设计带有SD卡的 MM32F3277 MicroPython 实验板

时间：2022-12-13 12:00:00 e插座卡槽mini连接器 sd接电容 sd电容器

简介：本文测试了基础MM32F3277下的MicroPython电路板设计。SD卡接口、常用外设接口等。目前移植的验证MicroPython对文件的基本操作功能。通过测试发现的MicroPython版本不能访问低容量(小于512Mb）的SD卡只能访问4以上Gb以上的SD卡。

关键词： MM32F3277，MicroPython，SD卡

修改建议：

在 REPL 上拉电阻增加一个10kHz的电阻。

§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 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
MM32F3277 MicroPython 实验板设计和软件测试

上述两款MicroPython的版本，都需要借助于外部的SD卡来存储最终执行MicroPython程序：main.py。在没有外置的SD卡的情况下，它们只能通过 REPL (Read Evaluate Print Loop)进行程序的调试。本文就会在 MM32F3277实验板 基础上增加 SD卡接口部分。

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 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 。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；

▲ 图1.2.1 短体H2.6MM卡座尺寸

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。

▲ 图1.2.2 SD 卡接口定义

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：

▲ 图1.2.3 SD 卡以及卡槽的管脚顺序定义

根据 MM32F3277用户手册 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。

▲ 图1.2.4 MM32F3277 端口功能定义

§02 设计测试

（1）测试晶体信号

来自于苏勇的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。

▲ 图2.2.2 外部晶体上的振荡信号

▲ 图2.3.1 苏勇给出的演示示例程序

（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。

▲ 图2.3.2 Windows下查看SD卡内部的内容

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。

▲ 图2.3.3 测试一个512M的SD卡

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 <module>
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：

▲ 图2.3.4 在SD卡中存储main.py

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
>>>