简 介： 本文测试了基于MM32F3277下的MicroPython电路板设计。其中包含有SD卡接口，常用外设接口等。验证了现在的移植的MicroPython的对文件的基本操作功能。
关键词： MM32F3277，MicroPython，SD卡

01 设计背景

一、MM32F3277 MicroPython

  利用MicroPython开发嵌入式，是在牺牲一定的性能的基础上增加了开发的灵活性。MicroPython的解释执行代码，可以将嵌入式底层的硬件差异性进行屏蔽。

  在 制作测试MM32F3277-MicroPython最小电路板^[1] 设计了基于MM32F3277的MicroPython的实验板。来自于灵动（MindMotion）的MM32F3277具有丰富的资源。经过测试一下两款不同的MicroPython的移植版本，都可以很好地运行。

• 调试来自于逐飞的MM32F3277移植有MicroPython开发板^[2]

• 来自灵动的MM32F3277 MicroPython 实验板设计和软件测试^[3]

二、SD卡接口

1、SD卡插座

  根据  pyBoard v1.1-CN STM32F405RG单片机开发板 MicroPython编程^[4] 板上的配置，它使用了 MICRO SD卡座 迷你短体TF卡座 带侦测脚内存卡槽 8P 高H2.6/3.0MM^[5] 。这款SD卡组具有三种尺寸：

• 短体H2.6MM 不带有侦测脚；
• 短体H3.0MM 带有侦测脚；
• 短体H3.75MM 带有侦测脚；

2、SD卡接口

  根据OneOS（来自于SeekFree）的评估板上的SD卡接口设计，来设计基于MM32F3277的SD卡的接口。

  由于这款主板上的SD卡已经在 前面两个版本的MicroPython中得到的验证。

  根据上面卡槽的定义，可以知道SD卡的管脚定义顺序如下图所示：

  根据  MM32F3277用户手册^[6] 中关于管脚的定义，可以看到，SD卡的接口使用了MCU的 SDIO（安全数字输入输出接口），兼容 SD/SDIO/MMC的设备控制器， 作为控制外部的SD/SDIO/MMC 卡通信接口。

三、建立AD元器件库

  根据前面给出的SD卡槽的数据，在AltumDesign中检查对应的元器件库。根据  MICRO SD卡座^[8] 网页上给出的基本几何参数，设计AD中的元器件库。对于两旁的金属外壳固定焊盘的尺寸不详，通过图片测量到各部分的具体尺寸。

1、器件尺寸

2、器件封装

  PCB封装名称 ：SD-H26MM

3、器件原理图

  原理图器件名称 ：MINI-SD

02 设计测试

一、设计电路板

  在MM32F3277 MicroPython 实验板设计和软件测试^[4]基础上，增加SD卡座电路，设计测试电路。

1、原理图

2、快速制版PCB

  为了适合一分钟制版，如下设计了适应单面板制作的PCB。

3、焊接电路板

  下面是经过一分钟制版，焊接形成测试电路板。

二、测试电路板

1、上电测试

  施加+5V工作点，测量电路板上的3.3V稳压输出3.3V。静态耗电量大约：6mA左右。

2、下载MicroPython

  使用 MM32-LINK^[7]  将来自于灵动的MicroPython（2021-11-5版本）下载到MM32F3277中。

3、测试MicroPython是否工作

（1）测试晶体信号

  来自于灵动的MicroPython使用到外部的晶体时钟，所以应该能够测量在外部晶体上的8MHz晶体振荡信号。

（2）测量REPL上电串口信号

  因为MicroPython在启动后，会在REPL端口输出版本信息，因此应该能够在UART1的TX测量输出信号。

（3）测量REPL

  使用 STM32-Bootloader^[8] 连接到REPL端口，测试REPL相互的操作。

三、测试SD卡

1、存储与读取文件

  在SD卡中预先存储 “test1.py” 文本文件。然后在 MicroPython进行读取。

  如下是灵动苏勇演示对于文件的读取和写入的示例过程。

（1）测试程序

from machine                import Pin
import utime

with open('test.txt', 'w') as f:
    f.write('Hello SD file.')

with open('test.txt', 'r') as f:
    print(f.read())

（2）测试结果

  程序下载与执行过程，REPL界面显示如下：

Reset MicroPython...
Wait for MicroPython come back...
Download MicroPython : 24 lines/576 characters.
Begin to download program...

14
Hello SD file.
>>> 

  上面显示了写入SD file：14个字节，对应的 test.txt长度为14。紧接着读取其中的内容并显示。

（3）在Windows下读取SD卡

  使用SD读写器，可以看到SD中存在着刚才有MicroPython写入的文件。

2、测试其它SD卡

  使用另外一款只有512MB的SD卡，测试在MicroPython下是否能够读取该卡中的内容。

  使用相同的程序，MicroPython显示如下信息：

Reset MicroPython...
Wait for MicroPython come back...
Download MicroPython : 24 lines/576 characters.
Begin to download program...

Traceback (most recent call last):
  File "", line 13, in 
OSError: 19
>>> 

3、写入main.py

  在SD存储 main.py，MicroPython上电后首先执行 main.py程序。

  下面是main.py的测试内容：

from machine                import Pin
import utime

for _ in range(10):
    print(_)
    utime.sleep_ms(100)

  写入SD卡那中。将SD卡插入测试 MicroPython小板：

  上电后，程序输出：

[Y] sdcard ready.

[Y] file system on sdcard ready.

[Y] run the main.py on disk ...

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
[Y] done. 1

MicroPython v1.16 on 2021-11-05; MB_F3270 with MM32F3277G7P
>>> 

※ 测试总结 ※

  本文测试了基于MM32F3277下的MicroPython电路板设计。其中包含有SD卡接口，常用外设接口等。验证了现在的移植的MicroPython的对文件的基本操作功能。

参考资料