Bus Pirate 3EEPROM Explorer Board: 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:25

Pokud máte jednoho z Hack a Day's Bus Pirates, co s tím uděláte? Zjistěte více o 1-vodičových, I2C a SPI EEPROM s deskou průzkumníka 3EEPROM (říkáme tomu THR-EE-PROM). EEPROM je typ paměťového čipu, který ukládá data bez nepřetržitého napájení. Je to užitečné pro trvalé ukládání dat v malých obvodech záznamníku nebo pro ukládání vlastních stránek na mini webový server. EEPROM se dodává v mnoha velikostech a protokolech. 3EEPROM má tři běžné čipy EEPROM: DS2431 (1-Wire), 24AA- (I2C) a 25AA- (SPI). Všechny tři byly dříve ukázány na Hack a Day, ale každé demo používá jinou verzi hardwaru a firmwaru Bus Pirate, což je pro začátečníka obtížné sledovat pomocí Bus Pirate v2go. Pokračujte ve čtení aktualizovaného průvodce krok za krokem k používání DS2431, 24AA- a 25AA- EEPROM s Bus Pirate v2go. Máme také úplné protokoly relací jako textové soubory, takže vám neunikne jediný detail. V Seeed Studio můžeme vyrobit desky plošných spojů nebo sady 3EEPROM explorer. Desky plošných spojů stojí přibližně 10 $, soupravy přibližně 15 $, dodávané po celém světě. Abychom mohli začít, musíme zorganizovat skupinový nákup 10 PCB nebo 20 sad. Pokud vás zajímá Bus Pirate, přichází verze 3. Nemohl jsem do Instructable zahrnout některé formátovací prvky a tabulky HTML, původní příspěvek si můžete prohlédnout na blogu Dangerous Prototypes.

Krok 1: 3 Přehled hardwaru EEPROM

Cílem tohoto prototypu je seznámit se s EEPROM a třemi běžnými protokoly sběrnice. Nejprve se podíváme na 3EEPROM PCB a poté předvedeme každou EEPROM pomocí nástroje univerzálního sériového rozhraní Bus Pirate. Pokud nemáte Bus Pirate, můžete pokračovat, protože základní pořadí operací rozhraní zůstává stejné bez ohledu na to, jak je implementujete. CircuitFull schematický formát [PNG]. Obvod a desku plošných spojů jsme vyrobili pomocí freewarové verze Cadsoft Eagle. Schéma a desku plošných spojů si můžete stáhnout z archivu Bus Pirate SVN. Deska 3EEPROM obsahuje DS2431 1-Wire EEPROM (IC1), 24AA-I2C EEPROM (IC4) a 25AA-SPI EEPROM (IC5). DS2431 (IC1) čerpá energii paraziticky ze sběrnice 1-Wire, nemá externí napájecí kolík a nevyžaduje odpojovací kondenzátor. IC2 a IC3 jsou prázdná místa pro další 1-Wire zařízení, jako je další teplotní senzor DS2431 nebo DS1822. C1 (0,01 uF) je volitelný a je potřeba pouze v případě, že jsou IC2 nebo IC3 osazeny napájeným 1-Wire zařízením. 1-Wire vyžaduje silný pull-up odpor, maximálně 2,2 K ohmů. Vestavné odpory Bus Pirate jsou 10K, příliš slabé na správné napájení DS2431 během zápisu. Průzkumná deska 3EEPROM obsahuje 1,8k ohmový, 1/8 wattový pull-up odpor (R1) na 1-Wire sběrnici, takže není potřeba žádný další pull-up rezistor. 24AA- (IC4) a 25AA- (IC5) každý dostane kondenzátor 0,1 uF, který je odpojí od napájení (C2, C3). V tak jednoduchém obvodu kondenzátory pravděpodobně nepotřebujete, v ukázce jsme je z prototypové desky vynechali. Sběrnice I2C používaná 24AA- také vyžaduje pull-up odpory, ale postačující 10k ohmové pull-up odpory Bus Pirate. Všechny komponenty budou pracovat od 2,8 voltů do 5 voltů DC. Obvod je napájen piny VCC a GND propojky 3. K dispozici jsou dva piny VCC, jeden je pro napájení, druhý je pro vstupní pin napěťového rezistoru Bus Pirate (Vpullup). PCB Obvod a desku plošných spojů jsme vyrobili pomocí freeware verze Cadsoft Eagle. Schéma a desku plošných spojů si můžete stáhnout z archivu Bus Pirate SVN. Pokud byste chtěli profesionálně připravenou sadu PCB nebo 3EEPROM, můžeme v případě zájmu 10 nebo 20 lidí zajistit skupinový nákup. Seznam dílů R1 1800 ohmový rezistor (1/8 watt) C2, 3 0,1 uF kondenzátor/10 voltů+JP1-4 0,1 "zástrčka s kolíkovým konektorem IC1 DS2431 1K 1vodičová EEPROM TO-92IC4 ** 24AA014-I/P I2C EEPROM DIP8IC5 ** 25AA010A-I/P SPI EEPROM DIP8ICS4, 5 8pinový konektor DIP pro IC5, 6 ** IC4, IC5 může mít libovolnou velikost, propojili jsme malé čipy, použili jsme 128bajtů a 128 kB. Nemohl jsem zahrnout některé formátovací a HTML tabulky v Instructable můžete vidět původní příspěvek na blogu Dangerous Prototypes.

Krok 2: 25AA- / 25LC- SPI EEPROM

UkázkyVšechny ukázky paměti EEPROM vypadají téměř stejně. Zapíšeme na čip několik čísel a poté je přečteme. Každé zařízení má podmínky, které platí, jakmile chcete zapsat více než několik hodnot, například velikost stránky a omezení okrajů. Přečtěte si o nich více v datovém listu pro vaše konkrétní zařízení. Pokud vám ukázka nefunguje, stáhněte si kompletní protokol terminálu, aby vám neunikla jediná věc, kterou jsme udělali. Pull-up rezistory jsou nejčastějším problémem, zkontrolujte napětí výsuvného pinu pomocí nabídky 'v' v terminálu Bus Pirate. Čip: 25AA, SPI EEPROM (1 kB). Bus: SPI. Pull-up rezistory jsou vyžadovány pouze pro rozhraní se smíšeným napětím. Požadavky na napájení: 1,8 voltů až 5,5 voltů (AA), 2,5 voltů až 5,5 voltů (LC). Reference: datový list, demonstrace Hack a Day. Kompletní protokol relace Bus Pirate pro tuto demonstraci. Nelze zahrnout nějaké formátování a tabulky HTML do Instructable, originál můžete vidět na blogu Dangerous Prototypes. IC5 je 25AA-série I2C EEPROM od Microchip, tyto EEPROM se dodávají v mnoha velikostech. Části AA běží od 1,8 voltů do 5,5 voltů, zatímco části 25LC- mají minimální požadavek 2,5 voltů. C3 (0,1 uF) odděluje SPI EEPROM od napájecího zdroje. Piny pro ochranu proti zápisu (WP) a přidržení mohly být ovládány mikrokontrolérem, ale deaktivovali jsme je tím, že tyto kolíky přidržíme vysoko. Piny sběrnice SPI, CS, DO, CLK a DI, jsou přeneseny do záhlaví JP4. Nastavení Pokud používáte Bus Pirate, připojte jej k 3EEPROM nebo 25AA-IC podle obrázku níže. SPI obvykle nevyžaduje pull-up rezistory. Rozhraní V terminálu Bus Pirate stiskněte 'm' pro nabídku režimu a vyberte SPI. Konfigurujte knihovnu SPI pro normální výstup pinů, pro všechna ostatní nastavení režimu SPI použijte výchozí hodnoty. Na výzvu režimu SPI povolte napájecí zdroje (velké 'W'). Nakonec získejte zprávu o napětí, abyste se ujistili, že napájecí zdroje fungují ('v'). Ukážeme si, jak propojit EEPROM přímo na 3,3 voltů pomocí knihovny SPI v normálním režimu pin. Pull-up rezistory nejsou pro toto demo nutné. Pokud chcete propojit EEPROM napájenou 5volty, použijte knihovnu SPI v režimu pinů s otevřeným kolektorem (HiZ) a povolte výsuvné odpory pomocí kolíku Vpullup (Vpu) připojeného k napájení EEPROM. Krok 1, vypněte ochranu proti zápisu 'SPI> [0b110] CS ENABLED <<< výběr čipu povolen WRITE: 0x06 <<< deaktivujte příkaz ochrany proti zápisuCS ZAKÁZÁNO <<25AA- je při zapnutí chráněn proti zápisu. Snižte výběr čipu (CS) ([), odešlete příkaz pro zakázání ochrany proti zápisu (0x06) a poté zvyšte CS (]) pro povolení zápisů do EEPROM. Příkaz zakázat ochranu proti zápisu je binárně 0b00000110, ale můžeme jej zkrátit na 0b110 a Bus Pirate stále rozumí. Krok 2, zapište některé hodnoty 'SPI> [0b10 0 3 2 1] CS POVOLENO <<< výběr čipu povolen WRITE: 0x02 <<< příkaz k zápisu WRITE: 0x00 <<< zapište počáteční adresu WRITE: 0x03 <<< 3 hodnoty pro zápis (3, 2, 1) ZÁPIS: 0x02PIS: 0x01CS ZAKÁZÁN <<Nyní je EEPROM zapisovatelná. Nejprve snižte CS pro aktivaci 25AA- ([). Dále odešlete příkaz write (0x02) a umístění, kde chcete začít psát (0). Odešlete data do úložiště (3 2 1), poté zvyšte CS (]) a hodnoty uložte. Poznámka: použili jsme malou 128bytovou EEPROM, větší čipy použijí 16bitovou (2bajtovou) adresu. Tento příkaz by byl [0b10 0 '' '0' '3 2 1] pro EEPROM větší než 256 bajtů, všimněte si druhého 0. Pro jistotu si zkontrolujte datový list své EEPROM. Krok 3, čtení hodnot zpět SPI> [0b11 0 r: 3] CS POVOLENO <<< výběr čipu povolen WRITE: 0x03 <<< příkaz pro čteníWRITE: 0x00 <<< číst počáteční adresu HROMADNÉ ČTENÍ 0x03 BYTY: <<< číst 3 hodnoty0x03 0x02 0x01CS VYPNUTO <<Nakonec si přečtěte data a ověřte, že zápis byl úspěšný. Vyberte 25AA- ([), odešlete příkaz pro čtení (0x03) a počáteční adresu (0) a poté načtěte tři hodnoty (r: 3). Zvedněte CS a dokončete transakci (]). Hodnoty se shodují, zápis byl úspěšný. Poznámka: použili jsme malou 128bytovou EEPROM, větší čipy použijí 16bitovou (2bajtovou) adresu. Tento příkaz by byl [0b11 0 '' 0 '' r: 3] pro EEPROM větší než 256 bajtů, všimněte si druhého 0. Pro jistotu si zkontrolujte datový list své EEPROM.

Krok 3: 24AA- / 24LC I2C EEPROM

Čip: 24AA, I2C EEPROM (1Kbyte). Bus: I2C, pull-up rezistory required. Požadavky na napájení: 1,8 voltů až 5,5 voltů (24AA), 2,5 voltů až 5,5 voltů (24LC). Reference: datový list, ukázka Hack a Day. Kompletní protokol relace Bus Pirate pro tuto ukázku. Nemohl jsem zahrnout některé formátovací a HTML tabulky do Instructable, originál můžete vidět na blogu Dangerous Prototypes. IC4 je 24AA-série I2C EEPROM od Microchip, tyto EEPROM se dodávají v tun velikostí. Části AA pracují od 1,8 voltů do 5,5 voltů, zatímco části 24LC- mají minimální požadavek 2,5 voltů. Kondenzátor 0,1 C (C2) odděluje IC4 od napájecího zdroje. Pin pro ochranu proti zápisu (WP) lze ovládat z mikrokontroléru, ale pro tuto jednoduchou ukázku jej deaktivujeme připojením k zemi. Piny sběrnice I2C, SDA a SCL, jsou vyvedeny do záhlaví JP2. Adresa většiny 24AA EEPROM je 1010AAAS, přičemž poslední čtyři bity jsou určeny adresními piny (A0, A1, A2) a bitem výběru režimu čtení/zápisu (S). Všechny adresové bity jsou v tomto příkladu uzemněny, takže zapisovací adresa EEPROM je 10100000 (strana 6 s datovým listem). Nastavení Pokud používáte sběrnici Pirate, připojte ji k 3EEPROM nebo 24AA-IC podle obrázku níže. I2C je obousměrná sběrnice, která vyžaduje na obou pinech výsuvné odpory. Integrované výsuvné odpory Bus Pirate můžete použít tak, že připojíte pin Vpullup (Vpu) k 3,3voltovému napájecímu zdroji a povolíte je v terminálu. Rozhraní Poznámka: Ne všechny I2C EEPROM fungují stejně. Například drobný 24AA01 má úplně jiný systém adresování a příkazů. Nezapomeňte zkontrolovat datový list svého čipu. Na terminálu Bus Pirate stiskněte 'm' a v nabídce režimu vyberte I2C. Na výzvu I2C povolte napájecí zdroje (velké 'W') a výsuvné odpory ('p', volba 2). Získejte zprávu o napětí ('v'), abyste se ujistili, že jsou zapnuty napájecí zdroje a kolík Vpullup je připojen k napětí. I2C> (0) <<(1) <<< použít makro pro vyhledávání adresJiž víme, že adresa I2C je 10100000, ale můžeme také použít vyhledávací makro I2C Bus Pirate (1) k vyhledání 24AA-. Vyhledávací makro našlo zařízení na očekávané adrese pro zápis (0xA0) a čtení (0xA1). Krok 1, zapište některé hodnoty I2C> [0b10100000 0 0 3 2 1] I2C START CONDITION <<< I2C start conditionWRITE: 0xA0 GOT ACK: YES <<< 24AA- write addressWRITE: 0x00 GOT ACK: YES <<< write address byte 1WRITE: 0x00 GOT ACK: YES <<< zápis adresy byte 2WRITE: 0x03 GOT ACK: YES <<< 3 hodnoty pro zápis (3, 2, 1) WRITE: 0x02 GOT ACK: YESWRITE: 0x01 GOT ACK: YESI2C STOP STAV < <Začněte zápis s počáteční podmínkou I2C ([), následovanou adresou pro zápis 24AA- (0xa0). Dále odešlete 16bitovou adresu pro zápis na (0 0) a data pro zápis (3 2 1). Ukončete transakci I2C s podmínkou zastavení (]). Krok 2, umístěte ukazatel čtení I2C> [0b10100000 0 0] I2C SPUŠTĚCÍ PODMÍNKA <<< I2C počáteční podmínka WRITE: 0xA0 GOT ACK: YES <<< 24AA- write addressWRITE: 0x00 GOT ACK: YES <<< write address byte 1WRITE: 0x00 GOT ACK: ANO <<< zápis adresy byte 2I2C STOP STAV <<Čtení z 24AA- vyžaduje dvě operace. Jeden umístí ukazatel pro čtení/zápis, druhý vrátí hodnoty. Začněte s počáteční podmínkou I2C ([) a adresou pro zápis (0xa0). Odešlete 16bitovou adresu ke čtení (0 0) a poté podmínku zastavení (]). Tentokrát jsme neposlali žádná data k zápisu, jen jsme umístili ukazatel čtení/zápisu zpět na začátek dat, která jsme napsali v kroku 1. Krok 3, přečtěte si některé hodnoty I2C> [0b10100001 r: 3] I2C START CONDITION <<< I2C start conditionWRITE: 0xA1 GOT ACK: YES <<< 24AA- read addressBULK READ 0x03 BYTES: <<< read 3 values0x03 0x02 0x01I2C STOP CONDITION <<Krok 2 nastavte ukazatel čtení/zápisu na začátek dat, která chceme číst. Nyní můžeme data přečíst pomocí adresy pro čtení 24AA. Začněte s počáteční podmínkou I2C ([) a adresou pro čtení 24AA (0xa1). Přečtěte si tři hodnoty, které jsme napsali v kroku 1 (r: 3), a ukončete podmínkou zastavení (]). Pokud se hodnoty shodují, pak byl váš zápis úspěšný.

Krok 4: DS2431 1-Wire EEPROM

Čip: DS2431, 1vodičová EEPROM (1 kB) Pro tuto ukázku jsem nemohl zahrnout některé formátovací a HTML tabulky do Instructable, originál můžete vidět na blogu Dangerous Prototypes. DS2431 čerpá energii z výsuvného odporu a nepotřebuje externí napájecí ani odpojovací kondenzátor. 1-Wire potřebuje silný pull-up rezistor, maximálně 2,2Kohms. Vestavné odpory Bus Pirate jsou 10K, příliš slabé na správné napájení DS2431 během zápisu. Mezi napájením a pinem sběrnice 1-Wire musíte použít externí odpor 2,2Kohm nebo menší. Pokud máte potíže se zápisem dat, ujistěte se, že je váš pull-up rezistor dostatečně velký. Deska průzkumníka 3EEPROM obsahuje 1 ohmový odpor (R1) na sběrnici 1-Wire, takže není potřeba žádný externí odpor. Nastavení Pokud používáte Bus Pirate, připojte jej k desce 3EEPROM nebo DS2431, jak ukazuje obrázek níže. DS2431 nevyžaduje napájecí kolík, používá se na desce 3EEPROM k napájení velkého výsuvného odporu pro 1vodičovou sběrnici. Rozhraní Stiskněte na terminálu Bus Pirate 'm' a vyberte režim 1-Wire. Zapněte palubní napájecí zdroje (velké 'W') a zkontrolujte monitor napětí (v). Krok 1, najděte adresu zařízení 1-WIRE> (0xf0) <<< 1-Wire vyhledávací makro 1WIRE ROM PŘÍKAZ: SEARCH (0xF0) Nalezené zařízení na: Makro 1WIRE adresa1,0x2D 0x54 0xD2 0xEF 0x00 0x00 0x00 0x2B <<< DS2431 jedinečné ID*DS2431 1K EEPROM <<Každé zařízení 1-Wire má jedinečné 8bajtové ID. 1-Wire má postup vyhledávání, který detekuje ID všech připojených zařízení. Bus Pirate implementuje vyhledávání 1-Wire jako makro (240). Chcete-li spustit vyhledávání 1-Wire, zadejte do terminálu Bus Pirate '(240)'. Adresa každého zařízení je vytištěna, jsou identifikována známá zařízení. Prvních deset adres zařízení 1-Wire je uloženo jako makra, v tomto případě je naše adresa DS2431 k dispozici zadáním '(1)' do terminálu. Krok 2, napište 8 bytů na stírací lištu 1-WIRE> (0x55) (1) 0x0f 0 0 8 7 6 5 4 3 2 11 RESET BUSOVÉHO AUTOMATU OK <<< také {příkaz 1 WIRE WRITE ROM PŘÍKAZ: MATCH (0x55) * následujte 64bitovou adresou1WIRE ADDRESS MACRO 1: 0x2D 0x54 0xD2 0xEF 0x00 0x00 0x00 0x2B 'WRITE: 0x0F <<< DS2431 write scratch pad command WRITE: 0x00 <<< DS2431 write address byte 1 WRITE: 0x00 <<< DS2431 write byte: 0x08 <<Dále zapíšeme 8 bajtů do dočasného umístění v DS2431, kterému se říká scratch pad. Zahajte transakci resetováním sběrnice 1-Wire a příkazem MATCH (0x55). Oba jsou k dispozici jako makro '(0x55)'. To lze také provést bez makra zadáním '{0x55', {odešle 1-Wire reset, 0x55 je 1-Wire MATCH příkaz. Po příkazu MATCH odešlete 8 bajtové ID zařízení na adresu. Použili jsme makro (1), které bylo naplněno ID DS2431 v kroku 1. 8bajtové ID můžete také zadat ručně. V tomto okamžiku měl DS2431 obdržet svoji adresu a být připraven na příkazy. 0x0f je příkaz zápisníku, říká DS2431, aby očekával data. Další dva bajty řeknou, kam data umístit, uložíme je na začátek (0 0). Nakonec pošleme 8 bajtů hodnot k uložení, čísla 8 až 1. Do DS2431 musíte napsat celých 8 bajtů. Adresa pro zápis musí být navíc na hranici 8 bajtů. Úplný přehled omezení zápisu najdete v datovém listu. Krok 3, ověřte zápisník a získejte autorizační kód 1-WIRE> (0x55) (1) 0xaa r: 3 r: 8 r: 2 r: 21WIRE BUS RESET OK <<< address the device1WIRE WRITE ROM COMMAND: MATCH (0x55) *sledujte s 64bitovou adresou1 0x07 0x06 0x05 0x04 0x03 0x02 0x01BULK READ 0x02 BYTES: <<< CRC pro data0xC8 0x86BULK READ 0x02 BYTES: <<Ověřte, zda byla data přijata správně, a získejte autorizační kód pro zápis. Začněte znovu makrem příkazu 1-Wire reset a MATCH (0x55) a makrem adresy zařízení (1). Tentokrát odešlete příkaz DS2431 pro čtení stíracího bloku (0xAA) a poté načtěte celkem 15 bytů. První načtené 3 bajty (r: 3) jsou autorizační kód pro zápis, budeme jej potřebovat v dalším kroku ke kopírování stírací podložka do EEPROM. Dalších 8 bajtů (r: 8) by mělo odpovídat datům, která jsme odeslali v kroku 2. Poslední 2 bajty (r: 2) jsou CRC16 pro data. Přečte po CRC vrátit všechny 1 s. Krok 4, napište zápisník na EEPROM 1-WIRE> (0x55) (1) 0x55 0x00 0x00 0x071WIRE BUS RESET OK <<< adresa zařízení1WIRE WRITE ROM PŘÍKAZ: MATCH (0x55) *pokračujte 64bitovou adresou1WIRE ADDRESS MACRO 1: 0x2D 0x4 EEPROM. Adresujte zařízení, poté odešlete příkaz DS2431 copy scratch pad (0x55) následovaný tříbajtovým autorizačním kódem, který jsme získali v kroku 3 (0x00 0x00 0x07). Pokud je autorizační kód správný, data se přesunou do EEPROM. Krok 5, ověřte zápis zápisníku 1-WIRE> (0x55) (1) 0xaa r: 31WIRE BUS RESET OK <<< adresa zařízení1WIRE WRITE ROM PŘÍKAZ: MATCH (0x55) *pokračujte 64bitovou adresou1WIRE ADDRESS MACRO 1: 0x2D 0x54 0xD2 0xEF 0x00 0x00 0x00 0x2BWRITE: 0xAA <<< čtení příkazu stíracího losu HROMADNÉ ČTENÍ 0x03 BYTY: 0x00 0x00 0x87 <<DS2431 nastavuje nejvyšší bit bitů autorizačního kódu pro zápis po úspěšném příkazu kopírování zápisníku. Chcete -li získat aktualizovaný autorizační kód, odešlete další příkaz pro přečtení zápisníku (0xAA), ale stačí přečíst první tři bajty (r: 3). Předchozí hodnota 0x07 se změnila na 0x87, příkaz kopírování byl úspěšně přijat. Krok 6, přečtěte si hodnoty 1-WIRE> (0x55) (1) 0xf0 0x00 0x00 r: 8 r: 81WIRE BUS RESET OK <<< address the device1WIRE WRITE ROM COMMAND: MATCH (0x55) *follow with 64bit address1WIRE ADDRESS MACRO 1: 0x2D 0x4 0x08 BYTES: <<Ověřením správného zápisu načtením hodnot. Adresujte DS2431, poté odešlete příkaz ke čtení (0xf0) a adresu, ze které chcete číst (0x00 0x00). Je možné přečíst celý rozsah paměti jediným příkazem. Přečteme osm bajtů, které jsme napsali dříve (r: 8), což vrátilo očekávané hodnoty. Osm bajtů za těmito hodnotami nebylo zapsáno a vrací 0.

Krok 5: Závěr

Tento prototyp učí o paměti EEPROM a ukazuje, jak používat Bus Pirate se třemi běžnými protokoly: 1-Wire, I2C a SPI. Průzkumná deska 3EEPROM zajišťuje správné připojení ke každé EEPROM a poskytuje externí pull-up odpor pro náročnější sběrnice 1-Wire s parazitně napájenými komponentami. V Seeed Studio můžeme nechat vyrobit desky plošných spojů 3EEPROM nebo sady. Desky plošných spojů stojí přibližně 10 $, soupravy přibližně 15 $, dodávané po celém světě. Abychom mohli začít, musíme zorganizovat skupinový nákup 10 PCB nebo 20 sad.