HackerBox 0049: depuració: 8 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Salutacions als hackers de HackerBox de tot el món! Per a HackerBox 0049, estem experimentant amb la depuració de sistemes de microcontroladors digitals, configurant la plataforma Bluetooth WiFi LOLIN32 ESP-32 dins de l’IDE Arduino, aplicant la biblioteca d’animació FastLED amb una matriu de 8x8 de LED RGB adreçables, explorant tècniques de depuració de codi del monitor serial, aprofitant un Mòdul FTDI 2232HL per a la depuració JTAG de sistemes de microcontroladors i per a la preparació d’un DIY Logic Analyzer per al seu ús en diversos escenaris de depuració i prova de maquinari.

Aquest manual instructiu conté informació per començar a utilitzar HackerBox 0049, que es pot comprar aquí fins que esgotin els subministraments. Si voleu rebre un HackerBox com aquest a la vostra bústia de correu cada mes, subscriviu-vos a HackerBoxes.com i uniu-vos a la revolució.

HackerBoxes és el servei de caixa de subscripció mensual per als entusiastes de l'electrònica i la tecnologia informàtica - Hardware Hackers - The Dreamers of Dreams.

Pas 1: Llista de contingut per a HackerBox 0049

• Mòdul Wemos LOLIN32 ESP-32
• Mòdul USB FTDI 2232HL
• Mini placa CY7C68013A
• Matriu 8x8 de LEDs RGB WS2812B
• Conjunt Rainbow de Mini Clips Grabber
• Conjunt de Jumpers Dupont Dona-Dona
• Gorra de pensament exclusiva per a HackerBox
• Adhesiu d'incògnit
• Adhesiu Skull SIMM

Algunes altres coses que us seran útils:

• Soldador, soldador i eines bàsiques de soldadura
• Ordinador per executar eines de programari

El més important és que necessiteu un sentiment d’aventura, esperit de pirata informàtic, paciència i curiositat. Construir i experimentar amb electrònica, tot i que és molt gratificant, pot ser complicat, desafiant i fins i tot frustrant de vegades. L’objectiu és el progrés, no la perfecció. Quan persisteix i gaudeix de l'aventura, d'aquesta afició es pot obtenir una gran satisfacció. Feu cada pas lentament, tingueu en compte els detalls i no tingueu por de demanar ajuda.

A les preguntes freqüents sobre HackerBoxes hi ha una gran quantitat d’informació per a membres actuals i potencials. Gairebé tots els correus electrònics d’assistència no tècnica que rebem ja s’hi responen, així que agraïm molt que dediqueu uns minuts a llegir les PMF.

Pas 2: mòdul Wemos LOLIN32 ESP-32

Feu les proves inicials de la plataforma Bluetooth WiFi del mòdul Wemos LOLIN32 ESP-32 abans de soldar els pins de capçalera al mòdul.

Instal·leu l'IDE Arduino i el paquet de suport ESP-32

A eines> tauler, assegureu-vos de seleccionar el "WeMos LOLIN32"

Carregueu el codi d'exemple a Fitxers> Exemples> Conceptes bàsics> Parpellejar i programeu-lo al WeMos LOLIN32

L'exemple de programa hauria de fer parpellejar el LED blau del mòdul. Experimenteu amb la modificació dels paràmetres de retard per fer parpellejar el LED amb diferents patrons. Aquest sempre és un bon exercici per augmentar la confiança en la programació d’un nou mòdul de microcontrolador.

Un cop us sentiu còmode amb el funcionament del mòdul i com es programa, soldeu amb cura les dues files de pins de capçalera i proveu de nou els programes de càrrega.

Pas 3: Matriu de 64 LED RGB

Instal·leu la biblioteca d'animació FastLED per a l'IDE Arduino.

Connecteu la matriu LED tal com es mostra.

Tingueu en compte que el LED "Data In" està connectat a l'SP32 Pin 13 (A14).

Quan enceneu més d’un grapat de LED alhora, sobretot a la màxima brillantor, penseu en utilitzar un subministrament de 5 V de corrent superior en lloc del pin de 5 V del LOLIN32.

Programa l'esbós de demostració LEDmatrix que parpelleja un element aleatori amb un color aleatori durant quatre segons cadascun.

Pas 4: depuració simple del monitor sèrie per a IDE Arduino

Un dels mètodes més senzills i ràpids per depurar un esbós Arduino és utilitzar el monitor sèrie per observar la sortida de les sentències Serial.print durant l'execució del codi.

A l'esbós de demostració LEDmatrix, descomenteu la línia "// # define DEBUG 1" traient les dues barres inclinades cap endavant.

Això activarà la depuració del monitor sèrie a l'esbós. En obrir el monitor sèrie IDE a 9600 baud, es mostrarà la sortida de depuració. Reviseu el codi per veure com es generen aquests resultats.

Aquestes declaracions de sortida en sèrie es poden utilitzar per marcar quan l'execució entra / surt d'una determinada funció o àrea de codi. També es poden inserir sentències (tal com es mostra) als valors de sortida utilitzats al programa per controlar com canvien en diferents parts d'un programa o en resposta a diverses entrades o altres condicions.

Pas 5: depuració sèrie avançada per a Arduino IDE

La biblioteca SerialDebug us permet aprofitar la depuració més avançada a l'IDE Arduino.

Aquest tutorial de Random Nerds mostra com utilitzar la biblioteca SerialDebug als vostres projectes.

Pas 6: depuració de JTAG amb el mòdul FT2232HL

El FT2232H (full de dades i més) és un xip pont de 5a generació entre USB 2.0 d'alta velocitat (480 Mb / s) i UART / FIFO. Té la capacitat de configurar-se per a diverses interfícies sèrie o paral·leles estàndard de la indústria. El FT2232H té dos motors sèrie síncrons de múltiples protocols (MPSSE) que permeten la comunicació mitjançant JTAG, I2C i SPI a dos canals simultàniament.

JTAG (Joint Test Action Group) és un estàndard de la indústria per verificar dissenys i provar plaques de circuits impresos. Tot i que les primeres aplicacions de JTAG van dirigir-se a les proves de nivell de placa, JTAG ha evolucionat fins a utilitzar-se com a mitjà principal d’accés a subblocs de circuits integrats, cosa que el converteix en un mecanisme essencial per a la depuració de sistemes incrustats que poden no tenir cap altre canal de comunicacions capaç de depurar. Un "adaptador JTAG" utilitza JTAG com a mecanisme de transport per accedir als mòduls de depuració del xip dins de la CPU de destinació. Aquests mòduls permeten als desenvolupadors depurar el programari d'un sistema incrustat directament a nivell d'instrucció de la màquina o en termes de codi font d'idioma d'alt nivell.

JTAG Depuració de l'ESP32 amb FT2232 i OpenOCD

Depuració en circuit de l'ESP32 mitjançant un adaptador JTAG basat en FTDI 2232HL

OpenOCD, el depurador obert al xip

Consulteu també aquesta fantàstica guia d’Adafruit que demostra com utilitzar un FT232H per connectar-vos a sensors I2C i SPI i des de qualsevol PC d’escriptori amb Windows, Mac OSX o Linux.

Pas 7: Analitzador de lògica de bricolatge: mini placa CY7C68013A

Un analitzador lògic és un instrument electrònic que capta i mostra múltiples senyals d’un sistema digital o circuit digital. Els analitzadors d'inici de sessió poden ser molt útils per depurar sistemes electrònics digitals.

El projecte sigrok és un paquet de programari d’anàlisi de senyal de codi obert portàtil, multiplataforma que admet diversos tipus de dispositius, inclosos analitzadors lògics, oscil·loscopis, etc.

La mini placa CY7C68013A és una placa d’avaluació Cypress FX2LP. La placa es pot utilitzar com a analitzador lògic de 16 canals basat en USB amb una freqüència de mostreig de fins a 24 MHz. Basat en un maquinari bastant similar al Saleae Logic, el firmware de codi obert sigrok fx2lafw pot admetre el funcionament com a analitzador lògic.

Conversió de l'analitzador lògic demostrable i instructiu del Mini Boad

Per a la interfície de senyals lògics d’un sistema objectiu amb l’analitzador lògic, és útil tenir cables de clip molt petits. Un jumper Dupont femella amb un extrem retirat es pot soldar en un clip de mini-agafador. Preparar un conjunt d’aquests pot ser útil en molts escenaris de depuració de maquinari que requereixen un analitzador lògic.

Pas 8: tap exclusiu de pensament HackerBox

Esperem que gaudiu d’aquest mes de l’aventura HackerBox en electrònica i tecnologia informàtica. Arribeu i compartiu el vostre èxit als comentaris següents o al grup de Facebook HackerBoxes. Recordeu també que podeu enviar un correu electrònic a [email protected] en qualsevol moment si teniu alguna pregunta o necessiteu ajuda.

Que segueix? Uneix-te a la revolució. Viu el HackLife. Obteniu una caixa d’equips piratejables que es lliuri directament a la vostra bústia de correu cada mes. Navegueu a HackerBoxes.com i inscriviu-vos a la vostra subscripció mensual a HackerBox.