Nucleo-L476RGにMicroPythonをインストールする

2020/2/7

Nucleo L476RG MicroPython Install

Nucleo L476RG MicroPython Install

概要

「Nucleo L476RG」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　ＳＴＭ３２Ｌ４７６ＲＧ
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_L476RG

  

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L476RGのプロジェクト名で
board:「ST Nucleo L476RG」
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/L476RG/.pio/build/nucleo_l476rg/firmware.elf
を今回ビルドした以下のelfに差し替える。
./build-NUCLEO_L476RG/firmware.elf

実行例：

  cp ./build-NUCLEO_L476RG/firmware.elf  ~/Documents/PlatformIO/Projects/L476RG/.pio/build/nucleo_l476rg/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 L476RG: platformio run --target upload <

  Processing nucleo_l476rg (platform: ststm32; board: nucleo_l476rg; framework: mbed)
  ---------------------------------------------------------------------------
  Verbose mode can be enabled via `-v, --verbose` option
  CONFIGURATION: https://docs.platformio.org/page/boards/ststm32/nucleo_l476rg.html
  PLATFORM: ST STM32 6.0.0 > ST Nucleo L476RG
  HARDWARE: STM32L476RGT6 80MHz, 128KB RAM, 1MB 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_l476rg/firmware.elf
  Advanced Memory Usage is available via "PlatformIO Home > Project Inspect"
  DATA:    [=         ]   6.9% (used 8996 bytes from 131072 bytes)
  PROGRAM: [===       ]  31.9% (used 334456 bytes from 1048576 bytes)
  Configuring upload protocol...
  AVAILABLE: blackmagic, jlink, mbed, stlink
  CURRENT: upload_protocol = stlink
  Uploading .pio/build/nucleo_l476rg/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: 0x080013d0 msp: 0x10001288
  ** Programming Started **
  Warn : block write succeeded
  ** Programming Finished **
  ** Verify Started **
  ** Verified OK **
  ** Resetting Target **
  shutdown command invoked

  ===== [SUCCESS] Took 20.89 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
  #反応がない場合、Ctrl-C,Ctrl-Dを押す。
  >>> 
  MPY: sync filesystems
  MPY: soft reboot
  MicroPython v1.12-58-g7ef2f65-dirty on 2020-02-07; NUCLEO-L476RG with STM32L476RG
  Type "help()" for more information.
  >>> 

  >>> import os
  >>> os.uname()
  (sysname='pyboard', nodename='pyboard', release='1.12.0', version='v1.12-58-g7ef2f65-dirty on 2020-02-07', machine='NUCLEO-L476RG with STM32L476RG')
  >>> 

  >>> import gc
  >>> gc.collect()
  >>> gc.mem_free()
  85968
  >>> 

  >>> 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]
  >>> 


  

内蔵モジュール表示：

  >>> 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 ls /flash
  /flash/README.txt
  /flash/boot.py
  /flash/main.py
  /flash/pybcdc.inf

  $ ampy get /flash/README.txt
  This is a MicroPython board

  You can get started right away by writing your Python code in 'main.py'.

  For a serial prompt:
   - Windows: you need to go to 'Device manager', right click on the unknown device,
     then update the driver software, using the 'pybcdc.inf' file found on this drive.
     Then use a terminal program like Hyperterminal or putty.
   - Mac OS X: use the command: screen /dev/tty.usbmodem*
   - Linux: use the command: screen /dev/ttyACM0

  Please visit http://micropython.org/help/ for further help.

  $ ampy 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
  #pyb.usb_mode('VCP+MSC') # act as a serial and a storage device
  #pyb.usb_mode('VCP+HID') # act as a serial device and a mouse

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

  

サンプル・スクリプト

blink.py

  print("LED blinking test...")
  led = pyb.LED(1) # (pin_A5) // Green LED on Nucleo

  while True:
      led.on()
      pyb.delay(100)
      led.off()
      pyb.delay(100)

  

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 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。

スクリプトを保存/実行する場合

ボードの電源オンで直接スクリプトを実行する場合は /flash/main.pyにプログラムを置く。

実行例：

  $ ampy put blink.py /flash/main.py 


  

いったん[reset]を押すと書き込んだプログラムが起動する。

ピン・アサイン状況

ソースの./micropython/ports/stm32/boards/NUCLEO_L476RG/mpconfigboard.h を見るとピンのアサイン状況が分かる：
以下、抜粋：

  // I2C busses
  #define MICROPY_HW_I2C1_SCL (pin_B8)
  #define MICROPY_HW_I2C1_SDA (pin_B9)
  ...
  // SPI busses
  #define MICROPY_HW_SPI1_NSS     (pin_A4)
  #define MICROPY_HW_SPI1_SCK     (pin_B3)
  #define MICROPY_HW_SPI1_MISO    (pin_B4)
  #define MICROPY_HW_SPI1_MOSI    (pin_B5)
  #define MICROPY_HW_SPI2_NSS     (pin_B12)
  #define MICROPY_HW_SPI2_SCK     (pin_B13)
  #define MICROPY_HW_SPI2_MISO    (pin_B14)
  #define MICROPY_HW_SPI2_MOSI    (pin_B15)
  ...
  // LEDs
  #define MICROPY_HW_LED1 (pin_A5) // Green LED on Nucleo

  

技術情報

NUCLEO-L476RG
Quick reference for the pyboard

WSL(Windows Subsystem for Linux)環境での留意点

windows側のCOM_Port番号xがlinux側の/dev/ttySxにマッピングされる。 たとえば、デバイスのポートが COM3 の時、WSLでは /dev/ttyS3 になる。 そのままだと、sudoを付けないとアクセスできないので、 以下のコマンドで権限を変更する：

sudo chmod 666 /dev/ttyS3

当然のことだが、windows側でserialドライバーのインストールが完了していることが前提になる。

WSLでビルドを実際にはやっていないが、たぶん、ビルドまでは、成功すると思われる。 書き込みツールのstlinkは、WSL側では、動作しないと思われるが、ビルドしたfirmwareを windows側にコピーして、windowsのstlinkで書き込むことはできると思われる。

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