HackerBox 0049: Debuggen - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Grüße an HackerBox-Hacker auf der ganzen Welt! Für HackerBox 0049 experimentieren wir mit dem Debuggen digitaler Mikrocontrollersysteme, konfigurieren die LOLIN32 ESP-32 WiFi Bluetooth-Plattform innerhalb der Arduino IDE, wenden die FastLED Animation Library mit einer 8x8-Matrix adressierbarer RGB-LEDs an, erkunden Serial Monitor-Code-Debugging-Techniken und nutzen a FTDI 2232HL-Modul für das JTAG-Debugging von Mikrocontrollersystemen und die Vorbereitung eines DIY-Logikanalysators für den Einsatz in verschiedenen Hardware-Debugging- und Testszenarien.

Dieses Instructable enthält Informationen für die ersten Schritte mit HackerBox 0049, die hier erworben werden können, solange der Vorrat reicht. Wenn Sie jeden Monat eine solche HackerBox direkt in Ihre Mailbox erhalten möchten, abonnieren Sie bitte HackerBoxes.com und machen Sie mit bei der Revolution!

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Schritt 1: Inhaltsliste für HackerBox 0049

• Wemos LOLIN32 ESP-32 Modul
• FTDI 2232HL USB-Modul
• CY7C68013A Miniplatine
• 8x8-Matrix aus WS2812B RGB-LEDs
• Rainbow Set Mini Grabber Clips
• Set von Dupont-Pullovern für Damen und Herren
• Exklusive HackerBox Thinking Cap
• Inkognito gehen Sticker
• Schädel SIMM Sticker

Einige andere Dinge, die hilfreich sein werden:

• Lötkolben, Lötzinn und grundlegende Lötwerkzeuge
• Computer zum Ausführen von Softwaretools

Am wichtigsten sind Abenteuerlust, Hackergeist, Geduld und Neugier. Das Bauen und Experimentieren mit Elektronik ist zwar sehr lohnend, kann jedoch knifflig, herausfordernd und manchmal sogar frustrierend sein. Das Ziel ist Fortschritt, nicht Perfektion. Wenn man hartnäckig bleibt und das Abenteuer genießt, kann man viel Befriedigung aus diesem Hobby ziehen. Machen Sie jeden Schritt langsam, achten Sie auf die Details und haben Sie keine Angst, um Hilfe zu bitten.

In den HackerBoxes FAQ gibt es eine Fülle von Informationen für aktuelle und zukünftige Mitglieder. Fast alle nicht-technischen Support-E-Mails, die wir erhalten, werden dort bereits beantwortet. Wir freuen uns daher sehr, dass Sie sich ein paar Minuten Zeit nehmen, um die FAQ zu lesen.

Schritt 2: Wemos LOLIN32 ESP-32 Modul

Führen Sie die ersten Tests der Wemos LOLIN32 ESP-32 Module WiFi Bluetooth-Plattform durch, bevor Sie die Header-Pins auf das Modul löten.

Installieren Sie die Arduino IDE und das ESP-32 Support Package

Wählen Sie unter Tools>Board unbedingt "WeMos LOLIN32" aus.

Laden Sie den Beispielcode unter Dateien>Beispiele>Grundlagen>Blink und programmieren Sie ihn auf das WeMos LOLIN32

Das Beispielprogramm sollte die blaue LED am Modul zum Blinken bringen. Experimentieren Sie mit dem Ändern der Verzögerungsparameter, um die LED mit verschiedenen Mustern blinken zu lassen. Dies ist immer eine gute Übung, um Vertrauen in die Programmierung eines neuen Mikrocontrollermoduls aufzubauen.

Sobald Sie mit der Bedienung des Moduls und der Programmierung vertraut sind, löten Sie die beiden Reihen von Stiftleisten vorsichtig ein und testen Sie die Ladeprogramme erneut.

Schritt 3: Matrix aus 64 RGB-LEDs

Installieren Sie die FastLED-Animationsbibliothek für die Arduino-IDE.

Schließen Sie die LED-Matrix wie abgebildet an.

Beachten Sie, dass die LED "Data In" mit dem ESP32 Pin 13 (A14) verdrahtet ist.

Wenn Sie mehr als eine Handvoll LEDs gleichzeitig einschalten, insbesondere bei voller Helligkeit, sollten Sie eine 5-V-Stromversorgung mit höherem Strom anstelle des 5-V-Pins des LOLIN32 verwenden.

Programmieren Sie die LEDmatrix-Demoskizze, die ein zufälliges Element mit einer zufälligen Farbe für jeweils vier Sekunden blinkt.

Schritt 4: Einfaches Debugging des seriellen Monitors für Arduino IDE

Eine der einfachsten und schnellsten Methoden zum Debuggen einer Arduino-Skizze besteht darin, den seriellen Monitor zu verwenden, um die Ausgabe von Serial.print-Anweisungen während der Ausführung des Codes zu beobachten.

Entkommentieren Sie in der LEDmatrix-Demoskizze die Zeile "//#define DEBUG 1", indem Sie die beiden Schrägstriche entfernen.

Dadurch wird das Debugging des seriellen Monitors in der Skizze aktiviert. Wenn Sie den seriellen IDE-Monitor auf 9600 Baud öffnen, wird die Debug-Ausgabe angezeigt. Überprüfen Sie den Code, um zu sehen, wie diese Ausgaben generiert werden.

Solche seriellen Ausgabeanweisungen können verwendet werden, um zu kennzeichnen, wenn die Ausführung eine bestimmte Funktion oder einen bestimmten Codebereich betritt/verlässt. Anweisungen können auch (wie gezeigt) in Ausgabewerte eingefügt werden, die im Programm verwendet werden, um zu überwachen, wie sie sich in verschiedenen Teilen eines Programms oder als Reaktion auf verschiedene Eingaben oder andere Bedingungen ändern.

Schritt 5: Erweitertes serielles Debugging für Arduino IDE

Mit der SerialDebug-Bibliothek können Sie erweitertes Debugging in der Arduino-IDE nutzen.

Dieses Random Nerds Tutorial zeigt, wie Sie die SerialDebug Library in Ihren Projekten verwenden.

Schritt 6: JTAG-Debugging mit dem FT2232HL-Modul

Der FT2232H (Datenblatt und mehr) ist ein Bridge-Chip der 5. Generation zwischen USB 2.0 Hi-Speed (480Mb/s) und UART/FIFO. Es kann für eine Vielzahl von seriellen oder parallelen Schnittstellen nach Industriestandard konfiguriert werden. Der FT2232H verfügt über zwei synchrone serielle Multiprotokoll-Engines (MPSSEs), die eine gleichzeitige Kommunikation über JTAG, I2C und SPI auf zwei Kanälen ermöglichen.

JTAG (Joint Test Action Group) ist ein Industriestandard zum Verifizieren von Designs und Testen von Leiterplatten. Obwohl die frühen Anwendungen von JTAG auf Tests auf Leiterplattenebene abzielten, hat sich JTAG als primäres Mittel für den Zugriff auf Unterblöcke integrierter Schaltungen entwickelt, was es zu einem wesentlichen Mechanismus zum Debuggen von eingebetteten Systemen macht, die möglicherweise keinen anderen Debug-fähigen Kommunikationskanal haben. Ein "JTAG-Adapter" verwendet JTAG als Transportmechanismus, um auf On-Chip-Debugging-Module innerhalb der Ziel-CPU zuzugreifen. Diese Module ermöglichen es Entwicklern, die Software eines eingebetteten Systems direkt auf Maschineninstruktionsebene oder in Form von Hochsprachen-Quellcode zu debuggen.

JTAG-Debugging des ESP32 mit FT2232 und OpenOCD

In-Circuit Debugging des ESP32 mit einem FTDI 2232HL-basierten JTAG-Adapter

OpenOCD, der offene On-Chip-Debugger

Sehen Sie sich auch diese coole Anleitung von Adafruit an, die zeigt, wie Sie einen FT232H verwenden, um eine Verbindung zu I2C- und SPI-Sensoren und Breakouts von jedem Desktop-PC aus herzustellen, auf dem Windows, Mac OSX oder Linux ausgeführt wird.

Schritt 7: DIY Logikanalysator - CY7C68013A Mini Board

Ein Logikanalysator ist ein elektronisches Instrument, das mehrere Signale von einem digitalen System oder einer digitalen Schaltung erfasst und anzeigt. Login-Analysatoren können sehr nützlich sein, um digitale elektronische Systeme zu debuggen.

Das sigok-Projekt ist eine tragbare, plattformübergreifende Open-Source-Software-Suite zur Signalanalyse, die verschiedene Gerätetypen unterstützt, einschließlich Logikanalysatoren, Oszilloskope usw.

Das CY7C68013A Mini Board ist ein Cypress FX2LP Evaluation Board. Das Board kann als USB-basierter 16-Kanal-Logikanalysator mit bis zu 24 MHz Abtastrate verwendet werden. Basierend auf Hardware, die der Saleae-Logik sehr ähnlich ist, kann die sigok-Open-Source-fx2lafw-Firmware den Betrieb als Logikanalysator unterstützen.

Instructable demonstrierende Logikanalysator-Umwandlung des Mini Boad

Für die Anbindung von Logiksignalen von einem Zielsystem an den Logikanalysator ist es hilfreich, sehr kleine Clip-Leitungen zu haben. Ein weiblicher Dupont-Jumper mit einem entfernten Ende kann auf einen Mini-Grabber-Clip gelötet werden. Das Vorbereiten eines Satzes davon kann in vielen Hardware-Debugging-Szenarien nützlich sein, die einen Logikanalysator erfordern.

Schritt 8: Exklusive HackerBox Thinking Cap

Wir hoffen, dass Ihnen das HackerBox-Abenteuer in diesem Monat in Elektronik und Computertechnologie gefällt. Melde dich und teile deinen Erfolg in den Kommentaren unten oder in der HackerBoxes Facebook-Gruppe. Denken Sie auch daran, dass Sie jederzeit eine E-Mail an [email protected] senden können, wenn Sie eine Frage haben oder Hilfe benötigen.

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