MicroPython-TPYBoard固件编译教程

TurnipSmart

　　本文主要介绍一下，在Linux环境下编译micropython固件的方法和流程。

　　首先，我们先来看一下MicroPython的源码结构。

　　github地址：https://github.com/micropython/micropython

　　你会发现，micropython根据不同的MCU运行平台进行了分类，比如esp8266目录下就是esp8266-WIFI模块上的micropython的源码，stmhal是运行在stm32上的，还有cc3200等。

py/	Python实现的核心部分，包括编译器、运行时、核心库
mpy-cross/	MicroPython 自带的交叉编译器，可以将python脚本编译为mpy加密文件
unix/	在UNIX上运行的MicroPython
stmhal/	在TPYBoard和类似的STM32开发板上运行的MicroPython
minimal/	MicroPthon的最小集，用于移植到其他微处理器
tests/	测试框架和测试脚本
docs/	MicroPython官方的reStructuredText文档资料。地址：http://docs.micropython.org
bare-arm/	在ARM上MicroPython的最小版本
teensy/	在Teensy 3.1上运行的MicroPython
pic16bit/	在16 位 PIC 微控制器上运行的MicroPython
esp8266/	在ESP8266  WIFI模块上运行的MicroPython
extmod/	C 实现的模块
tools/	各种工具
examples/	Python脚本实例
READ.md	说明文档

　　开始编译固件

　　本人的系统环境：ubuntu15.0464位系统

　　Ubuntu官网：http://cn.ubuntu.com/?_ga=2.264511627.56850772.1502953593-1795108721.1502953593

　　1、安装arm-none-eabi-gcc交叉编译工具和gcc编译器

　　打开终端执行命令

1. sudo apt-get install gcc-arm-none-eabi
   
2. 
   
3. sudo apt-get install gcc
   

复制代码

2、下载micropython的源码包

　　我放在了/opt目录下

1. git clone --recursive https://github.com/micropython/micropython.git

复制代码

　　等待git完毕，进入stmhal/boards/目录下，里面又根据不同型号的芯片进行了分类。

　　3、开始编译

　　切换到stmhal目录

1. cd /opt/micropython/stmhal

复制代码

执行编译命令，等待编译完成。

1. make BOARD=PYBV10

复制代码

BOARD参数为stmhal/boards/目录下相应的开发板名称。

　　本次教程用的是TPYBoardv102（蓝色）开发板，兼容PYBV10，所以选择PYBV10开发板继续编译。

　　若是TPYBoardv102（绿色）基础板，同样选择PYBV10。

　　若是TPYBoardv102（黑色）开发板，需选择PYBV11。

　　编译成功。生成的固件文件stmhal/build-PYBV10/firmware.dfu和firmware.hex。

　　4、烧写固件

　　请参考教程：http://tpyboard.com/support/reference11/302.html

　　增加自定义类库

　　使用过micropython的小伙伴都知道，里面有一个重要的模块pyb。下面我们就尝试在micropython源码中新建一个名为tpyboard的pyb子类，里面添加一个简单的函数display，输出一句”HelloTPYBoard”。

　　5、首先大体来看一下stmhal目录下的各种.c和.h文件。基本上根据他们的名称就能判断出功能来。

　　6、先来参考一下led.c文件，了解一下大体的流程。

　　找到了led_obj_on函数，这就是我们平时用的pyb.LED(1).on()

1. /// Turn the LED on
   
2. mp_obj_t led_obj_on(mp_obj_t self_in) {
   
3.     pyb_led_obj_t *self = self_in;
   
4.     led_state(self->led_id, 1);
   
5.     return mp_const_none;
   
6. }

复制代码

声明注册一下on函数，MP_DEFINE_CONST_FUN_OBJ_1最后的数字跟参数的数量相对应。

1. STATIC MP_DEFINE_CONST_FUN_OBJ_1(led_obj_on_obj, led_obj_on);

复制代码

再往下可以看到led_locals_dict_table，将上面声明的函数添加到led模块函数字典中。

1. STATIC const mp_rom_map_elem_t led_locals_dict_table[] = {
   
2.     { MP_ROM_QSTR(MP_QSTR_on), MP_ROM_PTR(&led_obj_on_obj) },
   
3.     { MP_ROM_QSTR(MP_QSTR_off), MP_ROM_PTR(&led_obj_off_obj) },
   
4.     { MP_ROM_QSTR(MP_QSTR_toggle), MP_ROM_PTR(&led_obj_toggle_obj) },
   
5.     { MP_ROM_QSTR(MP_QSTR_intensity), MP_ROM_PTR(&led_obj_intensity_obj) },
   
6. };
   
7. STATIC MP_DEFINE_CONST_DICT(led_locals_dict, led_locals_dict_table);
   

复制代码

建立micropython对象，遵循以下原则。

1. const mp_obj_type_t pyb_led_type = {
   
2.     { &mp_type_type },
   
3.     .name = MP_QSTR_LED,
   
4.     .print = led_obj_print,
   
5.     .make_new = led_obj_make_new,
   
6.     .locals_dict = (mp_obj_dict_t*)&led_locals_dict,
   
7. };
   

复制代码

7、接下来我们在stmhal目录下新建一个tpyboard.c文件，内容如下：

1. 
   
2. #include <stdio.h>
   
3. 
   
4. #include "py/nlr.h"
   
5. #include "py/runtime.h"
   
6. #include "py/mphal.h"
   
7. 
   
8. mp_obj_t tpyboard_obj_display() {
   
9. 
   
10.     printf("Hello TPYBoard\n");
    
11.     return mp_const_none;
    
12. }
    
13. 
    
14. STATIC MP_DEFINE_CONST_FUN_OBJ_0(tpyboard_obj_display_obj, tpyboard_obj_display);
    
15. 
    
16. STATIC const mp_rom_map_elem_t tpyboard_locals_dict_table[] = {
    
17. 
    
18.     { MP_ROM_QSTR(MP_QSTR_display), MP_ROM_PTR(&tpyboard_obj_display_obj) },
    
19. 
    
20. };
    
21. 
    
22. STATIC MP_DEFINE_CONST_DICT(tpyboard_locals_dict, tpyboard_locals_dict_table);
    
23. const mp_obj_type_t pyb_tpyboard_type = {
    
24.     { &mp_type_type },
    
25.     .name = MP_QSTR_tpyboard,
    
26.     .locals_dict = (mp_obj_dict_t*)&tpyboard_locals_dict,
    
27. };
    

复制代码

8、新建tpyboard.h文件，内容如下：

1. extern const mp_obj_type_t pyb_tpyboard_type;

复制代码

找到modpyb.c文件，将tpybaord子模块添加到pyb的pyb_module_globals_table[]子类表中。

1. { MP_ROM_QSTR(MP_QSTR_tpyboard), MP_ROM_PTR(&pyb_tpyboard_type) },

复制代码

记得在modpyb.c中添加tpyboard.h的引用。

1. #include "tpyboard.h"

复制代码

9、添加完毕后，将tpyboard.c文件添加到Makefile文件中，进行编译。我就直接放到了led.c\下面。

1. SRC_C = \
   
2.         main.c \
   
3.         system_stm32.c \
   
4.         stm32_it.c \
   
5.         usbd_conf.c \
   
6.         usbd_desc.c \
   
7.         usbd_cdc_interface.c \
   
8.         usbd_hid_interface.c \
   
9.         usbd_msc_storage.c \
   
10.         mphalport.c \
    
11.         mpthreadport.c \
    
12.         irq.c \
    
13.         pendsv.c \
    
14.         systick.c  \
    
15.         pybthread.c \
    
16.         timer.c \
    
17.         led.c \
    
18.         tpyboard.c \
    
19.         pin.c \
    
20.         pin_defs_stmhal.c \
    
21.         pin_named_pins.c \
    
22.         bufhelper.c \
    
23.         dma.c \
    
24.         i2c.c \
    
25.         spi.c \
    
26.         uart.c \
    
27.         can.c \
    
28.         usb.c \
    
29.         wdt.c \
    
30.         gccollect.c \
    
31.         help.c \
    
32.         machine_i2c.c \
    
33.         modmachine.c \
    
34.         modpyb.c \
    
35.         modstm.c \
    
36.         moduos.c \
    
37.         modutime.c \
    
38.         modusocket.c \
    
39.         modnetwork.c \
    
40.         extint.c \
    
41.         usrsw.c \
    
42.         rng.c \
    
43.         rtc.c \
    
44.         flash.c \
    
45.         storage.c \
    
46.         sdcard.c \
    
47.         fatfs_port.c \
    
48.         lcd.c \
    
49.         accel.c \
    
50.         servo.c \
    
51.         dac.c \
    
52.         adc.c \
    
53.         $(wildcard boards/$(BOARD)/*.c)
    

复制代码

10、执行命令开始编译，编译通过，重新将编译好的固件烧写到TPYBoard开发板上。

　　11、烧写完毕后，用putty连接TPYBoardv102，输入以下内容：

1. pyb.tpyboard.display()

复制代码