MicroPython pyboard 入门指南：硬件布局、供电方式与首次上电-开发者社区

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MicroPython - a lean and efficient Python implementation for microcontrollers and constrained systems

项目地址：https://gitcode.com/gh_mirrors/mi/micropython

MicroPython 的 pyboard 是一块以 STM32F405RG 为核心的开发板，本文是 pyboard 官方教程系列（docs/pyboard/tutorial/index.rst）的开篇，围绕「认识硬件、正确供电、安全上电」展开，并结合本仓库的 stm32 移植源码与后续教程，帮助你在拿到板子后 5 分钟内完成首次通电、理解启动流程，并为后续编写并运行第一个 MicroPython 脚本做好准备。读完本文，你将掌握 pyboard 的板载资源布局、USB 与外部电源两种供电方式及电压限制、启动模式（标准/安全/文件系统重置）与常见故障的复位恢复手段。

硬件布局：一眼看懂 pyboard 上的关键元件

在动手之前，先熟悉 pyboard 的物理布局。以最常见的 pyboard 1.x 系列为例，板面元件分布如下：

micro USB 连接器位于板的右上角，是供电与数据通信（USB 串口 + USB 大容量存储）的唯一入口；
micro SD 卡槽位于板的左上角，插入 SD 卡后可作为扩展存储；
4 颗 LED位于 SD 卡槽与 USB 连接器之间，颜色从下到上依次为红、绿、橙、蓝；
2 个开关：右侧是RST（复位）开关，左侧是USR（用户）开关。

这些板级细节在源码中有明确对应。查看 pyboard 参考板的移植配置 ports/stm32/boards/PYBV11/mpconfigboard.h，可以看到四颗 LED 的硬件引脚定义：

#define MICROPY_HW_LED1 (pin_A13) // red #define MICROPY_HW_LED2 (pin_A14) // green #define MICROPY_HW_LED3 (pin_A15) // yellow #define MICROPY_HW_LED4 (pin_B4) // blue #define MICROPY_HW_LED3_PWM { TIM2, 2, TIM_CHANNEL_1, GPIO_AF1_TIM2 } #define MICROPY_HW_LED4_PWM { TIM3, 3, TIM_CHANNEL_1, GPIO_AF2_TIM3 } #define MICROPY_HW_LED_ON(pin) (mp_hal_pin_high(pin)) #define MICROPY_HW_LED_OFF(pin) (mp_hal_pin_low(pin))

这段代码同时印证了教程中反复提到的一个细节：黄色（LED3）和蓝色（LED4）两颗 LED 支持 PWM 调光（对应教程 docs/pyboard/tutorial/leds.rst 中的intensity()方法），而红、绿两颗只能开关。用户开关 USR 的定义也在此文件中：

#define MICROPY_HW_USRSW_PIN (pin_B3) #define MICROPY_HW_USRSW_PULL (GPIO_PULLUP) #define MICROPY_HW_USRSW_EXTI_MODE (GPIO_MODE_IT_FALLING) #define MICROPY_HW_USRSW_PRESSED (0)

即 USR 开关接在 B3 引脚上、内部上拉、下降沿触发外部中断——这正是教程 docs/pyboard/tutorial/switch.rst 中sw.callback()中断回调机制的底层来源。

日常保养：保护裸露的电路板

pyboard 没有外壳，硬件裸露在外，使用中需要留意以下几点：

USB 插拔要轻柔：micro USB 连接器是通孔焊接在板上的，虽然相对牢固，但一旦脱落修复非常困难；
警惕静电：静电可能击穿板上的元器件。如果你所在的地区气候干燥寒冷、静电频繁，请格外小心。如果 pyboard 原配了黑色塑料盒，那是最好的收纳与携带方式——它由导电塑料制成、内部有导电泡沫，是一个防静电盒；
软件几乎不可能弄坏硬件：放心大胆地写代码测试即可。如果文件系统损坏，可以按下文的方法重置；最坏的情况下也只需通过 USB 重新烧写 MicroPython 固件。

USB 供电与首次上电

pyboard 通过micro USB 接口供电。用一根 micro USB 线连接到 PC，注意接口只有一个方向能插进去，不会插反。连接后，板上的绿色 LED 会快速闪烁，表示系统正在启动。

从启动时序上看，一次上电（硬复位）遵循固定的引导序列，完整说明见 docs/reference/reset_boot.rst：板载_boot.py（烧录在固件中，用于首次格式化内部闪存文件系统等初始化）→ 执行可编辑的boot.py→ 初始化 USB → 执行main.py→ 若main.py不存在或退出，则进入 REPL 交互解释器。更通俗的描述见 docs/pyboard/general.rst 的“Boot modes”一节：标准模式下先执行boot.py，然后配置 USB，最后运行main.py。

首次连接 PC 时，pyboard 会以USB 大容量存储设备的形式出现（Windows 下是可移动 U 盘、Mac 下桌面出现名为PYBFLASH的磁盘、Linux 下自动挂载，可用lsblk查看后mount挂载）。这个盘在 pyboard 内部称为/flash，出厂时包含 4 个文件：

boot.py—— 各种配置选项，开机时执行；
main.py—— 要运行的 Python 程序，在boot.py之后执行；
README.txt—— 入门指引，可安全删除；
pybcdc.inf—— Windows 下配置 USB 串口设备的驱动文件（详见 docs/pyboard/tutorial/repl.rst）。

/flash是 pyboard 内部闪存上的文件系统；如果插入了 micro SD 卡，它会以/sd挂载，并且优先从 SD 卡启动（boot.py、main.py从 SD 卡查找）。若希望强制从内部闪存启动，可在/flash下创建一个名为SKIPSD的空文件，此时 SD 卡不会自动挂载，但仍可在程序中用vfs.mount手动挂载。需要特别提醒的是：在复位 pyboard 之前，务必先弹出（Linux 下为卸载）USB 盘，否则可能损坏文件系统。

外部电源供电：VIN 与 GND

除了 USB 供电，pyboard 还可以通过电池或其他外部电源供电，接线到板上的 VIN 与 GND 引脚。

务必注意：电源的正极接VIN，负极（地）接GND。pyboard没有极性保护，接反会损坏板子，接线时必须万分小心。
输入电压必须在 3.6V 与 10V 之间。

3.6V 的下限意味着单节锂电池（标称 3.7V，充满约 4.2V）即可供电；10V 的上限说明常见的 5V USB 电源、9V 适配器都在安全范围内。超出该范围会给板载稳压电路带来风险。

如果你希望进一步控制功耗，pyboard 还提供软件层面的电源管理手段（详见 docs/pyboard/tutorial/power_ctrl.rst）：

while True: do_some_processing() pyb.wfi() # 等待中断等事件时降低功耗

以及调节 CPU 主频：

pyb.freq(30000000) # 将 CPU 频率设为 30MHz

pyb.freq()可在功耗与性能之间做权衡，pyb.wfi()则让 CPU 在等待事件（如外部中断）时进入低功耗等待状态，非常适合电池供电的场景。

启动模式：标准、安全与文件系统重置

pyboard 支持通过「按住 USR 开关 + 按 RST 复位」的方式进入不同启动模式，选择依据是上电时 LED 的二进制计数。操作要点（详见 docs/pyboard/general.rst 与 docs/pyboard/tutorial/reset.rst）：

连接 USB 使 pyboard 上电；
按住USR开关；
保持按住 USR，同时按下并松开RST开关；
此时 LED 会在「绿 → 橙 → 绿+橙」之间循环；
在 LED 显示到目标模式时松开 USR，对应模式的 LED 会快速闪烁 4 次，板子随即以该模式启动。

三种模式如下：

模式	LED 指示	行为
标准启动	仅绿色 LED	依次执行`boot.py`与`main.py`
安全模式	仅橙色 LED	不执行任何启动脚本，跳过`boot.py`/`main.py`，以默认 USB 设置启动
文件系统重置	绿色 + 橙色 LED	将内部闪存文件系统恢复出厂状态，然后以安全模式启动

其中安全模式用于排障：它临时跳过boot.py和main.py，板子以默认设置启动，USB 盘正常出现，你可以编辑修复这两个文件。安全模式是临时的，不会改动板上文件。

文件系统重置则用于两类场景：文件系统损坏（例如忘记弹出/卸载 USB 盘），或boot.py/main.py中写入了导致你无法脱身的代码。该操作会删除 pyboard 内部存储（不包含 SD 卡）上的所有文件，并把boot.py、main.py、README.txt、pybcdc.inf恢复为出厂状态。重置完成后会停留在安全模式，按一次 RST 即可恢复正常启动。

如果板子已经无法正常启动（俗称“软砖”），可参考 docs/reference/reset_boot.rst 中的恢复手段：多数情况下打开 REPL 串口按Ctrl-C注入KeyboardInterrupt即可让脚本退出并进入 REPL，然后用import os; os.remove('main.py')删除出问题的文件；若 REPL 不可用，再考虑安全模式与文件系统重置。

复位方式与错误指示

日常调试中你会频繁用到两种复位：

软复位：在 MicroPython REPL 提示符下按Ctrl-D，解释器会清理 Python 环境并重新启动，打印MPY: soft reboot之类的信息后回到>>>提示符（见 docs/pyboard/tutorial/repl.rst）；
硬复位：按板上的RST 开关（靠近 micro USB 插座的小黑按钮），相当于断电重开，会断开当前的串口连接程序。

pyboard 还通过 LED 组合报告启动错误（见 docs/pyboard/general.rst 的“Errors: flashing LEDs”一节）：

红色与绿色 LED 交替闪烁：某个 Python 脚本（如main.py）运行出错，请进入 REPL 调试；
四颗 LED 缓慢循环点亮：发生了硬故障（hard fault），无法恢复，只能做一次硬复位。

上电之后：下一步该做什么

完成通电验证后，建议按官方教程顺序继续探索：

编写并运行第一个脚本：编辑main.py写入import pyb+pyb.LED(4).on()，保存弹出后按 RST 运行，见 docs/pyboard/tutorial/script.rst；
进入 REPL 交互式执行代码（print("hello pyboard!")、1+2、pyb.LED(1).on()等），见 docs/pyboard/tutorial/repl.rst；
玩转四颗 LED：开关、toggle()、intensity()调光与“迪斯科”循环，见 docs/pyboard/tutorial/leds.rst；
使用 USR 开关与中断回调sw.callback(...)，见 docs/pyboard/tutorial/switch.rst。