NUCLEO F446RE MicroPython インストール方法: xshige's beta notes

2020年1月19日 (日)

NUCLEO F446RE MicroPython インストール方法

2020/1/19+

NUCLEO F446RE MicroPython Install

概要

「NUCLEO F446RE」にMicropythonをインストールする方法について記載する (ホストPCとしてはubuntuを想定している)

事前準備

(1)ampyのインストール
AMPY_PORTは、自分の環境に合わせる。


  pip install adafruit-ampy
  export AMPY_PORT=/dev/ttyACM0
  export AMPY_BAUD=115200

(2)picocomのインストール


  sudo apt-get install picocom

以上のうち、exportしているものは、.bashrcに登録することを勧める。

参照URL

The MicroPython project
ＳＴＭ３２　Ｎｕｃｌｅｏ　Ｂｏａｒｄ　ＳＴＭ３２Ｆ４４６ＲＥ
 Quick reference for the pyboard ampyを用いたMicroPythonのファイル操作とプログラム実行
 MicroPython pyboard v1.1
新しいボードへMicroPythonを対応させる方法をざっくり解説

ビルド手順


  mkdir mp
  cd mp

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

  cd micropython
  cd mpy-cross
  make

  cd ports/stm32 
  make submodules
  make BOARD=NUCLEO_F446RE

  # ここでは直接関係ないが、他に以下のボードがビルドできた
  #make BOARD=STM32F4DISC
  #make BOARD=NUCLEO_F401RE
  #make BOARD=NUCLEO_F411RE
  #make BOARD=NUCLEO_L476RG
  # 以下はerrorになった
  #make BOARD=NUCLEO_F767ZI

この時点でfirmwareがビルドされる。

ビルドしたファームウェアの書き込み

以下のコマンドでファームウェア書き込みができるはずだが..
dfu-util -a 0 -D ./build-NUCLEO_F446RE/firmware.dfu
「dfu-util: No DFU capable USB device available」のエラーが出て書き込めなかった。
(たぶん、今回のボードがDFU対応になっていないせい)
なので、PlatformIOのツール(stlink)を使う。
新規プロジェクトでF446RE_mbed_01のプロジェクト名で
board:「ST Nucleo F446RE」
platform: mbed
に設定する。
(書き込み方法はデフォルトの「upload_protocol = stlink」のままなので何も設定しない)

~/Documents/PlatformIO/Projects/F446RE_mbed_01/.pio/build/nucleo_f446re/firmware.elf
を今回ビルドした以下のelfに差し替える。
./build-NUCLEO_F446RE/firmware.elf

差し替えた後、PlatformIOのupload（書き込み）を実行する。

以下、書き込み時のログ出力例：



  > Executing task in folder F446RE_mbed_01: platformio run --target upload <

  Processing nucleo_f446re (platform: ststm32; board: nucleo_f446re; framework: mbed)
  ------------------------------------------------------------
  Verbose mode can be enabled via `-v, --verbose` option
  CONFIGURATION: https://docs.platformio.org/page/boards/ststm32/nucleo_f446re.html
  PLATFORM: ST STM32 6.0.0 > ST Nucleo F446RE
  HARDWARE: STM32F446RET6 180MHz, 128KB RAM, 512KB Flash
  DEBUG: Current (stlink) On-board (stlink) External (blackmagic, jlink)
  PACKAGES: tool-dfuutil 1.9.190708, toolchain-gccarmnoneeabi 1.70201.0 (7.2.1), framework-mbed 5.51401.191023 (5.14.1), tool-stm32duino 1.0.1, tool-openocd 2.1000.190707 (10.0)
  Collecting mbed sources...
  LDF: Library Dependency Finder -> http://bit.ly/configure-pio-ldf
  LDF Modes: Finder ~ chain, Compatibility ~ soft
  Found 14 compatible libraries
  Scanning dependencies...
  No dependencies
  Building in release mode
  Checking size .pio/build/nucleo_f446re/firmware.elf
  Advanced Memory Usage is available via "PlatformIO Home > Project Inspect"
  DATA:    [          ]   3.1% (used 4000 bytes from 131072 bytes)
  PROGRAM: [=         ]   9.3% (used 48956 bytes from 524288 bytes)
  Configuring upload protocol...
  AVAILABLE: blackmagic, jlink, mbed, stlink
  CURRENT: upload_protocol = stlink
  Uploading .pio/build/nucleo_f446re/firmware.elf
  xPack OpenOCD, 64-bit Open On-Chip Debugger 0.10.0+dev (2019-07-17-11:25)
  Licensed under GNU GPL v2
  For bug reports, read
          http://openocd.org/doc/doxygen/bugs.html
  debug_level: 1

  srst_only separate srst_nogate srst_open_drain connect_deassert_srst

  target halted due to debug-request, current mode: Thread 
  xPSR: 0x01000000 pc: 0x08001cf8 msp: 0x20020000
  ** Programming Started **
  ** Programming Finished **
  ** Verify Started **
  ** Verified OK **
  ** Resetting Target **
  shutdown command invoked
  =====[SUCCESS] Took 11.41 seconds =====

  Terminal will be reused by tasks, press any key to close it.

以上でfirmwareがボードに書き込まれる。

動作確認

picocomを使いボードとシリアルで通信する。以下、通信例：


  $ picocom /dev/ttyACM0 -b115200
  >>> import os
  >>> os.uname()
  (sysname='pyboard', nodename='pyboard', release='1.12.0', version='v1.12-68-g3032ae1 on 2020-01-19', machine='NUCLEO-F446RE with STM32F446xx')
  >>> list(5 * x + y for x in range(10) for y in [4, 2, 1])
  [4, 2, 1, 9, 7, 6, 14, 12, 11, 19, 17, 16, 24, 22, 21, 29, 27, 26, 34, 32, 31, 39, 37, 36, 44, 42, 41, 49, 47, 46]
  >>>

オンライン・ヘルプ表示：


  >>> help()
  Welcome to MicroPython!

  For online help please visit http://micropython.org/help/.

  Quick overview of commands for the board:
    pyb.info()    -- print some general information
    pyb.delay(n)  -- wait for n milliseconds
    pyb.millis()  -- get number of milliseconds since hard reset
    pyb.Switch()  -- create a switch object
                     Switch methods: (), callback(f)
    pyb.LED(n)    -- create an LED object for LED n (n=1,2,3,4)
                     LED methods: on(), off(), toggle(), intensity(<n>)
    pyb.Pin(pin)  -- get a pin, eg pyb.Pin('X1')
    pyb.Pin(pin, m, [p]) -- get a pin and configure it for IO mode m, pull mode p
                     Pin methods: init(..), value([v]), high(), low()
    pyb.ExtInt(pin, m, p, callback) -- create an external interrupt object
    pyb.ADC(pin)  -- make an analog object from a pin
                     ADC methods: read(), read_timed(buf, freq)
    pyb.DAC(port) -- make a DAC object
                     DAC methods: triangle(freq), write(n), write_timed(buf, freq)
    pyb.RTC()     -- make an RTC object; methods: datetime([val])
    pyb.rng()     -- get a 30-bit hardware random number
    pyb.Servo(n)  -- create Servo object for servo n (n=1,2,3,4)
                     Servo methods: calibration(..), angle([x, [t]]), speed([x, [t]])
    pyb.Accel()   -- create an Accelerometer object
                     Accelerometer methods: x(), y(), z(), tilt(), filtered_xyz()

  Pins are numbered X1-X12, X17-X22, Y1-Y12, or by their MCU name
  Pin IO modes are: pyb.Pin.IN, pyb.Pin.OUT_PP, pyb.Pin.OUT_OD
  Pin pull modes are: pyb.Pin.PULL_NONE, pyb.Pin.PULL_UP, pyb.Pin.PULL_DOWN
  Additional serial bus objects: pyb.I2C(n), pyb.SPI(n), pyb.UART(n)

  Control commands:
    CTRL-A        -- on a blank line, enter raw REPL mode
    CTRL-B        -- on a blank line, enter normal REPL mode
    CTRL-C        -- interrupt a running program
    CTRL-D        -- on a blank line, do a soft reset of the board
    CTRL-E        -- on a blank line, enter paste mode

  For further help on a specific object, type help(obj)
  For a list of available modules, type help('modules')

  >>> 
  >>> help('modules')
  __main__          math              ucollections      urandom
  _onewire          micropython       uctypes           ure
  builtins          network           uerrno            uselect
  cmath             onewire           uhashlib          usocket
  dht               pyb               uheapq            ustruct
  framebuf          stm               uio               utime
  gc                sys               ujson             utimeq
  lcd160cr          uarray            umachine          uzlib
  lcd160cr_test     ubinascii         uos
  Plus any modules on the filesystem
  >>>

ampy実行例


  $ ampy -p /dev/ttyACM0 ls
  /flash

  $ ampy -p /dev/ttyACM0 ls /flash
  /flash/boot.py
  /flash/main.py

  ampy -p /dev/ttyACM0 get /flash/boot.py
  # boot.py -- run on boot-up
  # can run arbitrary Python, but best to keep it minimal

  import machine
  import pyb
  pyb.country('US') # ISO 3166-1 Alpha-2 code, eg US, GB, DE, AU
  #pyb.main('main.py') # main script to run after this one

  $ ampy -p /dev/ttyACM0 get /flash/main.py
  # main.py -- put your code here!

サンプルスクリプト

blink.py


  while True:
  # LED(1) // Green LED on board
      pyb.LED(1).on()
      pyb.delay(1000)
      pyb.LED(1).off()
      pyb.delay(250)

cpuが同じこともあり、pyboardと同じボードと見做されているようだ。

実行例：


  $ ampy -p /dev/ttyACM0 run blink.py

この場合、flashにスクリプトを書き込まずに直接RAMで実行される。

ボードの電源オンで直接スクリプトを実行する場合は
以下のようにする。(blink.pyをmain.pyに上書きする)


  $ ampy -p /dev/ttyACM0 put blink.py /flash/main.py

この書き込み後、リセットボタンを押すか、またはUSBコネクタを抜き差しすると、自動的にスクリプトが動作する。

備考

本件のボードが2000円弱なのに対して、pyboardが7000円強するようなので、今回の方法でpyboard化できるので、お買い得かもしれない。

追記情報(DFU-mode)

後日、調べたら、以下のようにDFU-modeにする方法が分かった。

BOOT0端子をH(3.3V)に接続し、ボートをリセット(電源オン)すると、PA12,PA11(D+,D-)がUSB端子になり、DFU-modeになる。なので、そこにホストPCのUSBを接続し、ボード立ち上げ後、dfu-utilを使用すればファームウェアを書き込むことができる。
ただし、色々接続しなければならないので、本件のボードの場合、DFU-modeではなく、stlinkで書き込むのが正解だと思う。

以下、DFU-modeに関する詳細情報：
STM32 NUCLEO AND DFU USB BOOTLOADING
・接続時の写真があり分かりやすい。
STM32シリーズへの書き込み(DFU編)
USB Tester 3.0

以上

2020年1月19日 (日) linux, PlatformIO, MicroPython | 固定リンク
Tweet

「linux」カテゴリの記事

platfomioを使ってnaitive(linux/windows)のプログラムをビルドする方法(2021.03.10)
micro:bit Yotta開発ツール(linux版)(2021.01.09)
PlatformIOをRaspberryPi4で動かしてみる(実験)(2020.10.20)
headless RaspberryPiインストール方法(v2)(2020.10.20)
wio-terminalのファームウェア・アップデートについて(linux版)(2020.10.15)

「PlatformIO」カテゴリの記事

NuEVI/NuRADのビルド(2022.08.18)
Wio_ExtFlashLoad(WriteSampleMenu.ino)スケッチをplatformioでビルドする(2022.02.03)
uncannyeyesスケッチをplatformioでビルドする(2022.01.31)
LovyanGFX-Display ライブラリを使用したスケッチをplatformioでビルドする(2022.01.30)
Wio-Terminal/M5Core2のWiFiAnallyzer(2022.01.24)

「MicroPython」カテゴリの記事

microbit-v2にMicropythonをインストールする(2021.05.06)
PicoボードのMicroPythonをVS_CodeのextensionのPico-Goでプログラミングする(2021.02.10)
MicroPython/CircuitPython Performance Test(2021.02.07)
PicoボードにMicropython/CircuitPythonをインストールする(2021.02.03)
MicroPython(F767ZI) Network Samples(2021.01.03)

この記事へのコメントは終了しました。

xshige's beta notes

役に立ちそうなメモの置き場

2020年1月19日 (日)