UIAPduino（CH32V003）をUSBだけでPythonから出力を見る方法

USBケーブル1本だけで、追加のハードウェアなしにPythonからUIAPduinoの出力を確認する方法です。

背景

UIAPduino（CH32V003）はUSB HIDデバイスとして動作するため、通常のSerial.print()によるUSBシリアル通信（CDC）が使えません。また、Arduino IDEのシリアルモニタも使えません。

そこで、rv003usbライブラリのdemo_terminalを使い、USB HID経由でPythonから出力を受け取る方法を紹介します。

必要なもの

UIAPduino Pro Micro CH32V003
USBケーブルのみ（追加ハード不要）
Windows + WSL2（Ubuntu 22.04）

手順

1. WSL側の準備


sudo apt update
sudo apt install -y gcc-riscv64-unknown-elf libnewlib-dev libudev-dev libusb-1.0-0-dev
pip install hidapi

2. rv003usbをクローン・ビルド


cd ~
git clone --recurse-submodules https://github.com/YuukiUmeta-UIAP/rv003usb.git
cd rv003usb/demo_terminal

demo_terminal.c の以下の行をコメントアウトします。この行があるとデバッガ接続待ちで止まってしまいます。


sed -i 's/while (!DidDebuggerAttach());/\/\/while (!DidDebuggerAttach());/' demo_terminal.c

ビルドしてWindowsにコピーします。


make
cp demo_terminal.bin /mnt/c/Users/ユーザー名/demo_terminal.bin

3. UIAPduinoに書き込み

ボタンを押しながらUSBを挿し、すぐにPowerShellで実行します。


& "C:\Users\ユーザー名\AppData\Local\Arduino15\packages\UIAP\tools\minichlink-2982dfd\1.0.0\minichlink.exe" -w "C:\Users\ユーザー名\demo_terminal.bin" flash -b

成功すると以下のように表示されます。


Found UIAPduino Pro Micro CH32V003 V1.4 Bootloader
Halting Boot Countdown
Interface Setup
Image written.
Booting

4. USBをWSLにアタッチ

書き込み後、UIAPduinoを一度抜いて普通に挿し直します（ボタンなし）。

管理者PowerShellで確認します。


usbipd list

1209:d003 のBUSIDを確認して：


usbipd bind --busid X-X
usbipd attach --wsl --busid X-X

WSL側で認識されているか確認します。


lsusb | grep 1209
# Bus 001 Device 005: ID 1209:d003 Generic RV003 Custom Device

5. Pythonで読む


import subprocess

proc = subprocess.Popen(
    ['../ch32v003fun/minichlink/minichlink', '-kT', '-c', '0x1209d003'],
    stdout=subprocess.PIPE,
    stderr=subprocess.DEVNULL,
    text=True
)

for line in proc.stdout:
    print(line, end='', flush=True)

実行すると以下のようにカウントアップが表示されます。


-1133[]
+1134
-1135[]
+1136
...

6. 自分のコードでprintfを使う

demo_terminal.c の while(1) の中を書き換えるだけです。


while(1) {
    printf("count: %lu\n", count++);
    Delay_Ms(1000);
}

変更したら以下の手順を繰り返します。

make でビルド
cp demo_terminal.bin /mnt/c/Users/ユーザー名/demo_terminal.bin でコピー
PowerShellでボタン押しながら書き込み
普通に挿し直してWSLにアタッチ
Pythonで受信

仕組み

rv003usbのdemo_terminalはCH32V003内蔵のDebug Module（DM）のDMDATA0/1レジスタを経由してprintfの出力をUSB HIDパケットとして送信します。minichlink -kTコマンドがそのHIDパケットを受け取ってターミナルに表示します。PythonはそのminichiinkをサブプロセスとしてSTDOUTを読み取ります。

注意点

UIAPduinoをWSLにアタッチするにはusbipdが必要です（管理者権限が必要）
書き込みのたびに「ボタン押しながら挿す→Windowsで書き込み→普通に挿し直す→WSLにアタッチ」の手順が必要です
demo_terminalはFlash 26.93%、RAM 4.88%と軽量です

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