原创 NUCLEO_H743ZI移植MicroPython

H743的开发板拿到手有一段时间了，本来我是想先在Ubuntu18.04（因为我个人的笔记本目前只有这个系统）下搞个纯Linux的开发环境，然后再做点其他评测的，奈何Linux版本下的stlink驱动编译后居然没H743的支持，暂时搁置，后面抽点时间看看怎么把H743的支持加到stlink源码去，再编译下（对移植过程兴趣的可以到我另一篇博文看看https://mbb.eet-china.com/blog/1779404-406940.html）。

         评测时间快到了，我就换了我工作的电脑来完成评测吧。开发环境的搭建可能没从零开始那么详细，各位见谅。评测环境是Win7+Ubuntu12.04-server版。

         去年开始受到了AI的蛊惑，体验了一下Python编程的简单易用，今年顺手考过了二级Python。但那都是PC平台上的，一直想体验下Python的嵌入式编程。所以这次的评测，我打算围绕MicroPython进行。第一步先给H743移植MicroPython支持；第二步引入MicroPython网络编程；最后还想在MicroPython的基础上体验下OpenMV（这个要加个子板）。这些评测内容较多，当然不太可能在最近一下子完成，我会持续的在这里发博文，有兴趣的继续关注即可。

         好，以上是闲话。下面开始评测的第一部分内容，移植MicroPython支持。

         开始前，有必要了解下MicroPython是什么，看下官方描述即可：

图0-MicroPython官方描述

1.下载/安装交叉编译链

         由于H743用的其实是arm的thumb指令，在PC平台上需要使用交叉编译链来编译。当然裸机编程最好用的是官方的编译链或sdk啦，此处为了后续用MicroPython开发，就安装arm的交叉编译链。这里我图省事，直接下载编译链安装了。如有需要，也可以从我的网盘下载（链接: https://pan.baidu.com/s/1YvkWy-pYcWgYr5dZ8J7f7A 提取码: hfi8）。

         注意安装编译链时，需要把解压的路径整个加入到$PATH变量，否则后面用交叉编译链编译时可能导致编译失败。

         例如，把交叉编译链下载到Ubuntu，并解压后，放在~/ toolchain/gcc-arm-none-eabi-5_4-2016q3目录，则在~/.bashrc里加一句

export PATH="$HOME/toolchain/gcc-arm-none-eabi-5_4-2016q3/bin:$PATH"

然后执行source ~/.bashrc，这样就安装完成了。

装完之后确认下版本号：

图1-arm交叉编译链

2.下载安装MicroPython

         直接到github下载最新的MicroPython

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

         MicroPython支持的处理器在ports目录下。支持的版型在micropython/ports/stm32/boards里，可以看到，里面已经支持了NUCLEO_H743ZI了：

图2 micropython stm32版型支持

         MicroPython的stm32库支持是放在micropython/lib/stm32lib目录下，刚才的git clone后，该目录还是空的，需要继续下载lib（继续在源码下载目录执行以下命令）：

$ git init

$ git submodule update --init

下载成功后可以看到这些库的目录。

图3 MicroPython stm32lib

         在ports/stm32目录下执行

micropython/ports/stm32$ make BOARD=NUCLEO_H743ZI

         编译最后看到下面结果，表示成功：

图4-MicroPython编译成功

         编译结果在micropython/ports/stm32/build-NUCLEO_H743ZI目录下的firmware.hex。注意，此处我是在Ubuntu系统下编译，最后通过samba共享到Win10的，这些可以通过Windows+虚拟机安装Ubuntu进行，此处操作步骤不详细描述，还不懂的网上搜一下其他教程。

我把编译出来的hex上传了一份到网盘，想直接验证的朋友可以直接下载使用：链接：https://pan.baidu.com/s/1_lJkgBsOnuXhd-UuXInkYA 提取码：06wl 

         烧录试试，打开烧录软件stsw（可到官网下载https://www.stmcu.org.cn/document/detail/index/id-214265），加载firmware.hex，下载：

图5-MicroPython编译结果下载

         烧录完成后，需要连接usb slave口连线到PC上（MicroPython的虚拟盘），而stlink的那个usb口，可以断开和电脑的连接，但因为板子还需要供电，所以stlink的usb口我就直接拿移动电源给了5V过去。我看网上有些教程说两个usb口都连PC，不知道是不是软硬件环境不一样，我两个都连PC时，MicroPython的虚拟盘一直都不能正常连接，时通时断的。所以我最后就只把usb slave口连到PC上，stlink的usb口用5V供电（充电宝或其他可以提供5V的电源都可以），这样MicroPython的虚拟盘就正常了，连线如下图示：

图6-烧录成功后板子的连线

         之后，就可以直接在PC上的pybflash目录下用python编程。

图7-pybflash虚拟盘

         在pybflash虚拟盘里，有这几个文件：

图8-pybflash虚拟盘内容

直接编辑里面的main.py就可以进行Python编程了。如果要开机自动运行main.py里的脚本，可以直接修改boot.py：

图9-开机自动执行Python脚本

         当然，这个micropython也有虚拟串口的功能（我在用这个时发现驱动用自动联网装装不上，就直接本地安装驱动，驱动位置选择pybflash），然后就可以用securecrt或putty进行串口连接，直接在串口里敲代码了。

图10-MicroPython虚拟串口

图11-putty通过串口连接H743ZI

         下面我就用MicroPython的虚拟串口试下控制板上的资源。

3.MicroPython使用体验

         启动体验：

         图12-上手体验

         控制LED亮灭。看头文件定义：micropython/ports/stm32/boards/NUCLEO_H743ZI/mpconfigboard.h

图13-led gpio定义

         从头文件可以看到，这些已经被定义了。那我就直接用就可以了，看着MicroPython的官方文件来操作。先点亮LED试试：

图14-点亮LED

图15-板子效果

图16-按键亮灭灯

图17-按键全灭

         至此，LED控制正常。

图18-任意控制GPIO输出

         万用表测着PC10，观察其电压变化。

总结：

         由以上简单实验看出，MicroPython的移植是成功的。MicroPython以无操作系统的方式跑在H743上，其易用性及可移植性可圈可点。MicroPython的底层也是C，上层语法和python 3.4一样。在熟悉python的情况下，使用一块硬件开发板是相当简单的，也可以很快的打造出一个产品原型。相同的Python脚本代码在不同的开发板移植，所需的工作量非常少，甚至只是复制过来（MicroPython相当于对底层进行了封装）。Python是解析语言，不需编译，直接运行即可。

有空再详细解读下MicroPython的源码，接下来还会继续评测，将引入MicroPython的网络编程，最后还会上OpenMV。