PYB Nano 開發板快速指南

PYB Nano 開發板快速指南

這篇快速指南是爲 MicroPython 和 PYB Nano 的初學者寫的，經過這個文檔，能夠快速掌握 MicroPython 和 PYB Nano 的基本使用方法。

 

PYB Nano開發板簡介

PYB Nano開發板是目前體積最小、成本最低的MicroPython開發板

PYB Nano的主要特色

• STM32F401CEU6微控制器
• 16M主時鐘
• 支持 macroUSB
• 2路UART
• 3路I2C
• 3路SPI
• 10路12位ADC
• 支持RTC
• 支持後備電池輸入
• 支持USB供電和VIN輸入（最高12V）
• 一個用戶按鍵和一個復位鍵
• 帶有 4個支持亮度調節功能的 LED
• 帶有加速度傳感器（MMA7660）
• 支持USB升級功能
• 低成本、高性能
• 開源

應用範圍

• 教育、學習
• 電子競賽
• 機器人
• 智能硬件
• 物聯網開發
• 快速原型設計
• 創客、DIYer

PYB Nano很是適合做爲MicroPython的入門開發板，它支持絕大部分MicroPython的功能和函數，成本卻只有官方 PyBoard 的幾分之一，是學習MicroPython的首選開發板之一，也是從Arduino進階到其它應用的最好選擇。

 

系統需求

在開始使用 PYB Nano 前，須要作一點準備工做：

• 一臺計算機，安裝了不低於Win7，或者Linux、MacOS操做系統，32位/64位均可以
• 串口終端軟件，如超級終端、putty、MobaXterm、SecureCRT等
• macroUSB數據線（可使用安卓手機的數據線）

由於Windows的用戶最多，因此下面的介紹也以Windwos爲主，但其它操做系統下的用法也是相似的，甚至更簡單。

另外，爲了順利使用 MicroPython，你們還須要對 Python 語言有基本瞭解，由於MicroPython 是基於 python3 的。

 

安裝驅動

在Windows系統中，第一次鏈接開發板時，會出現一個PYBFLASH磁盤，同時提示須要安裝新的設備。這個新的設備就是虛擬串口，它的驅動程序就在新出現的PYBFLASH磁盤上，瀏覽到這個磁盤安裝驅動，安裝後就可使用。

在大部分的Linux、MacOS下無需安裝任何驅動程序。

 

終端軟件設置

在調試時，一般都使用串口終端軟件。在使用前，須要對終端軟件的串口參數進行設置。

先用數據線鏈接開發板，而後運行任一串口終端軟件，並設置串口爲 PYB Nano 對應的虛擬串口，在將串口參數設置以下：

波特率	115200
數據位	8
奇偶校驗	無
中止位	1
流量控制	無

個別軟件還須要設置字符集才能正常顯示。

 

REPL 的用法

一般調試程序時，都是在 MicroPython 的 REPL （read–eval–print loop，循環交互解釋器）環境下運行。在REPL下能夠直接輸入命令，有內置的解釋器執行。若是命令輸入正常就會執行，命令錯誤會有提示。

MicroPython支持幾個經常使用的快捷鍵，若是你熟悉串口終端，會發現它們的習慣是同樣的。

• Ctrl-C，中止正在的程序或終止當前的命令行
• Ctrl-D，軟復位（soft reset）
• Ctrl-B，顯示系統提示
• Ctrl-E，進入粘貼模式。能夠按下Ctrl-C退出粘貼模式，Ctrl-D完成粘貼
• Tab，鍵盤上的Tab鍵，能夠補全命令

除了Ctrl-C，其它快捷鍵須要在空命令行下（沒有輸入任何字符）才能生效。此外，還可使用上下左右光標鍵

• 上下鍵，調出之前輸入的命令。MicroPython能夠保存最後輸入的6條命令
• 左右鍵，在當前命令行中移動，編輯命令

 

基本用法

LED

不管在哪一個開發板中，LED都是最經常使用的的例程，咱們也從這裏開始。

PYB Nano上有4個LED，分別是紅、綠、黃、藍色。咱們能夠經過 pyb.LED(n) [n = 1-4]去使用它們。如：

pyb.LED(1).on() # LED1亮 pyb.LED(2).off() # LED2滅 pyb.LED(3).toggle() #翻轉LED3 pyb.LED(4).intensity(20) # 設置LED4亮度20 [範圍是0-255]

呼吸燈，下面程序將LED3設置爲呼吸燈

from pyb import Timer ia = 1 da = 1 def fa(t): global ia, da if (ia==0)or(ia==255): da=256-da ia=(ia+da)%256 pyb.LED(3).intensity(ia) tm=Timer(1, freq=200, callback=fa)

在其它MicroPython開發板上，LED的數量多是1-4個，但用法是同樣的。此外不是每種 MicroPyhon 開發板的 LED 都支持亮度調整功能（intensity()）。

 

按鍵

在MicroPython的Pyboard中，預約義了按鍵開關對象，它的使用方法以下：

sw = pyb.Switch() sw()

若是按鍵按下，返回True，不然返回False。

 

GPIO

使用GPIO，須要導入pyb庫的Pin對象。

from pyb import Pin p_out = Pin('X1', Pin.OUT_PP) # 定義 X1 引腳爲輸出 p_out.high() # 輸出高電平 p_out.low() # 輸出低電平 p_out.value(1) # 等同於 p_out.high() p_in = Pin('X2', Pin.IN, Pin.PULL_UP) # 定義 X2 爲輸入 p_in.value() # get value, 0 or 1

 

外中斷

下面代碼將按鍵（PC13）定義爲外中斷輸入，上升沿觸發模式。每當按下一次按鍵，LED1就會翻轉一次。

from pyb import Pin, ExtInt callback = lambda e: pyb.LED(1).toggle() ext = ExtInt(Pin('C13'), ExtInt.IRQ_RISING, Pin.PULL_UP, callback)

 

定時器

定時器須要使用到pyb庫的Timer對象。下面程序中，先設置定時器1的頻率爲1000Hz，而後讀取計數器的值，再設置定時器的頻率爲0.5Hz，並在定時器回調函數（中斷）裏翻轉LED2。

from pyb import Timer tim = Timer(1, freq=1000) tim.counter() # get counter value tim.freq(0.5) # 0.5 Hz tim.callback(lambda t: pyb.LED(2).toggle())

 

PWM

PWM是定時器模塊的一個子功能，能夠將定時器的某一通道設置爲PWM輸出。下面代碼將 PA3 設置爲定時器2的CH4輸出，最後設置佔空比是10%。注意佔空比參數能夠是浮點數。

from pyb import Pin, Timer p = Pin('A3') # X1 has TIM2, CH4 tim = Timer(2, freq=1000) ch = tim.channel(4, Timer.PWM, pin=p) ch.pulse_width_percent(10)

 

ADC

PYB Nano帶有10路12位ADC輸入，能夠很是容易讀取ADC的參數。下面的代碼讀取引腳 X8 （PB0）的輸入

from pyb import Pin, ADC adc = ADC(Pin('X8')) adc.read() # read value, 0-4095

另一種讀取ADC的方法是

from pyb import Pin, ADC a=pyb.ADCAll(12) # 設置ADC爲12位模式 a.read_channel(8) # 讀取ADC8 a.read_core_temp() # 讀取內部溫度傳感器

 

UART

from pyb import UART uart = UART(1, 9600) uart.write('hello') uart.read(5) # read up to 5 bytes

 

SPI

from pyb import SPI spi = SPI(1, SPI.MASTER, baudrate=200000, polarity=1, phase=0) spi.send('hello') spi.recv(5) # receive 5 bytes on the bus spi.send_recv('hello') # send a receive 5 bytes

 

I2C

from pyb import I2C i2c = I2C(1, I2C.MASTER, baudrate=100000) i2c.scan() # returns list of slave addresses i2c.send('hello', 0x42) # send 5 bytes to slave with address 0x42 i2c.recv(5, 0x42) # receive 5 bytes from slave i2c.mem_read(2, 0x42, 0x10) # read 2 bytes from slave 0x42, slave memory 0x10 i2c.mem_write('xy', 0x42, 0x10) # write 2 bytes to slave 0x42, slave memory 0x10

 

加速度傳感器

PYB Nano內置了加速度傳感器MMA7660，能夠直接讀取傳感器的參數(數值範圍是[-32..32])。

acc = pyb.Accel() while True: print(acc.x(), acc.y(), acc.z()) pyb.delay(500)

 

其它經常使用功能

pyb.delay(500) # 延時500ms pyb.udelay(20) # 延時20us pyb.unique_id() # 讀取芯片的惟一序列號 pyb.millis() # 復位後的運行時間（ms） pyb.hard_reset() # 復位，和按下復位鍵的效果相同 pyb.bootloader() # 直接進入 bootloader 模式升級 pyb.disable_irq() # 禁止中斷 pyb.enable_irq() # 恢復中斷 pyb.freq() # 讀取系統時鐘 pyb.wfi() # 等待內部或外部中斷 pyb.stop() # 休眠模式，須要外部中斷或者實時時鐘喚醒

 

MocroPython的啓動模式

在啓動後，MicroPython會先運行 boot.py 文件，加載用戶驅動，而後在運行main.py，執行用戶程序。能夠將用戶程序放在main.py中，也能夠在main.py中再加載其它的文件。

 

常見故障

在使用過程當中，咱們須要注意下面問題，避免形成文件系統破壞、數據丟失。

• 取下數據線前，須要先U盤那樣安全刪除硬件，彈出PYBFLASH磁盤，不然可能會形成文件系統破壞，特別在修改了文件或複製新文件到PYBFLASH磁盤後。
• 不要輕易按復位鍵，這樣會形成當前的USB通信中斷。通常的問題，能夠經過按下Ctrl-D軟復位接近。

 

出廠模式

使用時間長了，由於各類緣由可能會出現故障，形成沒法正常啓動，不能進入REPL，文件系統破壞等現象，這時就須要經過出廠模式進行恢復。

進入出廠模式的方法是，

• 按下復位鍵（RESET）的同時，按住用戶按鍵SW。
• 而後保持用戶按鍵不放，釋放復位鍵。
• 這時LED將循環顯示：綠－》黃－》綠+黃－》滅
• 等黃綠燈同時亮時，鬆開用戶鍵，這時黃綠燈會同時快速閃4次
• 而後紅燈亮起（這時紅綠黃三個燈同時亮）
• 紅燈滅，開始進行恢復到出廠狀態
• 全部燈都滅，恢復出廠設置完成。

恢復出廠設置後，PYBFLASH中的內容會丟失，變爲默認文件。

 

升級固件

MicroPython的更新速度很快，每次更新都會帶來一些新的功能，修正錯誤。因此掌握 MicroPython 的固件升級方法是有必要的。

PYB Nano支持下面幾種升級方法：

• 經過DFU模式升級
• 經過SWD方式升級

使用DFU模式，須要安裝ST的DfuSe_demo軟件（Windows）或者dfu-util（Linux）。使用SWD須要將開發板的SWD接口（PA13/PA14）鏈接到編程器，經過編程軟件（如STM32 ST-LINK Utility）下載。

 

參考資源

以上是 MicroPython 和 PYB Nano 的最基礎知識，掌握後你們就能夠逐步深刻了。下面是一些MicroPython相關的參考網站和論壇，供你們參考。

• MicroPython的官方網站
• 官方英文論壇
• MicroPython源碼
• 官方在線英文幫助
• 官方維基

• MicroPython中文論壇
• PYB Nano 版塊
• PYB Nano 原理圖、BOM
• PYB Nano 開發板最新固件
• MicroPython中文教程