HackerBox 0049: Depurar: 8 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

¡Saludos a HackerBox Hackers de todo el mundo! Para HackerBox 0049, estamos experimentando con la depuración de sistemas de microcontroladores digitales, configurando la plataforma Bluetooth LOLIN32 ESP-32 WiFi dentro del IDE de Arduino, aplicando la biblioteca de animación FastLED con una matriz de 8x8 de LED RGB direccionables, explorando técnicas de depuración de código de monitor serie, aprovechando un Módulo FTDI 2232HL para depuración JTAG de sistemas de microcontroladores y preparación de un analizador lógico DIY para su uso en varios escenarios de prueba y depuración de hardware.

Este Instructable contiene información para comenzar con HackerBox 0049, que se puede comprar aquí hasta agotar existencias. Si desea recibir un HackerBox como este en su buzón cada mes, suscríbase en HackerBoxes.com y únase a la revolución.

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Paso 1: Lista de contenido para HackerBox 0049

• Módulo Wemos LOLIN32 ESP-32
• Módulo USB FTDI 2232HL
• Mini tablero CY7C68013A
• Matriz 8x8 de LED RGB WS2812B
• Rainbow Set de mini pinzas de agarre
• Conjunto de Jerséis Dupont Mujer-Mujer
• Gorra de pensamiento exclusiva de HackerBox
• Pegatina Ir de incógnito
• Pegatina Skull SIMM

Algunas otras cosas que serán útiles:

• Soldador, soldadura y herramientas de soldadura básicas
• Computadora para ejecutar herramientas de software

Lo más importante es que necesitará sentido de la aventura, espíritu hacker, paciencia y curiosidad. Construir y experimentar con la electrónica, aunque es muy gratificante, puede ser complicado, desafiante e incluso frustrante en ocasiones. El objetivo es el progreso, no la perfección. Cuando persiste y disfruta de la aventura, se puede derivar una gran satisfacción de este pasatiempo. Dé cada paso lentamente, preste atención a los detalles y no tema pedir ayuda.

Hay una gran cantidad de información para miembros actuales y potenciales en las preguntas frecuentes de HackerBoxes. Casi todos los correos electrónicos de soporte no técnico que recibimos ya están respondidos allí, por lo que realmente agradecemos que se tome unos minutos para leer las preguntas frecuentes.

Paso 2: Módulo Wemos LOLIN32 ESP-32

Realice las pruebas iniciales de la plataforma Wemos LOLIN32 ESP-32 Module WiFi Bluetooth antes de soldar los pines del cabezal en el módulo.

Instale el IDE de Arduino y el paquete de soporte ESP-32

En herramientas> tablero, asegúrese de seleccionar "WeMos LOLIN32"

Cargue el código de ejemplo en Archivos> Ejemplos> Conceptos básicos> Parpadear y programarlo en WeMos LOLIN32

El programa de ejemplo debería hacer que el LED azul del módulo parpadee. Experimente modificando los parámetros de retardo para hacer que el LED parpadee con diferentes patrones. Este es siempre un buen ejercicio para generar confianza en la programación de un nuevo módulo de microcontrolador.

Una vez que se sienta cómodo con el funcionamiento del módulo y cómo programarlo, suelde con cuidado las dos filas de pines del cabezal en su lugar y pruebe los programas de carga una vez más.

Paso 3: Matriz de 64 LED RGB

Instale la biblioteca de animación FastLED para Arduino IDE.

Conecte la matriz de LED como se muestra.

Tenga en cuenta que el LED "Entrada de datos" está conectado al pin 13 del ESP32 (A14).

Cuando encienda más de un puñado de LED a la vez, especialmente a brillo completo, considere usar un suministro de 5V de corriente más alta en lugar del pin de 5V en el LOLIN32.

Programe el boceto de demostración de LEDmatrix que hace parpadear un elemento aleatorio con un color aleatorio durante cuatro segundos cada uno.

Paso 4: Depuración de monitor serie simple para Arduino IDE

Uno de los métodos más simples y rápidos para depurar un boceto de Arduino es usar el monitor serial para observar la salida de las declaraciones Serial.print durante la ejecución del código.

En el boceto de demostración de LEDmatrix, elimine el comentario de la línea "// # define DEBUG 1" eliminando las dos barras diagonales.

Esto activará la depuración del monitor en serie en el boceto. Al abrir el monitor serie IDE a 9600 baudios, se mostrará la salida de depuración. Revise el código para ver cómo se generan estos resultados.

Dichas declaraciones de salida en serie se pueden usar para marcar cuando la ejecución ingresa / sale de una determinada función o área de código. Las declaraciones también se pueden insertar (como se muestra) en los valores de salida usados en el programa para monitorear cómo cambian en diferentes partes de un programa o en respuesta a varias entradas u otras condiciones.

Paso 5: Depuración serial avanzada para Arduino IDE

La biblioteca SerialDebug le permite aprovechar una depuración más avanzada en el IDE de Arduino.

Este tutorial de Random Nerds demuestra cómo usar la biblioteca SerialDebug en sus proyectos.

Paso 6: Depuración de JTAG con el módulo FT2232HL

El FT2232H (hoja de datos y más) es un chip puente de quinta generación entre USB 2.0 de alta velocidad (480Mb / s) y UART / FIFO. Tiene la capacidad de configurarse para una variedad de interfaces seriales o paralelas estándar de la industria. El FT2232H tiene dos motores en serie síncronos multiprotocolo (MPSSE) que permiten la comunicación mediante JTAG, I2C y SPI en dos canales simultáneamente.

JTAG (Joint Test Action Group) es un estándar de la industria para verificar diseños y probar placas de circuito impreso. Aunque las primeras aplicaciones de JTAG se dirigían a las pruebas a nivel de placa, JTAG ha evolucionado para ser utilizado como el medio principal de acceder a sub-bloques de circuitos integrados, lo que lo convierte en un mecanismo esencial para depurar sistemas integrados que podrían no tener ningún otro canal de comunicaciones con capacidad de depuración. Un "adaptador JTAG" utiliza JTAG como mecanismo de transporte para acceder a los módulos de depuración en chip dentro de la CPU de destino. Estos módulos permiten a los desarrolladores depurar el software de un sistema integrado directamente en el nivel de instrucción de la máquina o en términos de código fuente de lenguaje de alto nivel.

JTAG Depurando el ESP32 con FT2232 y OpenOCD

Depuración en circuito del ESP32 utilizando un adaptador JTAG basado en FTDI 2232HL

OpenOCD, el depurador abierto en chip

Consulte también esta interesante guía de Adafruit que demuestra cómo usar un FT232H para conectarse a sensores y rupturas I2C y SPI desde cualquier PC de escritorio con Windows, Mac OSX o Linux.

Paso 7: Analizador lógico de bricolaje - Mini placa CY7C68013A

Un analizador lógico es un instrumento electrónico que captura y muestra múltiples señales de un sistema digital o circuito digital. Los analizadores de inicio de sesión pueden ser muy útiles para depurar sistemas electrónicos digitales.

El proyecto sigrok es un paquete de software de análisis de señales de código abierto, multiplataforma y portátil que admite varios tipos de dispositivos, incluidos analizadores lógicos, osciloscopios, etc.

La mini placa CY7C68013A es una placa de evaluación Cypress FX2LP. La placa se puede utilizar como un analizador lógico de 16 canales basado en USB con una frecuencia de muestreo de hasta 24 MHz. Basado en hardware bastante similar a Saleae Logic, el firmware fx2lafw de código abierto de sigrok puede soportar el funcionamiento como analizador lógico.

Conversión de analizador lógico de demostración instructable del Mini Boad

Para interconectar señales lógicas de un sistema de destino con el analizador lógico, es útil tener cables de clip muy pequeños. Un puente Dupont hembra al que se le quitó un extremo se puede soldar en un mini clip de agarre. La preparación de un conjunto de estos puede ser útil en muchos escenarios de depuración de hardware que requieren un analizador lógico.

Paso 8: Gorra de pensamiento exclusiva de HackerBox

Esperamos que esté disfrutando de la aventura de HackerBox de este mes en la electrónica y la tecnología informática. Comuníquese y comparta su éxito en los comentarios a continuación o en el grupo de Facebook de HackerBoxes. Además, recuerde que puede enviar un correo electrónico a [email protected] en cualquier momento si tiene una pregunta o necesita ayuda.

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