调试来自于逐飞的MM32F3277移植有MicroPython开发板

Posted 2021-11-24 卓晴

简 介： 对于从逐飞寄送的MicroPython开发板进行初步测试，建立了基于REPL进行交互式开发的环境。

关键词： MicroPython，MM32，Thonny

 

§01 开发板信息

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  今天（2021-10-27）收到逐飞公司发送过来的移植有MicroPython开发板。

一、基本信息

1、电路板

  开发板的正面图片与反面见封面图片以及下面图片。

▲ 图1.1.1 电路板的背面

2、示例程序

（1）下载地址

• 下载地址： MM32F3277 MicroPython 示例程序
• MM32F3277主板带SD卡原理图

（2）示例程序文件

• CCD.py
• ENCODER.py
• GPIO.py
• LCD180.py
• main.py
• MicroPython驱动层接口定义.xlsx
• PWM.py
• SERVO.py
• TIMER.py
• UART.py
• ADC.py

3、MicroPython驱动层接口定义

  本版本所有模块都归纳在seekfree模块下，需要先import seekfree才能通过seekfree.的方式调用，或者使用 from seekfree import 。且本版本并不作为最终版本发布 最终版本与灵动方协商推出 可能最终接口名与形式并不与本版本兼容。

  本演示固件仅实现读取SD卡中main.py文件执行功能，暂不支持自动或代码打开其他文件。本演示固件并不与最终支持大赛固件接口相同，仅为演示功能完整性与可实施性。本演示固件暂有许多局限性，受限于时间烦请查看附带的演示例程，其中各个模块可通过 .help() 查看说明。

  可通过核心板下载接口的串口进行的REPL调试，使用循环时请务必设置退出条件，否则将无法执行新的Python语句，需要重启单片机。使用舵机时请务必使用电源T头供电，红色正极，黑色负极，供电电压推荐8V。可用接口为舵机接口、ADC、电机接口PWM、编码器接口、CCD接口、屏幕TFT1.8、主板右下方（有来标识）串口、按键等。

▲ 图1.1.2 芯片外设模块接口

二、上电测试

1、电源接口

  在地板一段具有电源接入引线，可以施加2C,3C锂电池。通过开关可以控制电源通断。开关旁边有 SPX2940 5V稳压电源。 SPX2940为低压差（0.28V@1A输出电流）稳压电源。

  在SPX2940前有一个肖特基防止反接二极管。

电源部分：

接入电压：7V
SPX2940输入：6.68V
SPX2940输出：5.025V

▲ 图1.2.1 在电源线引入电源

  测量输入电压与SPX2940输出电压曲线，如下图所示。可以看到如果输入电压超过5.4V，电路便可以正常工作了。

▲ 图1.2.2 输入电压与SPX2940输出电压

from headm import *
from tsmodule.tsvisa        import *
from tsmodule.tsstm32       import *

inv = linspace(0, 7, 50)
outv = []
for v in inv:
    dh1766volt(v)
    time.sleep(1.5)
    meter = meterval()
    outv.append(meter[1])

    printff(v, meter[1])

    tspsave('power', inv=inv, outv=outv)

plt.plot(inv, outv)
plt.xlabel("Input(V)")
plt.ylabel("Output(V)")
plt.grid(True)
plt.tight_layout()
plt.show()

2、测量TX输出

  测量电路板上面的下载程序口TX在上电后的输出波形。这个信息应该是MicroPython REPL在上电后的输出信号。

▲ 图1.2.3 测量下载板上的TX输出波形

  可以看到在TX 上电后输出脉冲波形。

▲ 图1.2.4 测量TX在上电后输出波形

  展开输出波形可以大体看到输出波形的波特率在115200。

▲ 图1.2.5 展开输出波形可以大体看到输出波形的波特率在115200

3、制作Thonny调试接口

  在 ESP32-S模块转接板设计与实现 定义了ESP32调试接口定义。 可以看到其中对应的 GND-RXD0,TXD0的顺序与MM32调试接口的TXD，RXD的顺序相反。需要通过一个转接头，对TXD-RXD进行交替。

▲ 图1.2.6 ESP32调试接口定义

  如下是制作的由ESP32调试接口道MM32核心板3PIN连接线。它将RX-TX对调。

▲ 图1.2.7 制作专用调试接口

4、Thonny调试

  设置Thonny中Option的Interpreter选项，设置为CH340对应的调试接口。

▲ 图1.2.8 Thonny 的Option中的Interpreter的选项设置

  上电后，可以看到Thonny接收到 MM32发送出的信息。

Found and execute /sd/main.py!

Set callback function success.

▲ 图1.2.9 Thonny调试界面

  但是直接在Thonny内部输入命令，MM32并没有回应。

  通过示波器直接查看串口调试接口的波形，可以看到它的输出幅值只有2V左右。与正常的串口通信幅值相差很大。

▲ 图1.2.10 编程接口RX波形

  解决方法： 在MM32的开发板上使用1k欧姆连接RX至 3.3V。

▲ 图1.2.11 在RX，3.3V之间焊接1kΩ上拉电阻

  焊接上拉电阻之后，可以看到在Thonny输入回车之后，发送的RX信号变得正常了。

▲ 图1.2.12 改善后的RX波形

  但是仍然MM32没有REPL回应。

  现在存在的问题：MM32没有能够进行REPL响应。

5、去除SD卡中的程序

  根据 TX返回的信息，看到上电后的主板应该是执行了SD卡中的 main.py程序。需要将该程序去除，让MicroPython 返回到REPL状态。

▲ 图1.2.13 使用SD卡读写器去除SD卡中的程序

（1）SD卡中的文件

  可以看到 SD卡中的文件 。

▲ 图1.2.14 SD卡中的文件

（2）说明文件内容

  MM32F3270系列单片机MicroPython固件使用说明

  1、本演示固件仅实现读取SD卡中main.py文件执行功能，暂不支持自动或代码打开其他文件；

  2、本演示固件并不与最终支持大赛固件接口相同，仅为演示功能完整性与可实施性；

  3、本演示固件暂有许多局限性，受限于时间烦请查看附带的演示例程，其中各个模块可通过 .help() 查看说明

  4、可通过核心板下载接口的串口进行的REPL调试，使用循环时请务必设置退出条件，否则将无法执行新的Python语句，需要重启单片机

  5、使用舵机时请务必使用电源T头供电，红色正极，黑色负极，供电电压推荐8V

  6、可用接口为舵机接口、ADC、电机接口PWM、编码器接口、CCD接口、屏幕TFT1.8、主板右下方（有来标识）串口、按键等

（3）移除SD卡之后

  将SD卡移除，或者将其中的main.py删除之后，重新上电。Thonny平台出现以下问题：

▲ 图1.2.15 连接Thonny之后出现的问题

  利用STM32BL打开 COM8进行调试，可以看到在上电之后，MM32 MicroPython 给出：

▲ 图1.2.16 STM32BL 接收到MM32发送的信息

  ※ 错误：现在无法确定，MM32现在的MicroPython是否能够支持REPL!

三、问题解决

1、使用STM32进行交互

  重新编写 STM32BL ，使其在ECHO设置为：Return情况下，可以发送CTRL+B信息，这样便可以在上面的MicroPython粘贴状态下返回REPL交互模式。

▲ 图1.3.1 可以实现简单的交互开发

  上面的交互开发模式仍然无法使用Thonny环境完成程序交互式开发。

 

§02 STM32交互界面

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  根据前面测试，可以看到使用 Thonny 直接连接 开发板会出现错误，下面通过自行编写的 STM32程序 ，使得它能够通过REPL界面完成MicroPython软件的下载。

一、STM32 Bootloader 改造

1、增加UDP命令

  在STM32中增加UDP命令：MPDLD，它可以吧剪切板中的程序通过MicroPython的REPL命令下载到开发板。REPL关于粘贴软件参见 The MicroPython Interactive Interpreter Mode (aka REPL) 。

  通过输入CTRL-E（0x5），使得REPL进入粘贴模式，然后发送程序ASCII内容。通过CTRL-D（0x4）退出并执行。

if(strncmp(szString, "MPDLD", 5) == 0) {   // MicroPython Dlownload
    char szString[0x8000];

    ClearInfor();
    strcpy(szString, "");
    Clipboard()->GetTextBuf(szString, sizeof(szString) - 1);
    MessageBeep(0);
    SendChar(0x5, PORT1);       // Send CTRL+A
    int nLength = strlen(szString);
    int i;
    for(i = 0; i < nLength; i ++)
        SendChar(szString[i], PORT1);

    SendChar(0x4, PORT1);      // Send CTRL+B

    return;
}

2、设置RETURN

▲ 图2.1.1 设置RETURN，使得STM32的信息框成为交互窗口

二、改造runpython_shift

  对于TEASOFT软件的副主程序 runpython_shift.py中增加关于STM32下载的检测。

title = tspgetwindowtitle()
for t in title:
    if t.find('Thonny') == 0:
        ThonnyExec()
        exit()

    if t.find('远程桌面') >= 0:
        ThonnyExec(1)
        exit()

    if t.find("STM32 BOOTLOADER") >= 0:
        tspcopyclipboard()
        stm32cmd("MPDLD")
        exit()

三、测试工具链

1、测试代码

a = 1
b = 2
print(a+b)

for _ in range(10):
    print(a)

2、下载执行结果

▲ 图2.3.1 下载执行结果

 

※ 测试总结 ※

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  对于来自于逐飞的改造的MM32开发板，如果将其后面的SD卡拔掉，便可以直接进入REPL交互开发状态。

  利用开发板上的串口，与STM32相连，形成程序下载，结果显示的界面。

  很可惜，现在为止直接使用Thonny软件还无法对MM32 MicroPython进行REPL交互式开发。具体原因尚不清楚。一种可以的查询故障的方法，就是通过UART T-型通道对Thonny环境与REPL模块之间的交互信息进行截取对比，可以找到问题所在。

▲ 图3.1 UART T-型器

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■ 相关文献链接:

• MM32F3277 MicroPython 示例程序
• MM32F3277主板带SD卡原理图
• SPX2940
• ESP32-S模块转接板设计与实现
• SD卡中的文件
• STM32BL
• 安装 Thonny 软件环境开发PI Pico
• The MicroPython Interactive Interpreter Mode (aka REPL)

● 相关图表链接:

• 图1.1.1 电路板的背面
• 图1.1.2 芯片外设模块接口
• 图1.2.1 在电源线引入电源
• 图1.2.2 输入电压与SPX2940输出电压
• 图1.2.3 测量下载板上的TX输出波形
• 图1.2.4 测量TX在上电后输出波形
• 图1.2.5 展开输出波形可以大体看到输出波形的波特率在115200
• 图1.2.6 ESP32调试接口定义
• 图1.2.7 制作专用调试接口
• 图1.2.8 Thonny 的Option中的Interpreter的选项设置
• 图1.2.9 Thonny调试界面
• 图1.2.10 编程接口RX波形
• 图1.2.11 在RX，3.3V之间焊接1kΩ上拉电阻
• 图1.2.12 改善后的RX波形
• 图1.2.13 使用SD卡读写器去除SD卡中的程序
• 图1.2.14 SD卡中的文件
• 图1.2.15 连接Thonny之后出现的问题
• 图1.2.16 STM32BL 接收到MM32发送的信息
• 图1.3.1 可以实现简单的交互开发
• 图2.1.1 设置RETURN，使得STM32的信息框成为交互窗口
• 图2.3.1 下载执行结果
• 图3.1 UART T-型器