PYB Nano 开发板快速指南

PYB Nano 开发板快速指南

这篇快速指南是为 MicroPython 和 PYB Nano 的初学者写的，经过这个文档，能够快速掌握 MicroPython 和 PYB Nano 的基本使用方法。

 

PYB Nano开发板简介

PYB Nano开发板是目前体积最小、成本最低的MicroPython开发板

PYB Nano的主要特色

• STM32F401CEU6微控制器
• 16M主时钟
• 支持 macroUSB
• 2路UART
• 3路I2C
• 3路SPI
• 10路12位ADC
• 支持RTC
• 支持后备电池输入
• 支持USB供电和VIN输入（最高12V）
• 一个用户按键和一个复位键
• 带有 4个支持亮度调节功能的 LED
• 带有加速度传感器（MMA7660）
• 支持USB升级功能
• 低成本、高性能
• 开源

应用范围

• 教育、学习
• 电子竞赛
• 机器人
• 智能硬件
• 物联网开发
• 快速原型设计
• 创客、DIYer

PYB Nano很是适合做为MicroPython的入门开发板，它支持绝大部分MicroPython的功能和函数，成本却只有官方 PyBoard 的几分之一，是学习MicroPython的首选开发板之一，也是从Arduino进阶到其它应用的最好选择。

 

系统需求

在开始使用 PYB Nano 前，须要作一点准备工做：

• 一台计算机，安装了不低于Win7，或者Linux、MacOS操做系统，32位/64位均可以
• 串口终端软件，如超级终端、putty、MobaXterm、SecureCRT等
• macroUSB数据线（可使用安卓手机的数据线）

由于Windows的用户最多，因此下面的介绍也以Windwos为主，但其它操做系统下的用法也是相似的，甚至更简单。

另外，为了顺利使用 MicroPython，你们还须要对 Python 语言有基本了解，由于MicroPython 是基于 python3 的。

 

安装驱动

在Windows系统中，第一次链接开发板时，会出现一个PYBFLASH磁盘，同时提示须要安装新的设备。这个新的设备就是虚拟串口，它的驱动程序就在新出现的PYBFLASH磁盘上，浏览到这个磁盘安装驱动，安装后就可使用。

在大部分的Linux、MacOS下无需安装任何驱动程序。

 

终端软件设置

在调试时，一般都使用串口终端软件。在使用前，须要对终端软件的串口参数进行设置。

先用数据线链接开发板，而后运行任一串口终端软件，并设置串口为 PYB Nano 对应的虚拟串口，在将串口参数设置以下：

波特率	115200
数据位	8
奇偶校验	无
中止位	1
流量控制	无

个别软件还须要设置字符集才能正常显示。

 

REPL 的用法

一般调试程序时，都是在 MicroPython 的 REPL （read–eval–print loop，循环交互解释器）环境下运行。在REPL下能够直接输入命令，有内置的解释器执行。若是命令输入正常就会执行，命令错误会有提示。

MicroPython支持几个经常使用的快捷键，若是你熟悉串口终端，会发现它们的习惯是同样的。

• Ctrl-C，中止正在的程序或终止当前的命令行
• Ctrl-D，软复位（soft reset）
• Ctrl-B，显示系统提示
• Ctrl-E，进入粘贴模式。能够按下Ctrl-C退出粘贴模式，Ctrl-D完成粘贴
• Tab，键盘上的Tab键，能够补全命令

除了Ctrl-C，其它快捷键须要在空命令行下（没有输入任何字符）才能生效。此外，还可使用上下左右光标键

• 上下键，调出之前输入的命令。MicroPython能够保存最后输入的6条命令
• 左右键，在当前命令行中移动，编辑命令

 

基本用法

LED

不管在哪一个开发板中，LED都是最经常使用的的例程，咱们也从这里开始。

PYB Nano上有4个LED，分别是红、绿、黄、蓝色。咱们能够经过 pyb.LED(n) [n = 1-4]去使用它们。如：

pyb.LED(1).on() # LED1亮 pyb.LED(2).off() # LED2灭 pyb.LED(3).toggle() #翻转LED3 pyb.LED(4).intensity(20) # 设置LED4亮度20 [范围是0-255]

呼吸灯，下面程序将LED3设置为呼吸灯

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开发板上，LED的数量多是1-4个，但用法是同样的。此外不是每种 MicroPyhon 开发板的 LED 都支持亮度调整功能（intensity()）。

 

按键

在MicroPython的Pyboard中，预约义了按键开关对象，它的使用方法以下：

sw = pyb.Switch() sw()

若是按键按下，返回True，不然返回False。

 

GPIO

使用GPIO，须要导入pyb库的Pin对象。

from pyb import Pin p_out = Pin('X1', Pin.OUT_PP) # 定义 X1 引脚为输出 p_out.high() # 输出高电平 p_out.low() # 输出低电平 p_out.value(1) # 等同于 p_out.high() p_in = Pin('X2', Pin.IN, Pin.PULL_UP) # 定义 X2 为输入 p_in.value() # get value, 0 or 1

 

外中断

下面代码将按键（PC13）定义为外中断输入，上升沿触发模式。每当按下一次按键，LED1就会翻转一次。

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

 

定时器

定时器须要使用到pyb库的Timer对象。下面程序中，先设置定时器1的频率为1000Hz，而后读取计数器的值，再设置定时器的频率为0.5Hz，并在定时器回调函数（中断）里翻转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是定时器模块的一个子功能，能够将定时器的某一通道设置为PWM输出。下面代码将 PA3 设置为定时器2的CH4输出，最后设置占空比是10%。注意占空比参数能够是浮点数。

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带有10路12位ADC输入，能够很是容易读取ADC的参数。下面的代码读取引脚 X8 （PB0）的输入

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

另一种读取ADC的方法是

from pyb import Pin, ADC a=pyb.ADCAll(12) # 设置ADC为12位模式 a.read_channel(8) # 读取ADC8 a.read_core_temp() # 读取内部温度传感器

 

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

 

加速度传感器

PYB Nano内置了加速度传感器MMA7660，能够直接读取传感器的参数(数值范围是[-32..32])。

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

 

其它经常使用功能

pyb.delay(500) # 延时500ms pyb.udelay(20) # 延时20us pyb.unique_id() # 读取芯片的惟一序列号 pyb.millis() # 复位后的运行时间（ms） pyb.hard_reset() # 复位，和按下复位键的效果相同 pyb.bootloader() # 直接进入 bootloader 模式升级 pyb.disable_irq() # 禁止中断 pyb.enable_irq() # 恢复中断 pyb.freq() # 读取系统时钟 pyb.wfi() # 等待内部或外部中断 pyb.stop() # 休眠模式，须要外部中断或者实时时钟唤醒

 

MocroPython的启动模式

在启动后，MicroPython会先运行 boot.py 文件，加载用户驱动，而后在运行main.py，执行用户程序。能够将用户程序放在main.py中，也能够在main.py中再加载其它的文件。

 

常见故障

在使用过程当中，咱们须要注意下面问题，避免形成文件系统破坏、数据丢失。

• 取下数据线前，须要先U盘那样安全删除硬件，弹出PYBFLASH磁盘，不然可能会形成文件系统破坏，特别在修改了文件或复制新文件到PYBFLASH磁盘后。
• 不要轻易按复位键，这样会形成当前的USB通信中断。通常的问题，能够经过按下Ctrl-D软复位接近。

 

出厂模式

使用时间长了，由于各类缘由可能会出现故障，形成没法正常启动，不能进入REPL，文件系统破坏等现象，这时就须要经过出厂模式进行恢复。

进入出厂模式的方法是，

• 按下复位键（RESET）的同时，按住用户按键SW。
• 而后保持用户按键不放，释放复位键。
• 这时LED将循环显示：绿－》黄－》绿+黄－》灭
• 等黄绿灯同时亮时，松开用户键，这时黄绿灯会同时快速闪4次
• 而后红灯亮起（这时红绿黄三个灯同时亮）
• 红灯灭，开始进行恢复到出厂状态
• 全部灯都灭，恢复出厂设置完成。

恢复出厂设置后，PYBFLASH中的内容会丢失，变为默认文件。

 

升级固件

MicroPython的更新速度很快，每次更新都会带来一些新的功能，修正错误。因此掌握 MicroPython 的固件升级方法是有必要的。

PYB Nano支持下面几种升级方法：

• 经过DFU模式升级
• 经过SWD方式升级

使用DFU模式，须要安装ST的DfuSe_demo软件（Windows）或者dfu-util（Linux）。使用SWD须要将开发板的SWD接口（PA13/PA14）链接到编程器，经过编程软件（如STM32 ST-LINK Utility）下载。

 

参考资源

以上是 MicroPython 和 PYB Nano 的最基础知识，掌握后你们就能够逐步深刻了。下面是一些MicroPython相关的参考网站和论坛，供你们参考。

• MicroPython的官方网站
• 官方英文论坛
• MicroPython源码
• 官方在线英文帮助
• 官方维基

• MicroPython中文论坛
• PYB Nano 版块
• PYB Nano 原理图、BOM
• PYB Nano 开发板最新固件
• MicroPython中文教程