HackerBox 0049: Foutopsporing - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Groeten HackerBox Hackers over de hele wereld! Voor HackerBox 0049 experimenteren we met het debuggen van digitale microcontrollersystemen, het configureren van het LOLIN32 ESP-32 WiFi Bluetooth-platform binnen de Arduino IDE, het toepassen van de FastLED Animation Library met een 8x8 matrix van adresseerbare RGB-leds, het verkennen van seriële monitorcode-debugging-technieken, gebruikmakend van een FTDI 2232HL-module voor JTAG-foutopsporing van microcontrollersystemen en voorbereiding van een DIY Logic Analyzer voor gebruik in verschillende hardwarefoutopsporings- en testscenario's.

Deze Instructable bevat informatie om aan de slag te gaan met HackerBox 0049, die hier kan worden gekocht zolang de voorraad strekt. Als je elke maand zo'n HackerBox in je mailbox wilt ontvangen, schrijf je dan in op HackerBoxes.com en doe mee aan de revolutie!

HackerBoxes is de maandelijkse abonnementsservice voor liefhebbers van elektronica en computertechnologie - Hardware Hackers - The Dreamers of Dreams.

Stap 1: Inhoudslijst voor HackerBox 0049

• Wemos LOLIN32 ESP-32-module
• FTDI 2232HL USB-module
• CY7C68013A minikaart
• 8x8 matrix van WS2812B RGB-leds
• Rainbow set mini grabber clips
• Set van Dupont-truien voor dames en heren
• Exclusieve HackerBox Thinking Cap
• Incognitosticker gaan
• Schedel SIMM-sticker

Enkele andere dingen die nuttig zullen zijn:

• Soldeerbout, soldeer en standaard soldeergereedschappen
• Computer voor het uitvoeren van softwaretools

Het belangrijkste is dat je gevoel voor avontuur, hackergeest, geduld en nieuwsgierigheid nodig hebt. Het bouwen van en experimenteren met elektronica, hoewel zeer de moeite waard, kan soms lastig, uitdagend en zelfs frustrerend zijn. Het doel is vooruitgang, niet perfectie. Als je volhoudt en geniet van het avontuur, kan er veel voldoening uit deze hobby worden gehaald. Neem elke stap langzaam, let op de details en wees niet bang om hulp te vragen.

Er is een schat aan informatie voor huidige en toekomstige leden in de HackerBoxes FAQ. Bijna alle niet-technische ondersteunings-e-mails die we ontvangen, worden daar al beantwoord, dus we stellen het zeer op prijs dat u een paar minuten de tijd neemt om de veelgestelde vragen te lezen.

Stap 2: Wemos LOLIN32 ESP-32-module

Voer de eerste tests uit van het Wemos LOLIN32 ESP-32 Module WiFi Bluetooth-platform voordat u de headerpinnen op de module soldeert.

Installeer de Arduino IDE en het ESP-32-ondersteuningspakket

Zorg ervoor dat u onder tools>board de "WeMos LOLIN32" selecteert

Laad de voorbeeldcode bij Bestanden>Voorbeelden>Basis>Knipperen en programmeer deze in de WeMos LOLIN32

Het voorbeeldprogramma zou ervoor moeten zorgen dat de blauwe LED op de module gaat knipperen. Experimenteer met het wijzigen van de vertragingsparameters om de LED met verschillende patronen te laten knipperen. Dit is altijd een goede oefening om vertrouwen op te bouwen bij het programmeren van een nieuwe microcontrollermodule.

Als u eenmaal vertrouwd bent met de werking van de module en hoe u deze moet programmeren, soldeert u voorzichtig de twee rijen header-pinnen op hun plaats en test u de laadprogramma's opnieuw.

Stap 3: Matrix van 64 RGB-leds

Installeer de FastLED Animation Library voor de Arduino IDE.

Sluit de LED-matrix aan zoals afgebeeld.

Merk op dat de LED "Data In" is aangesloten op de ESP32 Pin 13 (A14).

Wanneer u meer dan een handvol LED's tegelijk inschakelt, vooral voor volledige helderheid, kunt u overwegen een 5V-voeding met hogere stroomsterkte te gebruiken in plaats van de 5V-pin op de LOLIN32.

Programmeer de LEDmatrix demo sketch die een willekeurig element met een willekeurige kleur vier seconden lang knippert.

Stap 4: Eenvoudige seriële monitorfoutopsporing voor Arduino IDE

Een van de eenvoudigste en snelste methoden voor het debuggen van een Arduino-schets is om de seriële monitor te gebruiken om de uitvoer van Serial.print-instructies te observeren tijdens het uitvoeren van de code.

Verwijder in de LEDmatrix-demo-schets de regel "//#define DEBUG 1" door de twee schuine strepen naar voren te verwijderen.

Hierdoor wordt Serial Monitor Debugging in de schets ingeschakeld. Als u de seriële IDE-monitor opent naar 9600 baud, wordt de foutopsporingsuitvoer weergegeven. Bekijk de code om te zien hoe deze uitvoer wordt gegenereerd.

Dergelijke seriële uitvoerinstructies kunnen worden gebruikt om te markeren wanneer uitvoering een bepaalde functie of codegebied binnengaat of verlaat. Verklaringen kunnen ook worden ingevoegd (zoals weergegeven) aan uitvoerwaarden die in het programma worden gebruikt om te controleren hoe ze veranderen in verschillende delen van een programma of in reactie op verschillende invoer of andere omstandigheden.

Stap 5: Geavanceerde seriële foutopsporing voor Arduino IDE

Met de SerialDebug-bibliotheek kunt u meer geavanceerde foutopsporing in de Arduino IDE gebruiken.

Deze Random Nerds-zelfstudie laat zien hoe u de SerialDebug-bibliotheek in uw projecten kunt gebruiken.

Stap 6: JTAG-foutopsporing met de FT2232HL-module

De FT2232H (datasheet en meer) is een 5e generatie bridge-chip tussen USB 2.0 Hi-Speed (480Mb/s) en UART/FIFO. Het kan worden geconfigureerd voor een verscheidenheid aan industriële standaard seriële of parallelle interfaces. De FT2232H heeft twee multi-protocol synchrone seriële motoren (MPSSE's) die communicatie mogelijk maken via JTAG, I2C en SPI op twee kanalen tegelijk.

JTAG (Joint Test Action Group) is een industriestandaard voor het verifiëren van ontwerpen en het testen van printplaten. Hoewel de vroege toepassingen van JTAG gericht waren op testen op bordniveau, is JTAG geëvolueerd om te worden gebruikt als het primaire middel om toegang te krijgen tot subblokken van geïntegreerde schakelingen, waardoor het een essentieel mechanisme is voor het debuggen van embedded systemen die mogelijk geen ander communicatiekanaal hebben dat geschikt is voor foutopsporing. Een "JTAG-adapter" gebruikt JTAG als transportmechanisme om toegang te krijgen tot on-chip debug-modules in de doel-CPU. Met deze modules kunnen ontwikkelaars de software van een ingebed systeem rechtstreeks op machine-instructieniveau debuggen of in termen van taalbroncode op hoog niveau.

JTAG Debuggen van de ESP32 met FT2232 en OpenOCD

In-Circuit debuggen van de ESP32 met behulp van een op FTDI 2232HL gebaseerde JTAG-adapter

OpenOCD de Open On-Chip Debugger

Bekijk ook deze coole gids van Adafruit die laat zien hoe je een FT232H gebruikt om verbinding te maken met I2C- en SPI-sensoren en breakouts vanaf elke desktop-pc met Windows, Mac OSX of Linux.

Stap 7: DIY Logic Analyzer - CY7C68013A minikaart

Een logische analysator is een elektronisch instrument dat meerdere signalen van een digitaal systeem of digitaal circuit opvangt en weergeeft. Login-analysatoren kunnen erg handig zijn voor het debuggen van digitale elektronische systemen.

Het sigrok-project is een draagbare, platformonafhankelijke, open source signaalanalysesoftwaresuite die verschillende apparaattypen ondersteunt, waaronder logische analysatoren, oscilloscopen, enz.

Het CY7C68013A Mini Board is een Cypress FX2LP evaluatiebord. Het bord kan worden gebruikt als een op USB gebaseerde 16-kanaals logische analysator met een bemonsteringsfrequentie tot 24 MHz. Gebaseerd op hardware die vrij gelijkaardig is aan de Saleae Logic, kan de sigrok open-source fx2lafw-firmware de werking als een logische analysator ondersteunen.

Instructable demonstreren Logic Analyzer Conversie van de Mini Boad

Voor het koppelen van logische signalen van een doelsysteem aan de logische analysator is het handig om zeer kleine klemkabels te hebben. Een vrouwelijke Dupont-jumper waarvan het ene uiteinde is verwijderd, kan op een minigrijperklem worden gesoldeerd. Het voorbereiden van een set hiervan kan handig zijn in veel scenario's voor hardwarefoutopsporing waarvoor een logische analysator nodig is.

Stap 8: Exclusieve HackerBox Thinking Cap

We hopen dat je geniet van het HackerBox-avontuur van deze maand op het gebied van elektronica en computertechnologie. Reik uit en deel uw succes in de reacties hieronder of op de HackerBoxes Facebook Group. Onthoud ook dat je [email protected] op elk moment kunt e-mailen als je een vraag hebt of hulp nodig hebt.

Wat is het volgende? Doe mee met de revolutie. Leef het HackLife. Ontvang elke maand een koelbox met hackbare uitrusting rechtstreeks in je mailbox. Surf naar HackerBoxes.com en meld u aan voor uw maandelijkse HackerBox-abonnement.