HackerBox 0049 : Débogage : 8 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Salutations aux HackerBox Hackers du monde entier ! Pour HackerBox 0049, nous expérimentons le débogage de systèmes de microcontrôleurs numériques, configurons la plate-forme Bluetooth LOLIN32 ESP-32 WiFi au sein de l'IDE Arduino, appliquant la bibliothèque d'animation FastLED avec une matrice 8x8 de LED RVB adressables, explorant les techniques de débogage de code Serial Monitor, tirant parti d'un Module FTDI 2232HL pour le débogage JTAG des systèmes de microcontrôleurs et préparation d'un analyseur logique DIY à utiliser dans divers scénarios de débogage et de test du matériel.

Ce Instructable contient des informations pour démarrer avec HackerBox 0049, qui peuvent être achetés ici jusqu'à épuisement des stocks. Si vous souhaitez recevoir une HackerBox comme celle-ci directement dans votre boîte mail chaque mois, veuillez vous inscrire sur HackerBoxes.com et rejoignez la révolution !

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Étape 1: Liste de contenu pour HackerBox 0049

• Module Wemos LOLIN32 ESP-32
• Module USB FTDI 2232HL
• Mini-carte CY7C68013A
• Matrice 8x8 de LED RVB WS2812B
• Ensemble de mini pinces à pinces arc-en-ciel
• Ensemble de Pulls Dupont Femme-Femme
• Casquette de réflexion exclusive HackerBox
• Aller incognito Sticker
• Crâne SIMM Sticker

Quelques autres choses qui seront utiles:

• Fer à souder, soudure et outils de soudure de base
• Ordinateur pour exécuter des outils logiciels

Plus important encore, vous aurez besoin d'un sens de l'aventure, d'un esprit de hacker, de patience et de curiosité. Construire et expérimenter avec l'électronique, bien que très gratifiant, peut être délicat, stimulant et même parfois frustrant. Le but est le progrès, pas la perfection. Lorsque vous persistez et profitez de l'aventure, une grande satisfaction peut être tirée de ce passe-temps. Faites chaque pas lentement, faites attention aux détails et n'ayez pas peur de demander de l'aide.

Il y a une mine d'informations pour les membres actuels et potentiels dans la FAQ HackerBoxes. Presque tous les e-mails d'assistance non techniques que nous recevons y sont déjà répondus, nous apprécions donc vraiment que vous preniez quelques minutes pour lire la FAQ.

Étape 2: Module Wemos LOLIN32 ESP-32

Faites les premiers tests de la plate-forme WiFi Bluetooth Wemos LOLIN32 ESP-32 Module avant de souder les broches d'en-tête sur le module.

Installez l'IDE Arduino et le package de support ESP-32

Sous outils> tableau, assurez-vous de sélectionner le "WeMos LOLIN32"

Chargez l'exemple de code dans Fichiers> Exemples> Bases> Blink et programmez-le sur le WeMos LOLIN32

L'exemple de programme devrait faire clignoter la LED bleue sur le module. Expérimentez en modifiant les paramètres de délai pour faire clignoter la LED avec différents modèles. C'est toujours un bon exercice pour renforcer la confiance dans la programmation d'un nouveau module de microcontrôleur.

Une fois que vous êtes à l'aise avec le fonctionnement du module et la façon de le programmer, soudez soigneusement les deux rangées de broches d'en-tête en place et testez à nouveau les programmes de chargement.

Étape 3: Matrice de 64 LED RVB

Installez la bibliothèque d'animation FastLED pour l'IDE Arduino.

Connectez la matrice LED comme indiqué.

A noter que la LED "Data In" est câblée à l'ESP32 Pin 13 (A14).

Lorsque vous allumez plus d'une poignée de LED à la fois, en particulier à pleine luminosité, envisagez d'utiliser une alimentation 5V à courant plus élevé au lieu de la broche 5V sur le LOLIN32.

Programmez l'esquisse de démonstration LEDmatrix qui fait clignoter un élément aléatoire avec une couleur aléatoire pendant quatre secondes chacun.

Étape 4: Débogage simple du moniteur série pour Arduino IDE

L'une des méthodes les plus simples et les plus rapides pour déboguer une esquisse Arduino consiste à utiliser le moniteur série pour observer la sortie des instructions Serial.print pendant l'exécution du code.

Dans l'esquisse de démonstration LEDmatrix, décommentez la ligne "//#define DEBUG 1" en supprimant les deux barres obliques.

Cela activera le débogage du moniteur série dans l'esquisse. L'ouverture du moniteur série IDE à 9600 bauds affichera la sortie de débogage. Passez en revue le code pour voir comment ces sorties sont générées.

De telles instructions de sortie série peuvent être utilisées pour signaler lorsque l'exécution entre/sort d'une certaine fonction ou zone de code. Des instructions peuvent également être insérées (comme indiqué) dans les valeurs de sortie utilisées dans le programme pour surveiller la façon dont elles changent dans différentes parties d'un programme ou en réponse à diverses entrées ou à d'autres conditions.

Étape 5: Débogage série avancé pour Arduino IDE

La bibliothèque SerialDebug vous permet de tirer parti d'un débogage plus avancé dans l'IDE Arduino.

Ce didacticiel Random Nerds montre comment utiliser la bibliothèque SerialDebug dans vos projets.

Étape 6: Débogage JTAG avec le module FT2232HL

Le FT2232H (fiche technique et plus) est une puce de pont de 5ème génération entre USB 2.0 Hi-Speed (480Mb/s) et UART/FIFO. Il a la capacité d'être configuré pour une variété d'interfaces série ou parallèle standard de l'industrie. Le FT2232H dispose de deux moteurs série synchrones multiprotocoles (MPSSE) qui permettent la communication en utilisant JTAG, I2C et SPI sur deux canaux simultanément.

JTAG (Joint Test Action Group) est une norme de l'industrie pour vérifier les conceptions et tester les cartes de circuits imprimés. Bien que les premières applications de JTAG aient ciblé les tests au niveau de la carte, JTAG a évolué pour être utilisé comme le principal moyen d'accéder aux sous-blocs de circuits intégrés, ce qui en fait un mécanisme essentiel pour le débogage des systèmes embarqués qui pourraient ne pas avoir d'autre canal de communication capable de déboguer. Un "adaptateur JTAG" utilise JTAG comme mécanisme de transport pour accéder aux modules de débogage sur puce à l'intérieur de la CPU cible. Ces modules permettent aux développeurs de déboguer le logiciel d'un système embarqué directement au niveau des instructions machine ou en termes de code source de langage de haut niveau.

JTAG Débogage de l'ESP32 avec FT2232 et OpenOCD

Débogage en circuit de l'ESP32 à l'aide d'un adaptateur JTAG basé sur FTDI 2232HL

OpenOCD le débogueur sur puce ouvert

Consultez également ce guide sympa d'Adafruit qui montre comment utiliser un FT232H pour se connecter aux capteurs I2C et SPI et aux sorties de n'importe quel PC de bureau exécutant Windows, Mac OSX ou Linux.

Étape 7: Analyseur logique DIY - Mini-carte CY7C68013A

Un analyseur logique est un instrument électronique qui capture et affiche plusieurs signaux d'un système numérique ou d'un circuit numérique. Les analyseurs de connexion peuvent être très utiles pour déboguer un système électronique numérique.

Le projet sigrok est une suite logicielle d'analyse de signaux portable, multiplateforme et open source qui prend en charge divers types d'appareils, notamment des analyseurs logiques, des oscilloscopes, etc.

La mini carte CY7C68013A est une carte d'évaluation Cypress FX2LP. La carte peut être utilisée comme un analyseur logique USB à 16 canaux avec une fréquence d'échantillonnage allant jusqu'à 24 MHz. Basé sur un matériel assez similaire à la logique Saleae, le micrologiciel open-source fx2lafw de sigrok peut prendre en charge le fonctionnement en tant qu'analyseur logique.

Instructable démontrant la conversion de l'analyseur logique du Mini Boad

Pour l'interfaçage des signaux logiques d'un système cible dans l'analyseur logique, il est utile d'avoir de très petites pinces. Un cavalier Dupont femelle avec une extrémité retirée peut être soudé sur un clip mini-grabber. La préparation d'un ensemble de ces derniers peut être utile dans de nombreux scénarios de débogage matériel nécessitant un analyseur logique.

Étape 8: Casquette de réflexion exclusive HackerBox

Nous espérons que vous appréciez l'aventure HackerBox de ce mois-ci dans l'électronique et la technologie informatique. Contactez-nous et partagez votre succès dans les commentaires ci-dessous ou sur le groupe Facebook HackerBoxes. N'oubliez pas non plus que vous pouvez envoyer un e-mail à [email protected] à tout moment si vous avez une question ou avez besoin d'aide.

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