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Windows 下用MSYS2 环境为RP2040 编译MicroPython 固件

news 来源：原创 2024/7/7 12:56:06

就是想试试看MSYS2 能兼容到什么地步。自己做了个RP2040 板子，用了4MB 的Flash，默认的Micropython 固件是2MB 的，所以只能自己编译固件。

编译环境

MSYS2 的安装方法、基本配置什么的我就不管了，到处都有文章介绍这个。只提一点，现在有了Windows Terminal 以后就用不着整什么别的终端模拟器了，只需要打开powershell，运行：

msys2 -ucrt64 -shell fish

就可以直接启用MSYS2 的UCRT64 环境，并且将启动shell 设置为fish，当然需要先pacman 把fish 装上。我是用scoop 安装的MSYS2，不确定其他方式安装之后，启动方式有没有区别。

编译之前，需要pacman -S 安装git、make、cmake、toolchain（包括了gcc）、arm-none-eabi-gcc、python、python-pip-tools。注意安装的时候选择对应ucrt64 环境的版本。既然micropython 的指南里推荐了用virtualenv，那就用一下，拿pip 安装：

pip install virtualenv

然后随便创建个虚拟环境：

virtualenv upy

fish shell 下激活虚拟环境：

source ./upy/bin/activate.fish

其他shell 同理。然后找一个地方把micropython 下载下来：

git clone --recurse-submodules https://github.com/micropython/micropython.git

这样是直接把所有用到用不到的库代码也都下载了，还有库的库，所以整体下载了不少东西，大概5 个G。

编译windows 版MicroPython

可以先这么试一下，编译一份Windows 下直接能运行的MicroPython 解释器。先进入Windows 版本的文件夹

cd micropython/ports/windows

里面有一份README 可以看一下，然后就

make submodules
make

编译完成后，在build-standard 文件下会有一个micropython.exe，运行效果和python 解释器差不多。

在这里插入图片描述
顺便也能看到解释器的源代码版本和编译时间，看起来源码直接编译的话就是preview 版本。

开发板配置文件

要修改Flash 容量，只能先自定义一个开发板配置文件。先进入到rp2040 版本的文件夹：

cd micropython/ports/rp2

所有支持的开发板文件都放在boards 文件夹下，所以就复制粘贴一个别人开发板的文件，比如SPARKFUN_PROMICRO。我自定义的板子取名叫BITTER_BASIC_RP2040，文件夹名称最好保持这种格式。

每个板子的文件夹底下有三个配置文件，依次打开修改成想要的样子。json 文件就是些基本的描述，随便写；cmake 文件是空白的，不管；.h 文件里有Flash 容量有关的宏：

在这里插入图片描述

MICROPY_HW_FLASH_STORAGE_BYTES 表示安装完固件以后Flash 的剩余字节数，15 * 1024 * 1024 表示15MB，就是16MB 的FLASH 去掉1MB，所以4MB 的FLASH 芯片就把这里改成3 * 1024 * 1024。再把板子的名称改掉，我的就是"BITTER BASIC RP2040"。把下面的USB VID 和PID 删掉，这样就使用默认的PICO 开发板的信息。

除了这里，还有一份pico-sdk 的配置文件，也就是RP2040 官方库的配置。进入pico-sdk 的文件夹：

cd micropython/lib/pico-sdk

打开配置文件的位置：

cd src\boards\include\boards

这里每个板子的配置对应一个.h 头文件，一样是拿别人的文件改改。这里头文件名要和之前的文件夹名对应，改成bitter_basic_rp2040.h，我还是用SPARKFUN 的pro micro 文件修改：

在这里插入图片描述

第一个宏改成自己板子的名字BITTER_BASIC_RP2040，方便以后在条件编译里使用。下面定义了板载LED 和WS2812 RGB 的引脚，这个pro micro 板子只有RGB 连在GPIO25 上，没有普通的LED，所以他就把PICO_DEFAULT_LED_PIN 注释掉了，我的板子上LED 和RGB 都有，所以对应修改：

#ifndef PICO_DEFAULT_LED_PIN
#define PICO_DEFAULT_LED_PIN   25
#endif#ifndef PICO_DEFAULT_WS2812_PIN
#define PICO_DEFAULT_WS2812_PIN 24
#endif

其他的引脚定义没什么好说的，最后就是FLASH 相关的宏：

在这里插入图片描述

PICO_BOOT_STAGE2_CHOOSE_W25Q080 表示Flash 芯片是W25Qxx 这一系列，或者与之兼容的型号，而不是说Flash 芯片是W25Q80。自己做的板子基本都用这种Flash，不用改。

PICO_FLASH_SPI_CLKDIV 是驱动SPI 的时钟分频系数。如果RP2040 CPU 频率125MHz，那么驱动Flash 的SCLK 频率就是62.5MHz。W25Qxx 系列芯片的规格书上说它最高能到100MHz，但是为了稳定性，选个2 分频是比较合适的。

PICO_FLASH_SIZE_BYTES 就是Flash 的实际字节数，4MB 那就改成4 * 1024 * 1024。

编译固件

打开RP2040 的文件夹：

cd micropython/ports/rp2

参考文件夹里附带的README，make 的时候要指定板子的名称，编译过程中，对应的配置文件会自动被使用。开始编译：

make BOARD=BITTER_BASIC_RP2040 submodules
make BOARD=BITTER_BASIC_RP2040 clean
make BOARD=BITTER_BASIC_RP2040

第三步可能会出现报错，比如找不到头文件：

在这里插入图片描述
这可能是因为基于mingw-w64 的arm gcc 编译器不支持MSYS2 这种文件路径格式，尽管它是用pacman 安装的。这样就只能稍微走点弯路，当然，不用想法子把arm gcc 编译一遍找BUG，而是在MSYS2 之外，另外搭一套编译环境。

推荐用scoop 安装，需要的环境包括：cmake、gcc-arm-none-eabi、python3，如果还需要本机的gcc 编译器，可以安装mingw-winlibs，一站式解决。配置好以后，用powershell 打开刚才rp2040 文件夹，不启动MSYS2。运行make BOARD=BITTER_BASIC_RP2040，应该会输出报错信息：

在这里插入图片描述在命令运行完之前Ctrl-C 关闭掉，否则就手动删除cmake 生成的build-BITTER_BASIC_RP2040 文件夹。复制调用cmake 的命令，另外加上一个参数：

cmake -G "Unix Makefiles" -S . -B build-BITTER_BASIC_RP2040 -DPICO_BUILD_DOCS=0 -DMICROPY_BOARD=BITTER_BASIC_RP2040 -DMICROPY_BOARD_DIR="C:/Users/chris/source/MSYS2/upy-prj/micropython/ports/rp2/boards/BITTER_BASIC_RP2040"