HackerBox 0049: Depurar: 8 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Saudações aos Hackers HackerBox de todo o mundo! Para HackerBox 0049, estamos testando sistemas de depuração de microcontroladores digitais, configurando a plataforma LOLIN32 ESP-32 WiFi Bluetooth dentro do IDE Arduino, aplicando a FastLED Animation Library com uma matriz 8x8 de LEDs RGB endereçáveis, explorando técnicas de depuração de código do Serial Monitor, aproveitando um Módulo FTDI 2232HL para depuração JTAG de sistemas microcontrolados e preparação de um DIY Logic Analyzer para uso em vários cenários de depuração e teste de hardware.

Este manual contém informações para começar a usar o HackerBox 0049, que pode ser adquirido aqui enquanto durar o estoque. Se você gostaria de receber um HackerBox como este diretamente em sua caixa de correio a cada mês, inscreva-se em HackerBoxes.com e junte-se à revolução!

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Etapa 1: Lista de conteúdo para HackerBox 0049

• Módulo Wemos LOLIN32 ESP-32
• Módulo USB FTDI 2232HL
• Mini placa CY7C68013A
• Matriz 8x8 de LEDs RGB WS2812B
• Conjunto arco-íris de mini clipes de garra
• Conjunto de Jumpers Dupont Feminino-Feminino
• Tampa Raciocínio HackerBox Exclusiva
• Autocolante de navegação anónima
• Autocolante de caveira SIMM

Algumas outras coisas que serão úteis:

• Ferro de soldar, solda e ferramentas básicas de solda
• Computador para executar ferramentas de software

Mais importante ainda, você precisará de um senso de aventura, espírito hacker, paciência e curiosidade. Construir e experimentar com eletrônicos, embora muito gratificante, pode ser complicado, desafiador e até mesmo frustrante às vezes. O objetivo é o progresso, não a perfeição. Quando você persiste e aproveita a aventura, uma grande satisfação pode ser derivada deste hobby. Dê cada passo lentamente, preste atenção aos detalhes e não tenha medo de pedir ajuda.

Há uma grande quantidade de informações para membros atuais e potenciais nas Perguntas frequentes dos HackerBoxes. Quase todos os e-mails de suporte não técnico que recebemos já foram respondidos lá, portanto, agradecemos por dedicar alguns minutos para ler o FAQ.

Etapa 2: Módulo Wemos LOLIN32 ESP-32

Faça os testes iniciais da plataforma Wemos LOLIN32 ESP-32 Módulo WiFi Bluetooth antes de soldar os pinos do cabeçalho no módulo.

Instale o Arduino IDE e o pacote de suporte ESP-32

Em ferramentas> quadro, certifique-se de selecionar "WeMos LOLIN32"

Carregue o código de exemplo em Arquivos> Exemplos> Básico> Blink e programe-o no WeMos LOLIN32

O programa de exemplo deve fazer com que o LED azul do módulo pisque. Experimente modificar os parâmetros de atraso para fazer o LED piscar com padrões diferentes. Este é sempre um bom exercício para aumentar a confiança na programação de um novo módulo de microcontrolador.

Uma vez que você esteja confortável com a operação do módulo e como programá-lo, solde cuidadosamente as duas fileiras de pinos do cabeçote no lugar e teste os programas de carregamento mais uma vez.

Etapa 3: Matriz de 64 LEDs RGB

Instale a FastLED Animation Library para o Arduino IDE.

Conecte a matriz de LED conforme mostrado.

Observe que o LED "Data In" está conectado ao ESP32 Pino 13 (A14).

Ao ligar mais de um punhado de LEDs ao mesmo tempo, especialmente com brilho total, considere o uso de uma fonte de corrente mais alta de 5 V em vez do pino de 5 V no LOLIN32.

Programe o esboço de demonstração LEDmatrix que pisca um elemento aleatório com uma cor aleatória por quatro segundos cada.

Etapa 4: depuração do monitor serial simples para Arduino IDE

Um dos métodos mais simples e rápidos para depurar um esboço do Arduino é usar o monitor serial para observar a saída das instruções Serial.print durante a execução do código.

No esboço de demonstração LEDmatrix, descomente a linha "// # define DEBUG 1" removendo as duas barras.

Isso ativará a depuração do monitor serial no esboço. Abrir o monitor serial IDE para 9600 baud mostrará a saída de depuração. Revise o código para ver como essas saídas são geradas.

Essas instruções de saída serial podem ser usadas para sinalizar quando a execução entra / sai de uma determinada função ou área do código. As instruções também podem ser inseridas (conforme mostrado) para gerar valores usados no programa para monitorar como eles mudam em diferentes partes de um programa ou em resposta a várias entradas ou outras condições.

Etapa 5: Depuração serial avançada para Arduino IDE

A Biblioteca SerialDebug permite que você aproveite uma depuração mais avançada no IDE do Arduino.

Este Tutorial de Nerds Aleatórios demonstra como usar a Biblioteca SerialDebug em seus projetos.

Etapa 6: Depuração JTAG com o módulo FT2232HL

O FT2232H (folha de dados e mais) é um chip ponte de 5ª geração entre USB 2.0 Hi-Speed (480Mb / s) e UART / FIFO. Ele tem a capacidade de ser configurado para uma variedade de interfaces seriais ou paralelas padrão da indústria. O FT2232H tem dois motores seriais síncronos multiprotocolo (MPSSEs) que permitem a comunicação usando JTAG, I2C e SPI em dois canais simultaneamente.

JTAG (Joint Test Action Group) é um padrão da indústria para verificar projetos e testar placas de circuito impresso. Embora os primeiros aplicativos da JTAG fossem direcionados aos testes em nível de placa, a JTAG evoluiu para ser usada como o meio principal de acessar sub-blocos de circuitos integrados, tornando-se um mecanismo essencial para depurar sistemas embarcados que podem não ter nenhum outro canal de comunicação com capacidade de depuração. Um "adaptador JTAG" usa JTAG como mecanismo de transporte para acessar os módulos de depuração on-chip dentro da CPU de destino. Esses módulos permitem que os desenvolvedores depurem o software de um sistema embarcado diretamente no nível de instrução da máquina ou em termos de código-fonte de linguagem de alto nível.

JTAG Depurando o ESP32 com FT2232 e OpenOCD

Depuração no circuito do ESP32 usando um adaptador JTAG baseado em FTDI 2232HL

OpenOCD, o Open On-Chip Debugger

Verifique também este guia legal da Adafruit demonstrando como usar um FT232H para conectar-se a sensores I2C e SPI e interrupções de qualquer PC de mesa executando Windows, Mac OSX ou Linux.

Etapa 7: Analisador lógico DIY - Mini placa CY7C68013A

Um analisador lógico é um instrumento eletrônico que captura e exibe vários sinais de um sistema digital ou circuito digital. Os analisadores de login podem ser muito úteis para depurar o sistema eletrônico digital.

O projeto sigrok é um pacote de software de análise de sinal de código aberto, plataforma cruzada e portátil que oferece suporte a vários tipos de dispositivos, incluindo analisadores lógicos, osciloscópios, etc.

A Mini Board CY7C68013A é uma placa de avaliação Cypress FX2LP. A placa pode ser usada como um analisador lógico de 16 canais baseado em USB com uma taxa de amostragem de até 24MHz. Com base em hardware bastante semelhante ao Saleae Logic, o firmware fx2lafw de código aberto sigrok pode suportar a operação como um analisador lógico.

Instrutível demonstrando a conversão do analisador lógico do Mini Boad

Para fazer a interface de sinais lógicos de um sistema de destino para o analisador lógico, é útil ter terminais de clipe muito pequenos. Um jumper feminino Dupont com uma extremidade removida pode ser soldado em um mini-grampo. Preparar um conjunto desses pode ser útil em muitos cenários de depuração de hardware que requerem um analisador lógico.

Etapa 8: Tampa de pensamento exclusivo do HackerBox

Esperamos que você esteja aproveitando a aventura HackerBox deste mês em eletrônica e tecnologia de computador. Entre em contato e compartilhe seu sucesso nos comentários abaixo ou no Grupo HackerBoxes no Facebook. Além disso, lembre-se de que você pode enviar um e-mail para [email protected] a qualquer momento se tiver alguma dúvida ou precisar de ajuda.

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