产生：

本次的基于micropython的移植教程就完成了，关于micropython的更多介绍与教程可以去：http://docs.micropython.org/en/latest/pyboard/quickref.html#timers，有兴趣的同学或有实际应用案例的同学可以好好研究与利用一下。本节内容只是成功移植了micropython，但是针对于本实例所用的开发板，还有很多功能是用不了的，比如不支持GPIOFK口的操作，LED控制的端口不对，UART1使用不了等等，下一节，将给大家介绍如何针对于我们的实验平台，一一的解决上面的问题。

OK,本期实验完成！下期见！同时如果大家有什么疑问或是有想了解的其它内容，也欢迎大家留言！！最后喜欢这个公众号的同学们记得加关注了，会有不定期技术干货推出！！

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下载|STM32进阶教程1

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