嵌入式硬件篇---Openmv

OpenMV 固件烧录详解

OpenMV 是基于 MicroPython 的机器视觉开发板，固件（Firmware）是其运行的核心系统软件，包含了 MicroPython 解释器、硬件驱动（摄像头、GPIO、通信接口等）和机器视觉算法库。当需要更新功能、修复 bug 或恢复系统时，需要进行固件烧录。

一、固件烧录准备

1. 硬件准备

   • OpenMV 开发板（如 OpenMV4、OpenMV H7 等）
   • 原装或优质 USB 数据线（确保数据传输正常，避免仅供电的线材）
   • 电脑（Windows/macOS/Linux）

2. 软件准备

   • 最新版 OpenMV IDE（官方推荐，集成固件烧录工具，下载地址：OpenMV 官网）
   • 对应型号的固件文件（.bin格式，可从官网下载，需与开发板型号严格匹配，如 OpenMV4 对应openmv4_xxx.bin）

二、固件烧录步骤

1. 进入 Bootloader 模式
   Bootloader 是开发板启动时首先运行的小程序，负责固件烧录。进入该模式的方法：

   • 常规方法：先断开开发板与电脑的连接，长按开发板上的BOOT按钮（部分型号为USER按钮），保持按住状态插入 USB 线，1-2 秒后松开按钮。此时开发板 LED 可能会以特定方式闪烁（如红绿交替），表示进入 Bootloader 模式。
   • 强制方法：若常规方法失败，可短接开发板上的BOOT0引脚与3.3V（参考对应型号的引脚图），再上电，强制进入 Bootloader。

2. 通过 OpenMV IDE 烧录

   • 打开 OpenMV IDE，点击菜单栏「Tools」→「Run Bootloader」（或直接点击工具栏的烧录图标）。
   • 在弹出的窗口中，选择下载好的固件文件（.bin），点击「Program」开始烧录。
   • 烧录过程中，IDE 会显示进度条，开发板 LED 可能持续闪烁，完成后会提示 “Done”，此时断开 USB 重新连接即可。

3. 验证烧录结果
   重新连接开发板后，OpenMV IDE 的「Serial Terminal」会显示 MicroPython 的启动信息（如OpenMV v4.2.0; MicroPython v1.18-omv），表示固件烧录成功。

三、内存卡、连接、通信按钮的关系

OpenMV 的正常运行依赖于内存卡、USB 连接和物理按钮的协同，三者的关系如下：

1. 内存卡（SD 卡）的作用

   • 存储用户脚本：OpenMV 默认会运行内存卡根目录下的main.py（若存在），若没有内存卡或无main.py，则进入交互模式（等待 IDE 发送指令）。
   • 存储数据：拍摄的图片、视频或处理的日志会保存在内存卡中。
   • 影响启动流程：内存卡的状态（是否插入、格式是否正确、是否损坏）直接影响开发板启动。例如，内存卡损坏可能导致启动时卡在 “读取卡” 阶段，表现为 “忙乱”。

2. USB 连接的作用

   • 供电：OpenMV 通常通过 USB 获取 5V 电源（部分型号支持外部电源）。
   • 数据通信：通过 USB 虚拟串口（VCP）与电脑交互，包括：
     • 上传 / 下载脚本到内存卡；
     • 实时传输摄像头图像到 IDE；
     • 发送控制指令（如运行 / 停止脚本）。
   • 固件烧录：Bootloader 模式下，USB 是固件传输的唯一通道。

3. 通信按钮（BOOT/USER 按钮）的作用

   • 进入 Bootloader 模式：如前所述，用于固件烧录。
   • 复位功能：短按按钮可复位开发板（相当于重启），强制终止当前运行的脚本，重新执行main.py（若存在）。
   • 紧急中断：当脚本陷入死循环或开发板 “忙乱” 时，短按复位按钮可恢复正常。

四、为什么会显示 “忙乱”？

“忙乱” 通常表现为：开发板 LED 闪烁异常（如快速乱闪）、IDE 无法连接、串口无响应、摄像头无图像输出等。核心原因是开发板资源被占用或状态异常，具体如下：

1. 内存卡问题（最常见）

   • 格式错误：OpenMV 仅支持FAT32 格式的内存卡，若为 NTFS 或 exFAT，会导致持续尝试读取而失败，表现为 “忙乱”。
   • 卡损坏 / 劣质卡：内存卡存在坏块或速度过慢，开发板读写时会陷入无限重试，占用 CPU 资源。
   • 脚本冲突：内存卡中的main.py包含死循环（如while True:中无延迟）、频繁 IO 操作（如每秒多次读写文件），导致开发板无法响应 USB 指令。

2. USB 连接不稳定

   • 线材问题：使用仅供电的 USB 线（无数据引脚），或线材接触不良，导致通信时断时续，IDE 显示 “连接超时” 或 “设备忙”。
   • 驱动问题：Windows 系统中，未正确安装 OpenMV 的 USB 虚拟串口驱动（可通过设备管理器查看，若显示 “未知设备” 需手动安装）。
   • 供电不足：若通过 USB Hub 连接，可能因供电不足导致开发板频繁复位，表现为状态不稳定。

3. 固件或脚本异常

   • 固件不匹配：烧录的固件与开发板型号不符（如用 OpenMV4 的固件烧录到 H7），会导致硬件驱动错误，系统崩溃。
   • 脚本错误：main.py中存在语法错误或硬件操作冲突（如同时占用摄像头和 I2C 总线），导致系统运行时异常，进入 “混乱状态”。

4. 硬件故障

   • 摄像头模块故障：若摄像头短路或接触不良，开发板初始化摄像头时会卡住，表现为 “忙乱”。
   • 主板电路问题：USB 接口、内存卡插槽损坏，导致物理连接异常。

解决 “忙乱” 的常用方法

1. 移除内存卡，重新连接开发板：若恢复正常，说明问题出在内存卡或main.py，可格式化内存卡（FAT32）或替换新卡。
2. 更换 USB 线和接口：用原装线直接连接电脑后置 USB 口（避免 Hub），排除供电和接触问题。
3. 复位或重新烧录固件：短按复位按钮，或进入 Bootloader 模式重新烧录匹配的固件。
4. 检查脚本：若使用内存卡，删除main.py或简化脚本（如添加time.sleep(1)避免死循环占用 CPU）。

总结：OpenMV 的 “忙乱” 本质是硬件交互（内存卡、USB）或软件逻辑（固件、脚本）的异常导致的状态冲突，通过排查内存卡、连接和固件，通常可解决问题。