HackerBox 0049: Ladění: 8 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Zdravím hackery HackerBox z celého světa! Pro HackerBox 0049 experimentujeme s laděním systémů digitálních mikrokontrolérů, konfigurujeme platformu Bluetooth LOLIN32 ESP-32 WiFi v Arduino IDE, používáme knihovnu animací FastLED s maticí 8x8 adresovatelných LED diod LED, zkoumáme techniky ladění kódu Serial Monitor, využíváme Modul FTDI 2232HL pro JTAG ladění systémů mikrokontrolérů a přípravu DIY logického analyzátoru pro použití v různých scénářích ladění hardwaru a testování.

Tento Instructable obsahuje informace pro začátek s HackerBox 0049, který lze zakoupit zde do vyprodání zásob. Pokud byste chtěli každý měsíc dostávat HackerBox přímo do své schránky, přihlaste se k odběru na HackerBoxes.com a připojte se k revoluci!

HackerBoxes je služba měsíčního předplatného pro nadšence elektroniky a výpočetní techniky - Hardware Hackers - The Dreamers of Dreams.

Krok 1: Seznam obsahu pro HackerBox 0049

• Modul Wemos LOLIN32 ESP-32
• Modul USB FTDI 2232HL
• Mini deska CY7C68013A
• Matice 8x8 RGB LED diod WS2812B
• Duhová sada sponek Mini Grabber
• Sada ženských a ženských dupontových propojek
• Exkluzivní HackerBox Thinking Cap
• Going Incognito Sticker
• Nálepka s lebkou SIMM

Některé další věci, které budou užitečné:

• Páječka, pájka a základní pájecí nástroje
• Počítač pro spouštění softwarových nástrojů

A co je nejdůležitější, budete potřebovat smysl pro dobrodružství, hackerského ducha, trpělivost a zvědavost. Vytváření a experimentování s elektronikou, i když je velmi přínosné, může být občas ošidné, náročné a dokonce frustrující. Cílem je pokrok, ne dokonalost. Když vytrváte a užíváte si dobrodružství, lze z tohoto koníčku odvodit velké uspokojení. Udělejte každý krok pomalu, pamatujte na detaily a nebojte se požádat o pomoc.

Ve FAQ HackerBoxes je k dispozici velké množství informací pro současné i potenciální členy. Téměř všechny e-maily netechnické podpory, které dostáváme, jsou zde již zodpovězeny, takže si velmi vážíme toho, že jste si přečetli FAQ několik minut.

Krok 2: Modul Wemos LOLIN32 ESP-32

Před připájením kolíků záhlaví na modul proveďte počáteční testy WiFi platformy Wemos LOLIN32 ESP-32 Module WiFi.

Nainstalujte Arduino IDE a balíček podpory ESP-32

V části nástroje> deska nezapomeňte vybrat „WeMos LOLIN32“

Vložte ukázkový kód do složky Soubory> Příklady> Základy> Mrkněte a naprogramujte jej do WeMos LOLIN32

Ukázkový program by měl způsobit, že modrá LED na modulu bliká. Experimentujte s úpravou parametrů zpoždění, aby LED blikala s různými vzory. Toto je vždy dobré cvičení k vybudování důvěry v programování nového modulu mikrokontroléru.

Jakmile budete s provozem modulu a s jeho programováním spokojeni, opatrně připájejte dvě řady kolíků záhlaví na místo a znovu vyzkoušejte zaváděcí programy.

Krok 3: Matice 64 RGB LED diod

Nainstalujte si FastLED Animation Library pro Arduino IDE.

Připojte matici LED podle obrázku.

Pamatujte, že LED „Data In“je připojena k pinu ESP32 Pin 13 (A14).

Při zapnutí více než několika LED diod najednou, zejména na plný jas, zvažte použití 5V zdroje s vyšším proudem místo 5V pinu na LOLIN32.

Naprogramujte demo skicu LEDmatrix, která bliká náhodný prvek náhodnou barvou po dobu čtyř sekund.

Krok 4: Jednoduché ladění sériového monitoru pro Arduino IDE

Jednou z nejjednodušších a nejrychlejších metod ladění skici Arduino je použití sériového monitoru k sledování výstupu z příkazů Serial.print během provádění kódu.

V ukázkové ukázce LEDmatrix odkomentujte řádek „//#define DEBUG 1“odstraněním dvou dopředných lomítek.

Tím se ve skice zapne ladění sériového monitoru. Otevřením sériového monitoru IDE na 9600 baudů se zobrazí ladicí výstup. Zkontrolujte kód a podívejte se, jak jsou tyto výstupy generovány.

Takové sériové výstupní příkazy lze použít k označení, když provádění vstupuje/vystupuje z určité funkce nebo oblasti kódu. Příkazy lze také vkládat (jak je znázorněno) do výstupních hodnot používaných v programu ke sledování toho, jak se mění v různých částech programu nebo v reakci na různé vstupy nebo jiné podmínky.

Krok 5: Pokročilé sériové ladění pro Arduino IDE

Knihovna SerialDebug vám umožňuje využívat pokročilejší ladění v Arduino IDE.

Tento výukový program Random Nerds ukazuje, jak ve vašich projektech používat knihovnu SerialDebug.

Krok 6: Ladění JTAG s modulem FT2232HL

FT2232H (datasheet a další) je 5. generací můstkového čipu mezi USB 2.0 Hi-Speed (480 Mb/s) a UART/FIFO. Má schopnost být konfigurován na řadu průmyslových standardních sériových nebo paralelních rozhraní. FT2232H má dva víceprotokolové synchronní sériové motory (MPSSE), které umožňují komunikaci pomocí JTAG, I2C a SPI na dvou kanálech současně.

JTAG (Joint Test Action Group) je průmyslovým standardem pro ověřování návrhů a testování desek s plošnými spoji. Přestože se rané aplikace JTAG zaměřovaly na testování na úrovni desky, JTAG se vyvinul tak, aby byl používán jako primární prostředek pro přístup k dílčím blokům integrovaných obvodů, což z něj činí zásadní mechanismus pro ladění vestavěných systémů, které nemusí mít žádný jiný komunikační kanál podporující ladění. „Adaptér JTAG“používá JTAG jako transportní mechanismus pro přístup k modulům ladění na čipu uvnitř cílového procesoru. Tyto moduly umožňují vývojářům ladit software integrovaného systému přímo na úrovni strojových instrukcí nebo z hlediska zdrojového kódu jazyka na vysoké úrovni.

JTAG Ladění ESP32 pomocí FT2232 a OpenOCD

In-Circuit Debugging the ESP32 using an FTDI 2232HL based JTAG adapter

OpenOCD Open Debugger na čipu

Podívejte se také na tuto skvělou příručku od společnosti Adafruit, která ukazuje, jak použít FT232H k připojení k senzorům I2C a SPI a výpadkům z jakéhokoli stolního počítače se systémem Windows, Mac OSX nebo Linux.

Krok 7: DIY logický analyzátor - mini deska CY7C68013A

Logický analyzátor je elektronický přístroj, který zachycuje a zobrazuje více signálů z digitálního systému nebo digitálního obvodu. Analyzátory přihlášení mohou být velmi užitečné pro ladění digitálního elektronického systému.

Projekt sigrok je přenosný, multiplatformní, open source software pro analýzu signálu, který podporuje různé typy zařízení včetně logických analyzátorů, osciloskopů atd.

Mini deska CY7C68013A je zkušební deska Cypress FX2LP. Desku lze použít jako 16kanálový logický analyzátor na bázi USB se vzorkovací frekvencí až 24 MHz. Firmware sigrok open-source fx2lafw založený na hardwaru velmi podobném Saleae Logic může podporovat provoz jako logický analyzátor.

Instruktivní ukázka převodu logického analyzátoru na Mini Boad

Pro propojení logických signálů z cílového systému s logickým analyzátorem je užitečné mít velmi malé spony. Samičku propojky Dupont s jedním odstraněným koncem lze připájet na mini-grabovací sponu. Příprava jejich sady může být užitečná v mnoha scénářích ladění hardwaru vyžadujících logický analyzátor.

Krok 8: Exkluzivní HackerBox Thinking Cap

Doufáme, že si tento měsíc užijete dobrodružství HackerBox v oblasti elektroniky a výpočetní techniky. Oslovte a podělte se o svůj úspěch v níže uvedených komentářích nebo na facebookové skupině HackerBoxes. Pamatujte také, že pokud máte dotaz nebo potřebujete pomoc, můžete kdykoli poslat e -mail na adresu [email protected].

Co bude dál? Připojte se k revoluci. Žijte HackLife. Nechte si každý měsíc doručit skvělou krabici hackerského vybavení přímo do vaší poštovní schránky. Procházejte stránky HackerBoxes.com a zaregistrujte se k odběru měsíčního předplatného HackerBox.