MicroPython/CircuitPython Performance Test

2021/2/7

MicroPython CircuitPython Performace Test (v2)

MicroPython CircuitPython Performace Test (v2)

概要

MicroPython/CircuitPython Performance Test この記事は「 MicroPython Performance Test 」を見直して新たな結果を追加した第2版にあたる。

pyborad/STM32用MicroPythonスクリプト

PerformaceTest.py

  # Peformace Test

  import pyb

  def performanceTest():
      millis = pyb.millis
      endTime = millis() + 10000
      count = 0
      while millis() < endTime:
          count += 1
      print("Count: ", count)

  performanceTest()
  

ESP32/ESP8266用MicroPythonスクリプト

PerformaceTestESP32.py

  # Peformace Test for ESP32
  from machine import RTC
  rtc = RTC()
  rtc.datetime((2020, 2, 9, 1, 12, 48, 0, 0))
  # (year, month, day[, hour[, minute[, second[, microsecond[, tzinfo]]]]])

  def performanceTest():
      secs = rtc.datetime()[6]
      endTime = secs + 10
      count = 0
      while rtc.datetime()[6] < endTime:
          count += 1
      print("Count: ", count)

  performanceTest()
  

PC/BareMetal-RpiZeo/Linux-Rpizero/Maixduino用スクリプト

PerformanceRpiZero.py

  # Peformace Test RpiZero
  import time
  def performanceTest():
      msec = time.ticks_ms
      endTime = msec() + 10000
      count = 0
      while msec() < endTime:
          count += 1
      print("Count: ", count)

  performanceTest()
  

CC3200用MicroPythonスクリプト

PerformanceTestCC3200.py

  # Peformace Test for CC3200
  from machine import RTC
  rtc = RTC(datetime=(2020, 2, 9, 10, 11, 0, 0, None)) 

  def performanceTest():
       secs = rtc.now()[5] 
       endTime = secs + 10
       count = 0
       while rtc.now()[5] < endTime:
           count += 1
       print("Count: ", count)
  performanceTest()
  

CircuitPython/Python3用スクリプト

performanceTestCPY.py

  # Peformace Test CircuitPython
  from time import monotonic_ns
  def performanceTest():
      endTime = monotonic_ns() + 10000000000 # 10 sec
      count = 0
      while monotonic_ns() < endTime:
          count += 1
      print("Count: ", count)

  performanceTest()
  

XIAO CircuitPython用スクリプト

PerformanceCircuitPython_XIAO.py

  # Peformace Test XIAO CircuitPython
  from time import monotonic
  def performanceTest():
      endTime = monotonic() + 10.0 # 10 sec
      count = 0
      while monotonic() < endTime:
          count += 1
      print("Count: ", count)

  performanceTest()
  

実行例

  # pyboard/STM32の場合
  $ ./pyboard.py --device /dev/ttyACM0 PerformanceTest.py 
  Count:  2825625

  # ESP32/ESP866の場合
  $ ./pyboard.py --device /dev/ttyUSB0 PerformanceTestESP32.py 
  Count:  39187

  

結果

ボード名	M/C/P	Count
F767ZI	M	5,676,566
F446RE	M	2,825,625
F4Disco	M	2,882,769
Maixduino	M	2,218,879
Pico-MP	M	1,507,516
F401RE	M	1,362,752
L476RG	M	1,089,347
PyPortal	C	474,734
Grand-Central-M4-Express	C	445,404
Feather-M4-Express	C	438,444
Teensy4.0	C	432,413
Pico-CPY	C	341,033
XIAO	C	174,388
Circuit-Playground-Express	C	121,800
ESP8266	M	64,049
ESP32	M	39,187
CC3200	M	5,529
BareMetal-RpiZero	M	680,525
Linux-RpiZero	P	6,370,022
PC(linux)	P	161,265,687
micropython-Rpi4	M	16,117,283
python3-Rpi4	P	11,359,199

M/C/Pは、pythonの種類を表し、
M:MicroPython、
C:CircuitPython、
P:Python3
を表す。

コメント

・Pico-MPは、RPI_Picoボードの MicroPython、Pico-CPYは、RPI_PicoボードのCircuitPythonを意味する。

・BareMetal-RpiZeroは、RpiZeroでのBareMetalのmicropython、 Linux-RpiZeroは、linux上でのmicropython、 PC(Linux)は、PCのLinux上でのmicropythonを意味する。

・MaixduinoはMaixduinoのmicropythonであるMaixPyを意味する。

・Teensy4.0はTeensy4.0のCircuitPythonを意味する。

・python3-Rpi4は「python3 performanceCircuitPython.py」の数字、 micropython-Rpi4は「micropython performanceCircuitPython.py」の数字を意味する。

なお、PC(linux)のCPUは、「Intel® Core™ i7-3520M CPU @ 2.90GHz × 4 )」である。

・STM32系(F7xx/F4xx/L4xx)がESP32/ESP8266に比べてダントツに速いようだ。

・Linux-RpiZeroとBareMetal-RpiZeroの数字の違いはCPUキャッシュの有効/無効の差と思われる。

・CC3200は、他のMicroPythonボードに比べて極端に遅い結果だが、省電優先設計のせいだと思われる。

・Teensy4.0のCircuitPythonはmonotonic_ns()のオーバーヘッドが大きい気がする。

・XIAOとCircuit-Playground-Expressは、同じプロセッサATSAMD21(Cortex-M0+,48MHz)にもかかわらず、性能差が出ているのは実装の違いで、XIAOのほうは、floatで動いているのに対して、Circuit-Playground-Expressのほうは、long_intで動いていることによる差が出ていると考えている。

・Pico-MP,Pico-CPYはCortex-M0であるがクロックが他のM0より高いこと(最大133Mz)と浮動小数点ライブラリが最適化されていることでM4並みの性能が出ているようだ。MP,CPYの性能差は最適化が進んでいるかどうかの差と思われる。

参照情報

PicoボードにMicropython/CircuitPythonをインストールする

RaspberryPiのpython3でCircuitPythonのAPIを使用する

XIAOにCircuitPythonをインストールする

Circuit-Playground-ExpressにCircuitPythonをインストールする

Teensy4.0にCurcuitPythonをインストールする

BareMetalのMicropythonをRaspberryPi_Zeroにインストールしてみる

NUCLEO-F767ZIにMicropythonをインストールする(v2)
Nucleo-L476RGにMicroPythonをインストールする
Nucleo-F401REにMicroPythonをインストールする
STM32F4-Discovery」にMicroPythonをインストールする
NUCLEO-F446REにMicropythonをインストールする(v2)
NUCLEO F446RE MicroPython インストール方法

CC3200 MicroPython インストール

ESP32のMicroPythonのインストール方法
ESP-WROOM-02 MicroPython インストール方法

MicroPythonのツールとしてpyboad.pyを使う
The pyboard.py tool

ＥＳＰ３２－ＤｅｖＫｉｔＣ　ＥＳＰ－ＷＲＯＯＭ－３２開発ボード
MicroPython - Quick reference for the ESP32

ampyを用いたMicroPythonのファイル操作とプログラム実行

以上

続きを読む "MicroPython/CircuitPython Performance Test"

MicroPython(F767ZI) Network Samples

2021/1/3
初版

MicroPython(F767ZI ) Network Samples

MicroPython(F767ZI ) Network Samples

概要

MicroPython(F767ZI) Network Samples

この記事は「 MicroPython(F767ZI)でStartwars(AsciiArt)を動かす 」の続編にあたり、NetworkアクセスSamplesを記述している。ネットワークの接続が完了すれば、それ以降はESP8266のmicropythonとほぼ同じようだ。
(ホストはubuntuを想定している)

sample1

http_get.py

  # ネットワークを有効化する
  import network
  nic = network.LAN()
  nic.active(1)

  # 以下はESP8266のサンプルと全く同じ

  def http_get(url):
      import socket
      _, _, host, path = url.split('/', 3)
      addr = socket.getaddrinfo(host, 80)[0][-1]
      s = socket.socket()
      s.connect(addr)
      s.send(bytes('GET /%s HTTP/1.0\r\nHost: %s\r\n\r\n' % (path, host), 'utf8'))
      while True:
          data = s.recv(100)
          if data:
              print(str(data, 'utf8'), end='')
          else:
              break
      s.close()

  print(http_get('http://micropython.org/ks/test.html'))

  

REPL実行例：

paste mode; Ctrl-C to cancel, Ctrl-D to finish
  === import network
  === nic = network.LAN()
  === nic.active(1)
  === 
  === 
  >>> nic.ifconfig()
  ('192.168.0.18', '255.255.255.0', '192.168.0.4', '192.168.0.4')
  >>> 
  paste mode; Ctrl-C to cancel, Ctrl-D to finish
  === 
  === def http_get(url):
  ===     import socket
  ===     _, _, host, path = url.split('/', 3)
  ===     addr = socket.getaddrinfo(host, 80)[0][-1]
  ===     s = socket.socket()
  ===     s.connect(addr)
  ===     s.send(bytes('GET /%s HTTP/1.0\r\nHost: %s\r\n\r\n' % (path, host), 'utf8'))
  ===     while True:
  ===         data = s.recv(100)
  ===         if data:
  ===             print(str(data, 'utf8'), end='')
  ===         else:
  ===             break
  ===     s.close()
  === 
  === print(http_get('http://micropython.org/ks/test.html'))
  === 
  === 
  

REPL出力結果：

HTTP/1.1 200 OK
  Server: nginx/1.10.3
  Date: Sun, 03 Jan 2021 09:54:59 GMT
  Content-Type: text/html
  Content-Length: 180
  Last-Modified: Tue, 03 Dec 2013 00:16:26 GMT
  Connection: close
  Vary: Accept-Encoding
  ETag: "529d22da-b4"
  Accept-Ranges: bytes

  <!DOCTYPE html>
  <html lang="en">
      <head>
          <title>Test</title>
      </head>
      <body>
          <h1>Test</h1>
          It's working if you can read this!
      </body>
  </html>
  None
  

sample2

目的のプログラム実行前に
以下を実行して ネットワークの有効化と
IPアドレスの確認を行なう。

  import network
  nic = network.LAN()
  nic.active(1)

  nic.ifconfig()
  

httpserver.py

  # 以下はESP8266のサンプルを差分のあるmachine関係をコメントアウトしたもの

  #import machine
  #pins = [machine.Pin(i, machine.Pin.IN) for i in (0, 2, 4, 5, 12, 13, 14, 15)]

  html = """<!DOCTYPE html>
  <html>
      <head> <title>ESP8266 Pins</title> </head>
      <body> <h1>ESP8266 Pins</h1>
          <table border="1"> <tr><th>Pin</th><th>Value</th></tr> %s </table>
      </body>
  </html>
  """

  import socket
  addr = socket.getaddrinfo('0.0.0.0', 80)[0][-1]

  s = socket.socket()
  s.bind(addr)
  s.listen(1)

  print('listening on', addr)

  while True:
      cl, addr = s.accept()
      print('client connected from', addr)
      cl_file = cl.makefile('rwb', 0)
      while True:
          line = cl_file.readline()
          if not line or line == b'\r\n':
              break

  #rows = ['<tr><td>%s</td><td>%d</td></tr>' % (str(p), p.value()) for p in pins]
      rows = ['<tr><td>ABC</td><td>123</td></tr>']
      response = html % '\n'.join(rows)
      cl.send('HTTP/1.0 200 OK\r\nContent-type: text/html\r\n\r\n')
      cl.send(response)
      cl.close()

  

REPL実行例：

  >>> nic.active()
  True
  >>> nic.ifconfig()
  ('192.168.0.18', '255.255.255.0', '192.168.0.4', '192.168.0.4')
  >>> 
  # 上の192.168.0.18がサーバーアドレスになるので覚えておいてサーバー起動後、このIPアドレスにアクセスする

  paste mode; Ctrl-C to cancel, Ctrl-D to finish
  === #import machine
  === #pins = [machine.Pin(i, machine.Pin.IN) for i in (0, 2, 4, 5, 12, 13, 14, 15)]
  === 
  === html = """<!DOCTYPE html>
  === <html>
  ===     <head> <title>ESP8266 Pins</title> </head>
  ===     <body> <h1>ESP8266 Pins</h1>
  ===         <table border="1"> <tr><th>Pin</th><th>Value</th></tr> %s </table>
  ===     </body>
  === </html>
  === """
  === 
  === import socket
  === addr = socket.getaddrinfo('0.0.0.0', 80)[0][-1]
  === 
  === s = socket.socket()
  === s.bind(addr)
  === s.listen(1)
  === 
  === print('listening on', addr)
  === 
  === while True:
  ===     cl, addr = s.accept()
  ===     print('client connected from', addr)
  ===     cl_file = cl.makefile('rwb', 0)
  ===     while True:
  ===         line = cl_file.readline()
  ===         if not line or line == b'\r\n':
  ===             break
  === 
  === #rows = ['<tr><td>%s</td><td>%d</td></tr>' % (str(p), p.value()) for p in pins]
  ===     rows = ['<tr><td>ABC</td><td>123</td></tr>']
  ===     response = html % '\n'.join(rows)
  ===     cl.send('HTTP/1.0 200 OK\r\nContent-type: text/html\r\n\r\n')
  ===     cl.send(response)
  ===     cl.close()
  === 
  === 
  

上でサーバーを起動したら 確認したIPアドレス(192.128.0.xxx:80)で ブラウザー・アクセスする。

REPL出力例：

listening on ('0.0.0.0', 80)
  client connected from ('192.168.0.2', 56016)
  44
  229
  client connected from ('192.168.0.2', 56018)
  44
  229
  

ウェブ画面表示例：

ESP8266 Pins

Pin	Value
ABC	123

参考情報

https://docs.micropython.org/en/latest/esp8266/tutorial/network_basics.html
https://docs.micropython.org/en/latest/esp8266/tutorial/network_tcp.html

・M5Stack MicroPython API調査記録　ネットワーク編
・ESP32/ESP8266のMicroPythonでMQTTを使ってみた
・ESP32のMicroPythonでOSC(Open Sound Control)で通信する

以上

続きを読む "MicroPython(F767ZI) Network Samples"

MicroPython(F767ZI)でStartwars(AsciiArt)を動かす

2020/12/28:
初版

MicroPython(F767ZI) STARWARS

MicroPython(F767ZI) STARWARS

概要

MicroPython(F767ZI)でStartwars(AsciiArt)を動かす

本記事では「 NUCLEO F767ZI MicroPython Install(v2) 」 でビルドしたMicroPythonでStarwars(AsciiArt)を動かす。

接続

(1)本体ボード部分のUSBはホストPCに接続する
(2)デバッグ(st-link)ボード部分のUSBは電源供給用なのでACアダプターなどに接続する
(3)LANソケットは有線LANに接続する

デモ・プログラム

以下のプログラムをmicropythonのフラッシュに置く：

PYBFLASH/starwars.py

  # starwars
  import network, socket
  nic = network.LAN()
  nic.active(1)
  addr = socket.getaddrinfo('towel.blinkenlights.nl', 23)[0][-1]
  s = socket.socket()
  s.connect(addr) 
  while True:
    data = s.recv(1500)
    print(data.decode('utf-8'), end='')

  

「picocom /dev/ttyACM0 -b115200」を実行してREPLモードに入る：
(なにも表示されないようなら、本体ボードのリセット・ボタンを押す)

  $ picocom /dev/ttyACM0 -b115200
  <省略>
  import starwars

  #以下のようなAsciiArtのアニメが実行される：


                ...........      @@@@@    @@@@@                 ...........
                ..........      @     @  @     @                .......... 
                 ........          @@@   @     @               ..........  
                  .......        @@      @     @               .........   
                  ......        @@@@@@@   @@@@@  th           ........     
                   .....      -----------------------         .......      
                   ....         C  E  N  T  U  R  Y          .......       
                    ...       -----------------------        .....         
                    ..        @@@@@ @@@@@ @   @ @@@@@        ...           
                    ==          @   @      @ @    @          ==            
                  __||__        @   @@@@    @     @        __||__          
                 |      |       @   @      @ @    @       |      |         
        _________|______|_____  @   @@@@@ @   @   @  _____|______|_________

  

参考情報

・MicroPythonでSTM32のEthernetが正式サポートされました
・5. ネットワーク - TCPソケット

・Installing ST-Link v2 to flash STM32 targets on Linux

以上

続きを読む "MicroPython(F767ZI)でStartwars(AsciiArt)を動かす"

NUCLEO-F767ZIにMicropythonをインストールする(v2)

2020/5/22

NUCLEO F767ZI MicroPython Install(v2)

NUCLEO F767ZI MicroPython Install(v2)

概要

「NUCLEO F767ZI」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)書き込みツール(st-flash)のインストール

  sudo apt install cmake
  sudo apt install libusb-1.0

  git clone https://github.com/texane/stlink.git
  cd stlink
  make
  cd build/Release
  sudo make install
  sudo ldconfig

  

(2)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
  

(3)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。

コンパイラのバージョンアップ

以下でインストールしたコンパイラが古くてビルドエラーが出たのでバージョンアップする。
sudo apt-get install gcc-arm-none-eabi

(1)以下のurlから最新版をダウンロードする：
https://developer.arm.com/tools-and-software/open-source-software/developer-tools/gnu-toolchain/gnu-rm/downloads

解凍したものを以下のフォルダに置く：
$HOME/Downloads/gcc-arm-none-eabi-8-2019-q3-update

(2)パス設定
#古いコンパイラを削除する
sudo apt-get remove gcc-arm-none-eabi
#パスを設定する
export PATH=$PATH:$HOME/Downloads/gcc-arm-none-eabi-8-2019-q3-update/bin

ビルド手順

以下の手順で行なう：

  mkdir mp_nucleo
  cd mp_nucleo

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

  cd micropython
  cd mpy-cross
  make
  cd ..  

  cd ports/stm32
  make submodules
  make BOARD=NUCLEO_F767ZI

  ls -l build-NUCLEO_F767ZI/firmware.*
  -rw-rw-r-- 1 xxxx xxxx  458749  5月 21 23:42 build-NUCLEO_F767ZI/firmware.dfu
  -rwxrwxr-x 1 xxxx xxxx  921348  5月 21 23:42 build-NUCLEO_F767ZI/firmware.elf
  -rw-rw-r-- 1 xxxx xxxx 1289515  5月 21 23:42 build-NUCLEO_F767ZI/firmware.hex
  -rw-rw-r-- 1 xxxx xxxx 1949998  5月 21 23:42 build-NUCLEO_F767ZI/firmware.map

  arm-none-eabi-objcopy -O binary build-NUCLEO_F767ZI/firmware.elf build-NUCLEO_F767ZI/firmware.bin

  ls -l build-NUCLEO_F767ZI/firmware.*
  -rwxrwxr-x 1 xxxx xxxx  574668  5月 21 23:44 build-NUCLEO_F767ZI/firmware.bin
  -rw-rw-r-- 1 xxxx xxxx  458749  5月 21 23:42 build-NUCLEO_F767ZI/firmware.dfu
  -rwxrwxr-x 1 xxxx xxxx  921348  5月 21 23:42 build-NUCLEO_F767ZI/firmware.elf
  -rw-rw-r-- 1 xxxx xxxx 1289515  5月 21 23:42 build-NUCLEO_F767ZI/firmware.hex
  -rw-rw-r-- 1 xxxx xxxx 1949998  5月 21 23:42 build-NUCLEO_F767ZI/firmware.map


  

書き込み手順

上でビルドしたbinをst-flashで書き込む

  st-flash write build-NUCLEO_F767ZI/firmware.bin 0x8000000

  #出力例：
  st-flash 1.6.0
  2020-05-21T23:51:37 INFO common.c: Loading device parameters....
  2020-05-21T23:51:37 INFO common.c: Device connected is: F76xxx device, id 0x10016451
  2020-05-21T23:51:37 INFO common.c: SRAM size: 0x80000 bytes (512 KiB), Flash: 0x200000 bytes (2048 KiB) in pages of 2048 bytes
  2020-05-21T23:51:37 INFO common.c: Attempting to write 574668 (0x8c4cc) bytes to stm32 address: 134217728 (0x8000000)
  Flash page at addr: 0x08080000 erasedEraseFlash - Sector:0x6 Size:0x40000 
  2020-05-21T23:51:43 INFO common.c: Finished erasing 7 pages of 262144 (0x40000) bytes
  2020-05-21T23:51:43 INFO common.c: Starting Flash write for F2/F4/L4
  2020-05-21T23:51:43 INFO flash_loader.c: Successfully loaded flash loader in sram
  enabling 32-bit flash writes
  size: 32768
  size: 32768
  <省略>
  size: 32768
  size: 17612
  2020-05-21T23:51:52 INFO common.c: Starting verification of write complete
  2020-05-21T23:51:57 INFO common.c: Flash written and verified! jolly good!

  

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(REPL)例：

  $ picocom /dev/ttyACM0 -b115200
  MicroPython v1.12-464-gcae77da on 2020-05-21; NUCLEO-F767ZI with STM32F767
  Type "help()" for more information.
  >>> import os
  >>> os.uname()
  (sysname='pyboard', nodename='pyboard', release='1.12.0', version='v1.12-464-gcae77da on 2020-05-21', machine='NUCLEO-F767ZI with STM32F767')
  >>> 
  >>> 
  >>> 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]
  >>> 
  >>> import gc
  >>> gc.collect()
  >>> gc.mem_free()
  273696
  >>> 

  >>> help('modules')
  __main__          math              uasyncio/lock     uos
  _onewire          micropython       uasyncio/stream   urandom
  _uasyncio         network           ubinascii         ure
  _webrepl          onewire           ucollections      uselect
  builtins          pyb               ucryptolib        usocket
  cmath             stm               uctypes           ussl
  dht               sys               uerrno            ustruct
  framebuf          uarray            uhashlib          utime
  gc                uasyncio/__init__ uheapq            utimeq
  lcd160cr          uasyncio/core     uio               uwebsocket
  lcd160cr_test     uasyncio/event    ujson             uzlib
  lwip              uasyncio/funcs    umachine
  Plus any modules on the filesystem
  >>> 
  # network,usocket,uwebsocketなどネットワーク関連が追加されていることが分かる。


  

ampy実行例

  $ ampy -p /dev/ttyACM0 ls
  /flash

  $ ampy -p /dev/ttyACM0 ls /flash
  /flash/README.txt
  /flash/boot.py
  /flash/main.py
  /flash/pybcdc.inf

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

  

サンプルスクリプト

blink.py

  # LED(1) // Green LED on board
  # LED(2) // Blue LED on board
  # LED(3) // Red LED on board
  while True:
      pyb.LED(1).on()
      pyb.LED(2).on()
      pyb.LED(3).on()
      pyb.delay(1000)
      pyb.LED(1).off()
      pyb.LED(2).off()
      pyb.LED(3).off()
      pyb.delay(250)

  

ボード上の３つのLEDが点滅する。

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と自動的にスクリプトが動作する。

User USB

User_USBコネクタをホストＰＣとUSB接続するとPYBFLASHホルダが現れ、ここにMicroPythonのプログラムを置くことができる。 （電源はstlink側のUSBコネクタから供給されているので、stlink側のコネクタもホストＰＣに接続する必要がある）
ストレージとしてMicroPythonのプログラムを置くことができるので、この場合、ampyを使用する必要はない、

Perfomance Test

performanceTest.py

  # Peformace Test

  import pyb

  def performanceTest():
      millis = pyb.millis
      endTime = millis() + 10000
      count = 0
      while millis() < endTime:
          count += 1
      print("Count: ", count)

  performanceTest()

  

実行結果としては以下のような数字になった：

>>> import performanceTest
  Count:  5676566
  >>> 
  

参照URL

Turtorial Examples for Nucleo-MicroPython

NUCLEO-F767ZI digikey
NUCLEO-F767ZI mbed

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

MicroPython Performance Test

以上

続きを読む "NUCLEO-F767ZIにMicropythonをインストールする(v2)"

Nucleo-F303K8でADCの値をLCD(AQM0802)(i2c)に表示する(Arduino版)

2020/5/16

PlatformIO Nucleo-F303K8 AQM0802

PlatformIO Nucleo-F303K8 AQM0802

概要

Nucleo-F303K8でADCの値を以下のLCD(AQM0802)(i2c)に表示する。(Arduino版)
(ホストPCとしてはubuntuを想定している)

Ｉ２Ｃ接続小型ＬＣＤモジュール（８×２行）ピッチ変換キット(AE-AQM0802)
(基板上のプルアップは有効にしている）

PlatformIOのインストール

  python3 -m venv pio_env
  source pio_env/bin/activate

  pip3 install platformio

  インストール後も、本ツールを使用する場合
  同じディレクトリで以下を実行する：  
  source pio_env/bin/activate
  # 「source」は、「.」でも良い

  

準備

以下を実行して、udevのrulesを登録する：

  curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/platformio/platformio-core/master/scripts/99-platformio-udev.rules | sudo tee /etc/udev/rules.d/99-platformio-udev.rules

  sudo udevadm control --reload-rules

  sudo usermod -a -G dialout $USER
  sudo usermod -a -G plugdev $USER

  

接続

以下の表のように、ボードとLCDを接続する：

F303K8	AE-AQM0802
3V3	VDD
RESET	NC
D5	SCL
D4	SDA
GND	GND

NC: None Connection

テスト用プロジェクト sample-adc1 を作成/実行する

  #ターゲットボードのtarget名を検索する
  # (ここではNucleo-F303K8を検索する)

  $ pio boards | grep -i F303K8
  #出力例：
  nucleo_f303k8              STM32F303K8T6   72MHz        64KB      12KB      ST Nucleo F303K8

  nucleo_f303k8


  #target名として「nucleo_f303k8」が判明した

  # プロジェクトnucleo-adc1 のディレクトリを作成する
  mkdir nucleo-adc1 
  cd sample-nucleo
  # 以下を実行して必要なファイルを作成する
  pio init --board nucleo_f303k8

  # platformioを編集する
  nano platfomio.ini
  #以下の内容に編集する：
  

; PlatformIO Project Configuration File
  ;
  ;   Build options: build flags, source filter
  ;   Upload options: custom upload port, speed and extra flags
  ;   Library options: dependencies, extra library storages
  ;   Advanced options: extra scripting
  ;
  ; Please visit documentation for the other options and examples
  ; https://docs.platformio.org/page/projectconf.html

  [env:nucleo_f303k8]
  platform = ststm32
  board = nucleo_f303k8
  framework = arduino
  upload_protocol = stlink
  debug_took = stlink
  

続き：

# LCD(ST7032)ライブラリをインストールする
  pio lib install 445

  # テスト用のmain.cppを作成する
  nano src/main.cpp
  以下の内容に編集する：
  

  #include <Arduino.h>

  #include <Wire.h>
  #include <ST7032.h>

  // initialize the library with the numbers of the interface pins
  //LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
  ST7032 lcd;

  int a0;
  int a1;
  int a2;
  int a3;

  void setup() {
    Serial.begin(115200); //  setup serial
    // set up the LCD's number of columns and rows: 
    lcd.begin(8, 2);
    lcd.setContrast(30); // should be changed to fit your board
    // Print a message to the LCD.
    lcd.print("HelloWLD");
    Serial.println("Hello World.");
  }

  void loop() {
    a0 = analogRead(0);
    a1 = analogRead(1);
    a2 = analogRead(2);
    a3 = analogRead(3);

    // set the cursor to column 0, line 1
    // (note: line 1 is the second row, since counting begins with 0):
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("A0: "+String(a0)+"     "); // +"     " to clear garbage
    float v1 = a1 * 3.3 / 1023.0;
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("V1: "+String(v1)+"     "); // show voltage
  //
    Serial.println("A0: "+String(a0));
    Serial.println("A1: "+String(a1));
    Serial.println("A2: "+String(a2));
    Serial.println("A3: "+String(a3));
    Serial.println("------------------");
    delay(500); 

  }
  

続き：

  # build
  pio run

  # ボードをホストPCに接続する
  # build&upload(flash)
  pio run -t upload
  # buildしないで書き込む場合は以下を実行する：
  pio run -t nobuild -t upload -v
  # -v は、詳細を表示するオプション

  # 注意：エラーが出て書き込めない場合
  # いったん、USBの接続を切って再接続すると良いようだ。

  

書き込み後、LCDの１行目にA0の値が２行目にA1の値を電圧に変換した値が表示される。 シリアル出力(/dev/ttyACM0)には、A0,A1,A2,A3の値が出力される。

参考情報

Library for ST7032i display

NUCLEO-F303K8
開発ツールPlatformIOをcli(comand line interface)で使う(Nucleo版)

PlatformIO Core (CLI)

以上

続きを読む "Nucleo-F303K8でADCの値をLCD(AQM0802)(i2c)に表示する(Arduino版)"

プログラミング言語RustをNucleo-F103RBボードで動かす(STM32F1xx)

2020/5/11

Rust STM32F1xx

Rust STM32F1xx

概要

プログラミング言語Rustを以下のNucleo-F103RBボードで動かす。 (ホストPCとしてはubuntuを想定している)

STM32 Nucleo Board STM32F103RB

関連ツールのインストール

以下で必要なツールをインスールする：
(0)rustツールのインストール

  curl https://sh.rustup.rs -sSf | sh
  

(1)書き込みツール(st-flash)のインストール

  sudo apt install cmake
  sudo apt install libusb-1.0

  git clone https://github.com/texane/stlink.git
  cd stlink
  make
  cd build/Release
  sudo make install
  sudo ldconfig

  

(2)Cコンパイラのバージョンアップ
binを作成するのに、これに含まれるツールを使用するのでインストールする

以下でインストールしたコンパイラが古くてビルドエラーが出たのでバージョンアップする。
  sudo apt-get install gcc-arm-none-eabi

  (1)以下のurlから最新版をダウンロードする：
  https://developer.arm.com/tools-and-software/open-source-software/developer-tools/gnu-toolchain/gnu-rm/downloads

  解凍したものを以下のフォルダに置く：
  $HOME/Downloads/gcc-arm-none-eabi-8-2019-q3-update

  (2)パス設定
  #古いコンパイラを削除する
  sudo apt-get remove gcc-arm-none-eabi
  #パスを設定する
  export PATH=$PATH:$HOME/Downloads/gcc-arm-none-eabi-8-2019-q3-update/bin

  

exportは、.bashrcに登録する

(3)その他の必要ツールのインストール

  sudo apt-get install openocd
  sudo apt-get install picocom

  

sample#0(blinky)を実行する

最初の設定のターゲットボードがblue-pillになっているので、Nucleo-F103RBの設定に変更して動かす。

(1)rust関連の設定

  git clone https://github.com/stm32-rs/stm32f1xx-hal.git
  cd stm32f1xx-hal

  rustup default nightly

  rustup target add thumbv7m-none-eabi

  

(2)memory.xの変更
以下のように変更する：
(Flash容量を64Kから128Kに変更する)

cat memory.x 
  /* Linker script for the NUCLEO-F103RB */
  MEMORY
  {
    FLASH : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 128K
    RAM : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 20K
  }
  

(3)examples/blinky.rsの変更
(オンボードのLEDのポートをpc13からpa5に変更する)

  37行付近：
      let mut gpioc = dp.GPIOC.split(&mut rcc.apb2);
  →
      let mut gpioa = dp.GPIOA.split(&mut rcc.apb2);
  

  40行付近：
      let mut led = gpioc.pc13.into_push_pull_output(&mut gpioc.crh);
  →
      let mut led = gpioa.pa5.into_push_pull_output(&mut gpioa.crl);

  

点滅周期を変更したい場合、以下のような変更を行なう：

  42行付近：
      let mut timer = Timer::syst(cp.SYST, &clocks).start_count_down(1.hz());
  →
      let mut timer = Timer::syst(cp.SYST, &clocks).start_count_down(10.hz());
  

(4)ビルド

  cargo clean
  cargo build --example blinky --release --features=stm32f103
  

(5)elfをbinに変換する

  arm-none-eabi-objcopy -O binary target/thumbv7m-none-eabi/release/examples/blinky F103_blinky.bin
  

(6)書き込む

  #ボートとホストPCをUSBで接続する
  st-flash write F103_blinky.bin 0x8000000
  

ボードのグリーンLED(LD2)が点滅すれば動作としてはＯＫとなる。

その他のサンプル

以下に、その他のサンプルがあるのでボードに依存するポートなどを変更すれば、Nucleo-F103RBで動作すると思われる。

  $ ls examples

  adc-dma-circ.rs            itm.rs               serial-dma-peek.rs
  adc-dma-rx.rs              led.rs               serial-dma-rx.rs
  adc.rs                     mfrc522.rs           serial-dma-tx.rs
  adc_temperature.rs         motor.rs.disabled    serial-fmt.rs
  blinky.rs                  mpu9250.rs.disabled  serial.rs
  blinky_generic.rs          nojtag.rs            serial_config.rs
  blinky_rtc.rs              panics.rs            spi-dma.rs
  blinky_timer_irq.rs        pwm.rs               timer-interrupt-rtfm.rs
  delay.rs                   pwm_custom.rs        usb_serial.rs
  enc28j60-coap.rs.disabled  pwm_input.rs         usb_serial_interrupt.rs
  enc28j60.rs.disabled       qei.rs               usb_serial_rtfm.rs
  exti.rs                    rtc.rs
  hello.rs                   serial-dma-circ.rs

  

ターゲット情報

Cortex-Mプロセッサとターゲットは以下の対応になっている：

  thumbv6m-none-eabi - Cortex-M0 と M0+
  thumbv7m-none-eabi - Cortex M3
  thumbv7em-none-eabi - Cortex M4 と M7、FPU なし
  thumbv7em-none-eabihf - Cortex M4 と M7、FPU あり

  

参照情報

STM32 Nucleo Board STM32F103RB

The Embedded Rust Book
The Embedded Rust Book - Semihosting

UbuntuにRustをインストールする

以上

続きを読む "プログラミング言語RustをNucleo-F103RBボードで動かす(STM32F1xx)"

プログラミング言語RustをNucleo-F401REボードで動かす(STM32F4xxx)

2020/5/8

Rust STM32F4xx

Rust STM32F4xx

概要

プログラミング言語Rustを以下のNucleo-F401REボードで動かす。 (ホストPCとしてはubuntuを想定している)

STM32 Nucleo Board STM32F401

関連ツールのインストール

以下で必要なツールをインスールする：
(0)rustツールのインストール

  curl https://sh.rustup.rs -sSf | sh
  

(1)書き込みツール(st-flash)のインストール

  sudo apt install cmake
  sudo apt install libusb-1.0

  git clone https://github.com/texane/stlink.git
  cd stlink
  make
  cd build/Release
  sudo make install
  sudo ldconfig

  

(2)Cコンパイラのバージョンアップ
binを作成するのに、これに含まれるツールを使用するのでインストールする

以下でインストールしたコンパイラが古くてビルドエラーが出たのでバージョンアップする。
  sudo apt-get install gcc-arm-none-eabi

  (1)以下のurlから最新版をダウンロードする：
  https://developer.arm.com/tools-and-software/open-source-software/developer-tools/gnu-toolchain/gnu-rm/downloads

  解凍したものを以下のフォルダに置く：
  $HOME/Downloads/gcc-arm-none-eabi-8-2019-q3-update

  (2)パス設定
  #古いコンパイラを削除する
  sudo apt-get remove gcc-arm-none-eabi
  #パスを設定する
  export PATH=$PATH:$HOME/Downloads/gcc-arm-none-eabi-8-2019-q3-update/bin

  

exportは、.bashrcに登録する

(3)その他の必要ツールのインストール

  sudo apt-get install openocd
  sudo apt-get install picocom

  

sample#0( gpio_hal_blinky)をビルドして実行する

最初の設定がターゲットボードとしてSTM32F401REになっているので、そのまま動かす。

  git clone https://github.com/jkristell/nucleo-f401re.git
  cd nucleo-f401re
  rustup target add thumbv7em-none-eabihf

  cargo clean
  cargo build --example gpio_hal_blinky

  arm-none-eabi-objcopy -O binary target/thumbv7em-none-eabihf/debug/examples/gpio_hal_blinky firmware.bin
  #ボードのUSBコネクタをホストPCに接続する
  st-flash write firmware.bin 0x8000000

  

正常に動作した場合、ボードのグリーンLEDが点滅する。

sample#1(delay-blinky)をビルドして実行する

上とは別のgitから持ってきたものを実行してみる。
ターゲットボードをSTM32F401REにするために memory.xを以下に変更する。
(gitでダウンロード後)

memory.x

  MEMORY
  {
    /* NOTE K = KiBi = 1024 bytes */
    FLASH : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 512K
    RAM : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 96K
  }

  /* This is where the call stack will be allocated. */
  /* The stack is of the full descending type. */
  /* NOTE Do NOT modify `_stack_start` unless you know what you are doing */
  _stack_start = ORIGIN(RAM) + LENGTH(RAM);

  

以下の手順を実行する。
(memory.xは、上の内容に変更すること)

  git clone https://github.com/stm32-rs/stm32f4xx-hal.git
  cd stm32f4xx-hal

  rustup target add thumbv7em-none-eabihf

  cargo clean
  cargo build --example delay-blinky --release --features="rt stm32f411"

  # elfをbinに変換する
  arm-none-eabi-objcopy -O binary target/thumbv7em-none-eabihf/release/examples/delay-blinky firmare.bin

  # binを書き込む
  #ボードのUSBコネクタをホストPCに接続する
  st-flash write firmware.bin 0x8000000

  以下のようなエラーがでて書き込めない場合、OpenOCDで書き込む。
  $ st-flash write firmware.bin 0x8000000
  st-flash 1.6.0
  2020-05-08T20:53:06 INFO common.c: Loading device parameters....
  2020-05-08T20:53:06 INFO common.c: Device connected is: F4 device (Dynamic Efficency), id 0x10006433
  2020-05-08T20:53:06 INFO common.c: SRAM size: 0x18000 bytes (96 KiB), Flash: 0x80000 bytes (512 KiB) in pages of 16384 bytes
  open(firmware.bin) == -1
  2020-05-08T20:53:06 ERROR common.c: map_file() == -1
  stlink_fwrite_flash() == -1

  

正常に動作した場合、ボードのグリーンLEDが点滅する。(sample#0と同様)

OpenOCDによる書き込み

今までは、st-flashで書き込んだが、以下の手順でOpenOCDで書き込むこともできる。
別の端末で以下を実行する：

  openocd -f interface/stlink-v2-1.cfg -f target/stm32f4x.cfg
  

エラーになった場合、stlinkのファームウェアが古い可能性があるので そのときは「tlink-v2-1.cfg」を「tlink-v2.cfg」に変更して実行する。 実行するとopenocdがサーバーとして動作して、gdb(やtelnet)を待ち受ける状態になる。

buildの作業で使っている端末で以下を実行する： (delay-blinkyの場合)

  cargo run --example delay-blinky --release --features="rt stm32f411"
  #ビルドが完了すると自動的にgdbが起動するので
  #以下の手順でopenocdと接続してファームウェアを書き込む。
  (gdb) target remote :3333
  Remote debugging using :3333
  0x00000000 in ?? ()
  (gdb) load
  Loading section .vector_table, size 0x198 lma 0x8000000
  Loading section .text, size 0x50c lma 0x8000198
  Loading section .rodata, size 0x13c lma 0x80006b0
  Start address 0x800055c, load size 2016
  Transfer rate: 3 KB/sec, 672 bytes/write.
  (gdb) quit
  Quit anyway? (y or n) y
  #[reset]ボタンは無効になっているようなので、
  #USB接続を切って電源をオフした後、再度、USBを接続して再起動すること

  

openocdの起動用スクリプトを設定すると書き込みを自動化できるようだが、ここでは、それを使用していない。

ターゲット情報

Cortex-Mプロセッサとターゲットは以下の対応になっている：

  thumbv6m-none-eabi - Cortex-M0 と M0+
  thumbv7m-none-eabi - Cortex M3
  thumbv7em-none-eabi - Cortex M4 と M7、FPU なし
  thumbv7em-none-eabihf - Cortex M4 と M7、FPU あり

  

参照情報

STM32 Nucleo Board STM32F401

The Embedded Rust Book
The Embedded Rust Book - Semihosting

UbuntuにRustをインストールする

以上

続きを読む "プログラミング言語RustをNucleo-F401REボードで動かす(STM32F4xxx)"

Nucleo-F303K8でLCD(AQM0802)(i2c)を動かす

2020/5/5

PlatformIO Nucleo AQM0802

PlatformIO Nucleo AQM0802

概要

Nucleo-F303K8で以下のLCD(AQM0802)(i2c)を動かす。(Arduino版)
(ホストPCとしてはubuntuを想定している)

Ｉ２Ｃ接続小型ＬＣＤモジュール（８×２行）ピッチ変換キット(AE-AQM0802)
(基板上のプルアップは有効にしている）

PlatformIOのインストール

  python3 -m venv pio_env
  source pio_env/bin/activate

  pip3 install platformio

  インストール後も、本ツールを使用する場合
  同じディレクトリで以下を実行する：  
  source pio_env/bin/activate
  # 「source」は、「.」でも良い

  

準備

以下を実行して、udevのrulesを登録する：

  curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/platformio/platformio-core/master/scripts/99-platformio-udev.rules | sudo tee /etc/udev/rules.d/99-platformio-udev.rules

  sudo udevadm control --reload-rules

  sudo usermod -a -G dialout $USER
  sudo usermod -a -G plugdev $USER

  

接続

以下の表のように、ボードとLCDを接続する：

F303K8	AE-AQM0802
3V3	VDD
RESET	NC
D5	SCL
D4	SDA
GND	GND

NC: None Connection

テスト用プロジェクト sample-nucleo を作成/実行する

  #ターゲットボードのtarget名を検索する
  # (ここではNucleo-F303K8を検索する)

  $ pio boards | grep -i F303K8
  #出力例：
  nucleo_f303k8              STM32F303K8T6   72MHz        64KB      12KB      ST Nucleo F303K8

  nucleo_f303k8


  #target名として「nucleo_f303k8」が判明した

  # プロジェクトsample-nucleo のディレクトリを作成する
  mkdir sample-nucleo   
  cd sample-nucleo
  # 以下を実行して必要なファイルを作成する
  pio init --board nucleo_f303k8

  # platformioを編集する
  nano platfomio.ini
  #以下の内容に編集する：
  

; PlatformIO Project Configuration File
  ;
  ;   Build options: build flags, source filter
  ;   Upload options: custom upload port, speed and extra flags
  ;   Library options: dependencies, extra library storages
  ;   Advanced options: extra scripting
  ;
  ; Please visit documentation for the other options and examples
  ; https://docs.platformio.org/page/projectconf.html

  [env:nucleo_f303k8]
  platform = ststm32
  board = nucleo_f303k8
  framework = arduino
  upload_protocol = stlink
  debug_took = stlink
  

続き：

# LCD(ST7032)ライブラリをインストールする
  pio lib install 445

  # テスト用のmain.cppを作成する
  nano src/main.cpp
  以下の内容に編集する：
  

  #include <Arduino.h>

  #include <Wire.h>
  #include <ST7032.h>

  // initialize the library with the numbers of the interface pins
  //LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
  ST7032 lcd;

  void setup() {
    // set up the LCD's number of columns and rows: 
    lcd.begin(8, 2);
    lcd.setContrast(30); // should be changed to fit your board
    // Print a message to the LCD.
    lcd.print("HelloWLD");
  }

  void loop() {
    // set the cursor to column 0, line 1
    // (note: line 1 is the second row, since counting begins with 0):
    lcd.setCursor(0, 1);
    // print the number of seconds since reset:
    lcd.print(String(millis()/1000)+" sec");
  }

  

続き：

  # build
  pio run

  # ボードをホストPCに接続する
  # build&upload(flash)
  pio run -t upload
  # buildしないで書き込む場合は以下を実行する：
  pio run -t nobuild -t upload -v
  # -v は、詳細を表示するオプション

  # 注意：エラーが出て書き込めない場合
  # いったん、USBの接続を切って再接続すると良いようだ。

  

書き込み後、LCDに表示がでればＯＫである。

参考情報

Library for ST7032i display

NUCLEO-F303K8
開発ツールPlatformIOをcli(comand line interface)で使う(Nucleo版)

PlatformIO Core (CLI)

以上

続きを読む "Nucleo-F303K8でLCD(AQM0802)(i2c)を動かす"

CircuitPython/MicroPythonに温度センサーTMP102(i2c)を接続する

2020/2/24

CircuitPython TMP102(i2c)

CircuitPython TMP102(i2c)

概要

CircuitPython/MicroPythonに以下の温度センサーTMP102(i2c)を接続する。
(ホストPCとしてはubuntuを想定している)

TMP102搭載 デジタル温度センサモジュール

接続

以下のように接続する。

Wiring:

TMP102	Teensy4.0(CircuitPython)
SCL	D19(SCL0)
SDA	D18(SDA0)
VCC	3.3V
GND	GND

該当モジュールのインストール

Module Install:

  git clone https://github.com/khoulihan/micropython-tmp102.git
  cd micropython-tmp102

  cp _tmp102.py tmp102_cpy.py

  # Patch　
  次項目の内容のようにtmp102_cpy.pyにパッチする。

  # copy related modules
  cp tmp102_cpy.py CIRCUTPY/lib/


  

tmp102_cpy.pyの内容:
「#m」を含む行が修正行になる。
(コメントアウト行も含む)

  # tmp102_cpy.py
  # 2020/3/24 modification for CircutPython

  REGISTER_TEMP = 0
  REGISTER_CONFIG = 1

  EXTENDED_MODE_BIT = 0x10

  def _set_bit(b, mask):
      return b | mask

  def _clear_bit(b, mask):
      return b & ~mask

  def _set_bit_for_boolean(b, mask, val):
      if val:
          return _set_bit(b, mask)
      else:
          return _clear_bit(b, mask)


  class Tmp102(object):

      def __init__(self, bus, address, temperature_convertor=None, **kwargs):
          # There doesn't seem to be a way to check this at present. The first
          # send or recv should throw an error instead if the mode is incorrect.
          #if not bus.in_master_mode():
          #    raise ValueError('bus must be in master mode')
          self.bus = bus
          self.address = address
          self.temperature_convertor = temperature_convertor
          # The register defaults to the temperature.
          self._last_write_register = REGISTER_TEMP
          self._extended_mode = False
          if len(kwargs) > 0:
              # Apply the passed in settings
              config = bytearray(self._get_config())
              for key, value in kwargs.items():
                  applyfunc = '_apply_{}'.format(key)
                  config = getattr(self, applyfunc)(config, value)
              self._set_config(config)

              if 'thermostat_high_temperature' in kwargs:
                  self.thermostat_high_temperature = kwargs['thermostat_high_temperature']
              if 'thermostat_low_temperature' in kwargs:
                  self.thermostat_low_temperature = kwargs['thermostat_low_temperature']

      def _read_register(self, register):
          val = bytearray(2) #m
          if register != self._last_write_register:
              # Reads come from the last register written.
              self._write_register(register)
          try:
              #m val = self.bus.readfrom(self.address, 2)
              self.bus.readfrom_into(self.address, val)           
          except AttributeError:
              #m val = self.bus.recv(2, addr=self.address)
              self.bus.readfrom_into(self.address, val) 
          return val

      def _write_register(self, register, value=None):
          bvals = bytearray()
          bvals.append(register)
          if value is not None:
              for val in value:
                  bvals.append(val)
          try:
              self.bus.writeto(self.address, bvals)
          except AttributeError:
              self.bus.send(bvals, addr=self.address)
          self._last_write_register = register

      def _get_config(self):
          return self._read_register(REGISTER_CONFIG)

      def _set_config(self, config):
          self._write_register(REGISTER_CONFIG, config)
          self._extended_mode = config[1] & EXTENDED_MODE_BIT

      def _read_temperature_register(self, register):
          rt = self._read_register(register)
          lo = rt[1]
          hi = rt[0]
          negative = (hi >> 7) == 1
          shift = 4
          if self._extended_mode:
              shift = 3
          if not negative:
              t = (((hi * 256) + lo) >> shift) * 0.0625
          else:
              remove_bit = 0b011111111111
              if self._extended_mode:
                  remove_bit = 0b0111111111111
              ti = (((hi * 256) + lo) >> shift)
              # Complement, but remove the first bit.
              ti = ~ti & remove_bit
              t = -(ti * 0.0625)
          if self.temperature_convertor is not None:
              t = self.temperature_convertor.convert_to(t)
          return rt, t

      @property
      def temperature(self):
          """
          The most recently recorded temperature.
          """
          rt, t = self._read_temperature_register(REGISTER_TEMP)
          return t


  

CircuitPythonとMicroPythonに共通してあるi2c.writeto,i2c.readfrom_intoを使用しているので、両方に対応できている。

Demo Script(動作確認)

  import time
  import busio
  import board
  i2c = busio.I2C(board.SCL, board.SDA)
  i2c.try_lock()

  from tmp102_cpy import Tmp102
  sensor = Tmp102(i2c, 0x48)

  while True:
    print('Temperature: {0:.1f}'.format(sensor.temperature))
    time.sleep(2)


  

MicroPython(Nucleo)の場合

該当モジュールtmp102_cpy.pyが、CircuitPython/MicroPython両方に対応しているので そのまま/flashに書き込むだけでパッチなどは必要ない。

Demo Script:

  import time
  from machine import Pin, I2C
  i2c = I2C(1)

  from tmp102_cpy import Tmp102
  sensor = Tmp102(i2c, 0x48)

  while True:
    print('Temperature: {0:.1f}'.format(sensor.temperature))
    time.sleep(2)

  

デバイスなどの初期化以外はCircuitPythonのものと全く同じ。

参照情報

TMP102搭載 デジタル温度センサモジュール

ESP8266のMicroPythonに温度センサーTMP102(i2c)を接続する

Turtorial Examples for CircuitPython(Teensy4.0)
Teensy4.0にCircuitPythonをインストールする

Turtorial Examples for Nucleo-MicroPytho
NUCLEO-F446REにMicropythonをインストールする(v2)

CircuitPython 5.0.x - I2C

以上

続きを読む "CircuitPython/MicroPythonに温度センサーTMP102(i2c)を接続する"

CircuitPython/MicroPythonにi2c-LCD(AE-AQM0802)を接続する

2020/2/24

CircuitPython AE-AQM0802(i2c)

CircuitPython AE-AQM0802(i2c)

概要

CircuitPython/MicroPythonに以下のi2c-LCD(AE-AQM0802)を接続する。
(ホストPCとしてはubuntuを想定している)

Ｉ２Ｃ接続小型キャラクタＬＣＤモジュール(８×２行)完成品

接続

以下のように接続する。

Wiring:

AE-AQM0802	Teensy4.0(CircuitPython)
SCL	D19(SCL0)
SDA	D18(SDA0)
VCC	3.3V
GND	GND

該当モジュールのインストール

Module Install:

  # 以下のリンクからダウンロードする
  wget https://beta-notes.way-nifty.com/blog/files/st7032i.py

  # rename
  mv st7032i.py ST7032i.py

  # copy related modules
  cp ST7032i.py CIRCUTPY/lib/


  

ST7032.pyの内容

  # ST7032i.py
  # this module is forked from the following souces:
  # https://gist.github.com/boochow/6ffd0c939abbcc1a9c62bf6ab6b60cef#file-st7032i-py
  # https://qiita.com/f_nishio/items/b1b99b4763993a9239c6

  # 2020/3/23 patch for contrast

  from micropython import const
  #from machine import Pin, I2C
  import time

  CLEAR_DISPLAY       = const(0x01)
  RETURN_HOME         = const(0x02)
  SET_ENTRY_MODE      = const(0x04)
  DISPLAY_ON          = const(0x0C)
  FUNCTION_SET        = const(0x20)
  OSC_FREQUENCY       = const(0x10)
  POW_ICON_CONTRAST   = const(0x50)
  FOLLOWER            = const(0x60)
  SET_CONTRAST        = const(0x70)

  class ST7032i(object):

      def __init__(self, i2c, addr=0x3e):
          self.i2c = i2c
          self.addr = addr
          self.buf = bytearray(2)
          self.init_display()

      def write_cmd(self, cmd):
          self.buf[0] = 0x00
          self.buf[1] = cmd
          self.i2c.writeto(self.addr, self.buf)

      def write_data(self, char):
          self.buf[0] = 0x40
          self.buf[1] = char
          self.i2c.writeto(self.addr, self.buf)

      def init_display(self):
          """
          for cmd in (
              # data is 8 bits | 2 lines mode
              FUNCTION_SET | 0x10 | 0x08,
              # select Instruction table 1
              FUNCTION_SET | 0x10 | 0x08 | 0x01,
              # BS=1 (1/4 bias), OSC frequency=183Hz
              OSC_FREQUENCY | 0x08 | 0x04,
              # ICON on, Booster on, Contrast(upper 2bits) = 10
              POW_ICON_CONTRAST | 0x08 | 0x04 | 0x02,
              # Contrast(lower 4bits) = 1000
              SET_CONTRAST | 0x08,
              # Follower on, amplify ratio = 4/8
              FOLLOWER | 0x08 | 0x04
              ):
              self.write_cmd(cmd)
          time.sleep(0.2)
          for cmd in (
              DISPLAY_ON,
              CLEAR_DISPLAY,
              # Left to right, no shift
              SET_ENTRY_MODE | 0x02
              ):
              self.write_cmd(cmd)
          """
          # 2020/3/23: patched init 
          self.i2c.writeto(self.addr, b'\x00\x38')
          self.i2c.writeto(self.addr, b'\x00\x39')
          self.i2c.writeto(self.addr, b'\x00\x14')
          self.i2c.writeto(self.addr, b'\x00\x73')
          self.i2c.writeto(self.addr, b'\x00\x56')
          self.i2c.writeto(self.addr, b'\x00\x6c')
          self.i2c.writeto(self.addr, b'\x00\x38')
          self.i2c.writeto(self.addr, b'\x00\x0C')
          self.i2c.writeto(self.addr, b'\x00\x01')

      def clear(self):
          """ Clear display and return to home position. """
          self.write_cmd(0x01) # clear display
          time.sleep(0.01)             # wait time > 1.08 ms
          self.write_cmd(0x02) # return home
          time.sleep(0.01)             # wait time > 1.08 ms

      def return_home(self):
          """ return to home """
          self.write_cmd(0x02) # return home
          time.sleep(0.01)             # wait time > 1.08 ms

      def set_contrast(self, contrast):
          """ Set contrast (0 - 15). """
          if contrast < 0:
              contrast = 0
          if contrast > 0x0f:
              contrast = 0x0f
          self.write_cmd(0x39)
          self.write_cmd(0x70 + contrast)

      def set_cursor(self, x, y):
          """ set cursor location (address counter)."""
          if x < 0: x = 0
          if y < 0: y = 0
          ddram_addr = y * 0x40 + x
          self.write_cmd(0x80 + ddram_addr) # set DDRAM address

      def set_entry_mode(self, increment, shift):
          mode = 0x04
          if (increment): mode = mode + 2
          if (shift): mode = mode + 1
          self.write_cmd(mode)

      def print(self, str, wait = 0):
          for c in str:
              self.write_data(ord(c))
              if (wait > 0): time.sleep(wait)

  if __name__ == '__main__':

      # MicroPython
      #from machine import Pin, I2C
      #i2c=I2C(1)

      # CircuitPython
      #import board
      #import busio
      # Create the I2C interface.
      #i2c = busio.I2C(board.SCL, board.SDA)
      #i2c.try_lock()

      import time
      from ST7032i import ST7032i

      lcd = ST7032i(i2c) 

      lcd.set_entry_mode(False, False)
      lcd.set_contrast(1)
      lcd.clear()

      # show characters in 2 lines
      lcd.set_cursor(0, 0)
      lcd.print('1234')
      lcd.set_cursor(4, 1)
      lcd.print('5678')

      # LCD clear
      time.sleep(2)
      lcd.clear()

      # ticker
      lcd.set_entry_mode(True, True)
      lcd.set_cursor(8, 0)
      lcd.print('Hello, this is a ticker message.', 0.5)

  

CircuitPythonとMicroPythonに共通してあるi2c.writetoのみを使用しているので、両方に対応できている。。

Demo Script(動作確認)

  import time
  import board
  import busio
  # Create the I2C interface.
  i2c = busio.I2C(board.SCL, board.SDA)
  i2c.try_lock()

  from ST7032i import ST7032i
  lcd = ST7032i(i2c) 

  lcd.set_entry_mode(False, False)
  lcd.set_contrast(1)
  lcd.clear()

  # show characters in 2 lines
  lcd.set_cursor(0, 0)
  lcd.print('1234')
  lcd.set_cursor(4, 1)
  lcd.print('5678')

  # LCD clear
  time.sleep(2)
  lcd.clear()

  # ticker
  lcd.set_entry_mode(True, True)
  lcd.set_cursor(8, 0)
  lcd.print('Hello, this is a ticker message.', 0.5)

  

MicroPython(Nucleo)の場合

該当モジュールST7032i.pyが、CircuitPython/MicroPython両方に対応しているので そのまま/flashに書き込むだけでパッチなどは必要ない。

Module Install:

  wget https://beta-notes.way-nifty.com/blog/files/st7032i.py
  mv st7032i.py ST7032i.py
  ampy put ST7032.py

  

Demo Script:

  import time
  from machine import Pin, I2C
  # Create the I2C interface.
  i2c = I2C(1)

  from ST7032i import ST7032i
  lcd = ST7032i(i2c) 

  lcd.set_entry_mode(False, False)
  lcd.set_contrast(1)
  lcd.clear()

  # show characters in 2 lines
  lcd.set_cursor(0, 0)
  lcd.print('1234')
  lcd.set_cursor(4, 1)
  lcd.print('5678')

  # LCD clear
  time.sleep(2)
  lcd.clear()

  # ticker
  lcd.set_entry_mode(True, True)
  lcd.set_cursor(8, 0)
  lcd.print('Hello, this is a ticker message.', 0.5)

  

デバイスなどの初期化以外はCircuitPythonのものと全く同じ。

参照情報

Ｉ２Ｃ接続小型キャラクタＬＣＤモジュール(８×２行)完成品
Ｉ２Ｃ接続小型キャラクタＬＣＤモジュール(８×２行)の質問と回答

ESP32 + MicroPythonでLCDモジュールに文字を表示させてみた
WiringPi-Pythonを使ってAQM0802A / ST7032i LCD表示
MicroPythonでAE-AQM0802を使ってみる。
"MicroPythonでAE-AQM0802を使ってみる"の続き

Turtorial Examples for CircuitPython(Teensy4.0)
Teensy4.0にCircuitPythonをインストールする

Turtorial Examples for Nucleo-MicroPytho
NUCLEO-F446REにMicropythonをインストールする(v2)

以上

続きを読む "CircuitPython/MicroPythonにi2c-LCD(AE-AQM0802)を接続する"