HackerBox 0049: Debug: 8 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Saluti agli hacker HackerBox di tutto il mondo! Per HackerBox 0049, stiamo sperimentando il debug di sistemi di microcontrollori digitali, configurando la piattaforma Bluetooth WiFi LOLIN32 ESP-32 all'interno dell'IDE Arduino, applicando la libreria di animazione FastLED con una matrice 8x8 di LED RGB indirizzabili, esplorando le tecniche di debug del codice del monitor seriale, sfruttando un Modulo FTDI 2232HL per il debug JTAG di sistemi di microcontrollori e la preparazione di un analizzatore logico fai-da-te da utilizzare in vari scenari di test e debug hardware.

Questo Instructable contiene informazioni per iniziare con HackerBox 0049, che può essere acquistato qui fino ad esaurimento scorte. Se desideri ricevere un HackerBox come questo direttamente nella tua casella di posta ogni mese, iscriviti a HackerBoxes.com e unisciti alla rivoluzione!

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Passaggio 1: elenco dei contenuti per HackerBox 0049

• Modulo Wemos LOLIN32 ESP-32
• Modulo USB FTDI 2232HL
• Minischeda CY7C68013A
• Matrice 8x8 di LED RGB WS2812B
• Set Arcobaleno di Mini Clip Grabber
• Set di maglioni Dupont femmina-femmina
• Esclusivo cappello pensante HackerBox
• Adesivo per la navigazione in incognito
• Adesivo SIMM teschio

Alcune altre cose che saranno utili:

• Saldatore, saldatore e strumenti di saldatura di base
• Computer per l'esecuzione di strumenti software

Soprattutto, avrai bisogno di un senso di avventura, spirito hacker, pazienza e curiosità. Costruire e sperimentare con l'elettronica, sebbene molto gratificante, può essere complicato, impegnativo e persino frustrante a volte. L'obiettivo è il progresso, non la perfezione. Quando persisti e ti godi l'avventura, una grande soddisfazione può derivare da questo hobby. Fai ogni passo lentamente, presta attenzione ai dettagli e non aver paura di chiedere aiuto.

C'è una grande quantità di informazioni per i membri attuali e potenziali nelle FAQ di HackerBox. Quasi tutte le e-mail di supporto non tecnico che riceviamo hanno già una risposta lì, quindi apprezziamo davvero che tu abbia dedicato qualche minuto alla lettura delle FAQ.

Passaggio 2: modulo Wemos LOLIN32 ESP-32

Effettuare i test iniziali della piattaforma Bluetooth Wi-Fi del modulo Wemos LOLIN32 ESP-32 prima di saldare i pin dell'intestazione sul modulo.

Installa l'IDE Arduino e il pacchetto di supporto ESP-32

Sotto strumenti>scheda, assicurati di selezionare "WeMos LOLIN32"

Carica il codice di esempio su File>Esempi>Basics>Blink e programmalo su WeMos LOLIN32

Il programma di esempio dovrebbe far lampeggiare il LED blu sul modulo. Sperimenta con la modifica dei parametri di ritardo per far lampeggiare il LED con schemi diversi. Questo è sempre un buon esercizio per acquisire sicurezza nella programmazione di un nuovo modulo microcontrollore.

Una volta che si è a proprio agio con il funzionamento del modulo e come programmarlo, saldare con cura le due file di pin di intestazione in posizione e testare nuovamente i programmi di caricamento.

Passaggio 3: matrice di 64 LED RGB

Installa la libreria di animazioni FastLED per l'IDE Arduino.

Collegare la matrice LED come mostrato.

Si noti che il LED "Data In" è collegato al pin 13 di ESP32 (A14).

Quando accendi più di una manciata di LED alla volta, in particolare alla massima luminosità, considera l'utilizzo di un'alimentazione a 5 V a corrente più elevata invece del pin 5 V sul LOLIN32.

Programma lo schizzo dimostrativo LEDmatrix che lampeggia un elemento casuale con un colore casuale per quattro secondi ciascuno.

Passaggio 4: debug del monitor seriale semplice per Arduino IDE

Uno dei metodi più semplici e veloci per eseguire il debug di uno sketch Arduino consiste nell'utilizzare il monitor seriale per osservare l'output dalle istruzioni Serial.print durante l'esecuzione del codice.

Nello sketch demo di LEDmatrix, decommenta la riga "//#define DEBUG 1" rimuovendo le due barre in avanti.

Questo attiverà il debug del monitor seriale nello schizzo. L'apertura del monitor seriale IDE a 9600 baud mostrerà l'output di debug. Rivedere il codice per vedere come vengono generati questi output.

Tali istruzioni di output seriale possono essere utilizzate per contrassegnare quando l'esecuzione entra/esce da una determinata funzione o area di codice. È inoltre possibile inserire istruzioni (come mostrato) nei valori di output utilizzati nel programma per monitorare come cambiano in diverse parti di un programma o in risposta a vari input o altre condizioni.

Passaggio 5: debug seriale avanzato per Arduino IDE

La libreria SerialDebug ti consente di sfruttare il debug più avanzato nell'IDE di Arduino.

Questo tutorial per nerd casuali mostra come utilizzare la libreria SerialDebug nei tuoi progetti.

Passaggio 6: debug JTAG con il modulo FT2232HL

L'FT2232H (scheda tecnica e altro) è un chip bridge di quinta generazione tra USB 2.0 Hi-Speed (480 Mb/s) e UART/FIFO. Ha la capacità di essere configurato per una varietà di interfacce seriali o parallele standard del settore. L'FT2232H dispone di due motori seriali sincroni multiprotocollo (MPSSE) che consentono la comunicazione tramite JTAG, I2C e SPI su due canali contemporaneamente.

JTAG (Joint Test Action Group) è uno standard industriale per la verifica dei progetti e il test dei circuiti stampati. Sebbene le prime applicazioni di JTAG fossero mirate ai test a livello di scheda, JTAG si è evoluto per essere utilizzato come mezzo principale per accedere a sottoblocchi di circuiti integrati, rendendolo un meccanismo essenziale per il debug di sistemi embedded che potrebbero non avere altri canali di comunicazione in grado di eseguire il debug. Un "adattatore JTAG" utilizza JTAG come meccanismo di trasporto per accedere ai moduli di debug su chip all'interno della CPU di destinazione. Questi moduli consentono agli sviluppatori di eseguire il debug del software di un sistema embedded direttamente a livello di istruzione della macchina o in termini di codice sorgente del linguaggio di alto livello.

JTAG Debug di ESP32 con FT2232 e OpenOCD

Debug in-circuit di ESP32 utilizzando un adattatore JTAG basato su FTDI 2232HL

OpenOCD il debugger aperto su chip

Dai un'occhiata anche a questa fantastica guida di Adafruit che dimostra come utilizzare un FT232H per connettersi a sensori I2C e SPI e breakout da qualsiasi PC desktop con Windows, Mac OSX o Linux.

Passaggio 7: analizzatore logico fai-da-te - Mini scheda CY7C68013A

Un analizzatore di stati logici è uno strumento elettronico che acquisisce e visualizza più segnali da un sistema digitale o circuito digitale. Gli analizzatori di accesso possono essere molto utili per il debug del sistema elettronico digitale.

Il progetto sigrok è una suite di software di analisi del segnale open source portatile, multipiattaforma che supporta vari tipi di dispositivi tra cui analizzatori logici, oscilloscopi, ecc.

La Mini Board CY7C68013A è una scheda di valutazione Cypress FX2LP. La scheda può essere utilizzata come analizzatore logico a 16 canali basato su USB con una frequenza di campionamento fino a 24 MHz. Basato su hardware abbastanza simile alla logica di Saleae, il firmware fx2lafw open-source di sigrok può supportare il funzionamento come analizzatore di stati logici.

Dimostrazione istruttiva della conversione dell'analizzatore logico del Mini Boad

Per interfacciare i segnali logici da un sistema di destinazione all'analizzatore logico è utile disporre di cavi a clip molto piccoli. Un ponticello Dupont femmina con un'estremità rimossa può essere saldato su una clip mini-grabber. La preparazione di un insieme di questi può essere utile in molti scenari di debug hardware che richiedono un analizzatore di stati logici.

Passaggio 8: esclusivo HackerBox Thinking Cap

Ci auguriamo che l'avventura di HackerBox di questo mese nell'elettronica e nella tecnologia informatica ti stia godendo. Raggiungi e condividi il tuo successo nei commenti qui sotto o sul gruppo Facebook HackerBoxes. Inoltre, ricorda che puoi inviare un'e-mail a [email protected] in qualsiasi momento se hai una domanda o hai bisogno di aiuto.

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