Bus Pirate 3EEPROM Explorer Board: 5 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:56

Ако имате един от Hack a Day's Bus Pirates, какво правите с него? Научете за 1-проводни, I2C и SPI EEPROM с платката за проучване 3EEPROM (наричаме я THR-EE-PROM). EEPROM е вид чип памет, който съхранява данни без непрекъснато захранване. Това е полезно за постоянно съхранение на данни в малки вериги на регистратор или за държане на персонализирани страници в мини уеб сървър. EEPROM се предлагат в много размери и протоколи. 3EEPROM има три общи EEPROM чипа: DS2431 (1-Wire), 24AA- (I2C) и 25AA- (SPI). И трите бяха демонстрирани по -рано на Hack a Day, но всяка демонстрация използва различна версия на хардуера и фърмуера на Bus Pirate, за начинаещите е трудно да следват с помощта на Bus Pirate v2go. Продължете да четете за актуализирано, стъпка по стъпка ръководство за използване EEPROM на DS2431, 24AA- и 25AA- с Bus Pirate v2go. Разполагаме и с пълни регистрационни файлове на сесии като текстови файлове, така че няма да пропуснете нито един детайл. Можем да имаме платки или комплекти от 3EEPROM изследовател, произведени в Seeed Studio. ПХБ са около 10 долара, комплектите са около 15 долара, доставени по целия свят. Трябва да организираме групово закупуване на 10 печатни платки или 20 комплекта, за да започнем. Ако се интересувате от Bus Pirate, идва версия 3. Не можах да включа някои форматиращи елементи и HTML таблици в Instructable, можете да видите оригиналната публикация в блога Dangerous Prototypes.

Стъпка 1: Преглед на хардуера на 3EEPROM

Целта на този прототип е да научи за EEPROM и три общи протокола за шина. Първо разглеждаме 3EEPROM PCB, след това демонстрираме всеки EEPROM с помощта на инструмент за универсален сериен интерфейс на Bus Pirate. Ако нямате Bus Pirate, можете да продължите, защото основният ред на интерфейсните операции остава същият, независимо от начина, по който ги прилагате. Схема на пълен размер [PNG]. Направихме веригата и печатната платка, използвайки безплатната версия на Cadsoft Eagle. Можете да изтеглите схемата и печатната платка от архива на SVN на автобуса Pirate. 3EEPROM PCB съдържа DS2431 1-Wire EEPROM (IC1), 24AA-I2C EEPROM (IC4) и 25AA-SPI EEPROM (IC5). DS2431 (IC1) черпи мощност паразитно от 1-проводниковата шина, няма външен захранващ щифт и не изисква отделящ кондензатор. IC2 и IC3 са празни места за допълнителни 1-проводни устройства, като друг температурен сензор DS2431 или DS1822. C1 (0.01uF) не е задължителен и е необходим само ако IC2 или IC3 са заселени с захранвано 1-проводно устройство. Вградените резистори на Bus Pirate са 10K, твърде слаби, за да захранват правилно DS2431 по време на запис. Платката за проучване 3EEPROM включва 1,8 k ома, 1/8-ватов резистор за издърпване (R1) на 1-проводниковата шина, така че не е необходим допълнителен издърпващ се резистор. 24AA- (IC4) и 25AA- (IC5) всеки получава 0.1uF кондензатор, за да ги отдели от захранването (C2, C3). Вероятно нямате нужда от кондензатори в такава проста схема, пропуснахме ги от прототипната платка в демонстрацията. I2C шината, използвана от 24AA-, също изисква издърпващи се резистори, но вградените резистори на 10K ома на Bus Pirate са достатъчни. Всички компоненти ще работят от 2,8 волта до 5 волта DC. Веригата се захранва чрез VCC и GND щифтове на джъмпер 3. Има два VCC щифта, единият е за захранване, другият е за входящия щифт за напрежение на издърпващия се резистор на Bus Pirate (Vpullup). безплатна версия на Cadsoft Eagle. Можете да изтеглите схемата и печатната платка от SVN архива на Bus Pirate. Ако искате професионално подготвен PCB или 3EEPROM комплект, може да успеем да организираме групова покупка, ако се интересуват 10 или 20 души. Списък на частите R1 1800 ома резистор (1/8-и ват) C2, 3 0,1uF кондензатор/10 волта+JP1-4 0,1 "мъжки щифт IC1 DS2431 1K 1-проводник EEPROM TO-92IC4 ** 24AA014-I/P I2C EEPROM DIP8IC5 ** 25AA010A-I/P SPI EEPROM DIP8ICS4, 5 8-пинов DIP гнездо за IC5, 6 ** IC4, IC5 може да бъде с всякакъв размер, свързваме се с малки чипове, използвахме 128 байта и 128 килобайта. Не можех да включа някои форматиране и HTML таблици в Instructable можете да видите оригиналния пост в блога Dangerous Prototypes.

Стъпка 2: 25AA- / 25LC- SPI EEPROM

Демонстрации Всички демонстрации на EEPROM изглеждат почти еднакви. Ще напишем няколко числа в чипа и след това ще ги прочетем. Всяко устройство има условия, които се прилагат, след като искате да напишете повече от няколко стойности, като размер на страницата и граници. Прочетете повече за това в листа с данни за вашето конкретно устройство. Ако не можете да стартирате демонстрация, изтеглете пълния регистър на терминалите, за да не пропуснете нито едно нещо, което направихме. Издърпващите резистори са най-често срещаният проблем, проверете напрежението на издърпващия щифт, като използвате меню „v“в терминала за пиратски шини. Чип: 25AA, SPI EEPROM (1Kbyte). Автобус: SPI. Издърпващи се резистори, необходими само за свързване със смесено напрежение. Изисквания за захранване: 1,8 волта до 5,5 волта (AA), 2,5 волта до 5,5 волта (LC). Референции: таблица с данни, демонстрация на хакване на ден. Пълен регистър на автобусната сесия за тази демонстрация. Не можах да включа някои форматиращи и HTML таблици в Instructable, можете да видите оригинала в блога Dangerous Prototypes. IC5 е 252AA серия I2C EEPROM от Microchip, тези EEPROM се предлагат в много размери. АА частите работят от 1,8 волта до 5,5 волта, докато частите 25LC имат минимално изискване от 2,5 волта. C3 (0,1 uF) отделя SPI EEPROM от захранването. Пиновете за защита от запис (WP) и задържане могат да се контролират от микроконтролер, но ние ги деактивирахме, като задържахме тези щифтове високо. ПИН -овете на шината SPI, CS, DO, CLK и DI, се пренасят в заглавието JP4. Настройка Ако използвате Bus Pirate, свържете го към 3EEPROM или 25AA-IC, както е показано на изображението в диаграмата по-долу. SPI обикновено не изисква издърпващи се резистори. Свързване В терминала Bus Pirate натиснете 'm' за менюто за режим и изберете SPI. Конфигурирайте SPI библиотеката за нормален изход на пин, използвайте настройките по подразбиране за всички други настройки на SPI режима. Активирайте захранванията (големи „W“) в подканата за режим SPI. И накрая, вземете доклад за напрежението, за да се уверите, че захранващите устройства работят („v“). Ще демонстрираме как да взаимодействаме с EEPROM директно при 3.3 волта, използвайки SPI библиотеката в нормален пинов режим. За тази демонстрация не са необходими издърпващи се резистори. Ако искате да взаимодействате с EEPROM, захранван от 5 волта, използвайте библиотеката SPI в режим на пин с отворен колектор (HiZ) и активирайте издърпващите резистори с Vpullup щифт (Vpu), свързан към захранването на EEPROM. Стъпка 1, изключете защитата срещу запис 'SPI> [0b110] CS ENABLED <<< чип избор активиран WRITE: 0x06 <<< деактивирайте командата за защита от запис CS DISABLED <<25AA- е защитен от запис при включване. Долен избор на чип (CS) ([), изпращане на командата за забрана на запис при запис (0x06) и след това повдигане на CS (]), за да се даде възможност за запис в EEPROM. Командата за забрана на защита срещу запис е 0b00000110 в двоичен формат, но можем да я съкратим до 0b110 и Bus Pirate все още разбира. Стъпка 2, напишете някои стойности „SPI> [0b10 0 3 2 1] CS ENABLED <<< чип избор активиран WRITE: 0x02 <<< команда за запис WRITE: 0x00 <<< записване на начален адрес WRITE: 0x03 <<< 3 стойности за запис (3, 2, 1) ЗАПИСВАНЕ: 0x02ЗАПИСВАНЕ: 0x01CS ИЗКЛЮЧЕНО <<Сега EEPROM може да се записва. Първо, спуснете CS, за да активирате 25AA- ([). След това изпратете командата за запис (0x02) и местоположението, за да започнете писането (0). Изпратете данните за съхранение (3 2 1), след това повдигнете CS (]), за да запазите стойностите. Забележка: използвахме малък 128 -байтов EEPROM, по -големите чипове ще използват 16 -битов (2 -байтов) адрес. Тази команда ще бъде [0b10 0 '' '0' '' 3 2 1] за EEPROM, по -големи от 256 байта, обърнете внимание на втората 0. Проверете листа с данни за вашия EEPROM, за да сте сигурни. Стъпка 3, прочетете стойностите обратно SPI> [0b11 0 r: 3] CS ENABLED <<< чип избор активиран WRITE: 0x03 <<< команда за четене WRITE: 0x00 <<< четене на начален адрес BULK READ 0x03 BYTES: <<< четене 3 стойности0x03 0x02 0x01CS ИЗКЛЮЧЕНО <<И накрая, прочетете данните обратно, за да се уверите, че записът е успешен. Изберете 25AA- ([), изпратете командата за четене (0x03) и начален адрес (0), след което прочетете три стойности (r: 3). Повдигнете CS, за да завършите транзакцията (]). Стойностите съвпадат, записът е успешен. Забележка: използвахме малък 128 -байтов EEPROM, по -големите чипове ще използват 16 -битов (2 -байтов) адрес. Тази команда ще бъде [0b11 0 '' '0' '' r: 3] за EEPROM, по -големи от 256 байта, обърнете внимание на втората 0. Проверете листа с данни за вашия EEPROM, за да сте сигурни.

Стъпка 3: 24AA- / 24LC I2C EEPROM

Чип: 24AA, I2C EEPROM (1Kbyte). Автобус: I2C, изискват се резистори за захранване. Изисквания за захранване: 1.8volts до 5.5volts (24AA), 2.5volts до 5.5volt (24LC). Пълен дневник на сесията на Bus Pirate за тази демонстрация. Не можах да включа някои таблици за форматиране и HTML в Instructable, можете да видите оригинала в блога Dangerous Prototypes. IC4 е 242AA серия I2C EEPROM от Microchip, тези EEPROM се предлагат в тона размери. АА частите работят от 1,8 волта до 5,5 волта, докато частите 24LC имат минимално изискване от 2,5 волта. Кондензатор от 0,1 uF (C2) отделя IC4 от захранването. Щифтът за защита от запис (WP) може да се управлява от микроконтролер, но за тази проста демонстрация го деактивираме с връзка към земята. Игрите на шината I2C, SDA и SCL, се извеждат в заглавие JP2. Адресът на повечето 24AA EEPROM е 1010AAAS, като последните четири бита се определят от адресните щифтове (A0, A1, A2) и бита за избор на режим на четене/запис (С). Всички битове на адреса са заземени в този пример, така че адресът за запис на EEPROM е 10100000 (лист с данни страница 6). Настройка Ако използвате Bus Pirate, свържете го към 3EEPROM или 24AA-IC, както е показано на изображението в диаграмата по-долу. I2C е двупосочна шина, която изисква издърпващи се резистори на двата пина. Можете да използвате вградените резистори на Bus Pirate, като свържете щифта Vpullup (Vpu) към захранването с 3.3 волта и ги активирате в терминала. Забележка за взаимодействие: Не всички I2C EEPROM -и работят еднакво. Малкият 24AA01 например има напълно различна система за адресиране и управление. Не забравяйте да проверите листа с данни за вашия чип. Натиснете 'm' в терминала Bus Pirate и изберете I2C от менюто за режим. Активирайте захранванията (голям 'W') и издърпващите резистори ('p', опция 2) в подканата I2C. Вземете доклад за напрежение ('v'), за да се уверите, че захранванията са включени и щифтът Vpullup е свързан към напрежение. I2C> (0) <<(1) <<< използвайте макрос за търсене на адреси Търсене на 7 -битово I2C адресно пространство. Намерени устройства на: 0xA0 0xA1 <<Вече знаем, че I2C адресът е 10100000, но също така можем да използваме I2C макроса за търсене на Bus Pirate (1) за търсене на 24AA-. Макросът за търсене намери устройството на очакваните адреси за запис (0xA0) и четене (0xA1). Стъпка 1, напишете някои стойности I2C> [0b10100000 0 0 3 2 1] I2C УСЛОВИЕ НА СТАРТ <<< I2C начално условие WRITE: 0xA0 ПОТРЕБИ ДА 1WRITE: 0x00 GOT ACK: YES <<< записване на байт адрес 2WRITE: 0x03 GOT ACK: YES <<< 3 стойности за запис (3, 2, 1) WRITE: 0x02 GOT ACK: YESWRITE: 0x01 GOT ACK: YESI2C STOP УСЛОВИЕ < <Започнете писането с условие за стартиране на I2C ([), последвано от адреса за запис 24AA (0xa0). След това изпратете 16 -битовия адрес за запис на (0 0) и данните за запис (3 2 1). Завършете транзакцията I2C със условие за спиране (]). Стъпка 2, позиционирайте показалеца за четене I2C> [0b10100000 0 0] I2C УСЛОВИЕ НА СТАРТ <<< I2C начално условие WRITE: 0xA0 ПОЛУЧАВА ДА: ДА <<< 24AA- адрес за запис WRITE: 0x00 GOT ACK: YES <<< запишете байт адрес 1WRITE: 0x00 ПОЛУЧАВА ДА: ДА <<< напишете байт за адреса 2I2C УСТАНОВЕ ЗА СТОП <<За четене от 24AA- са необходими две операции. Единият позиционира указателя за четене/запис, другият връща стойностите. Започнете с условие за стартиране на I2C ([) и адреса за запис (0xa0). Изпратете 16 -битовия адрес за четене (0 0) и след това условието за спиране (]). Този път не изпратихме никакви данни за запис, просто позиционирахме показалеца за четене/запис обратно в началото на данните, които написахме в стъпка 1. Стъпка 3, прочетете някои стойности I2C> [0b10100001 r: 3] I2C УСЛОВИЕ НА ЗАПУСК <<< I2C начално условие ЗАПИСАНЕ: 0xA1 ПОЛУЧАВА ДА: ДА <<< 24AA- прочетете адреса ПРОЧЕТЕТЕ ПРОЧЕТЕН 0x03 БАЙТА: <<< прочетете 3 стойности 0x03 0x02 0x01I2C СЪСТОЯНИЕ ЗА СТОП <<Стъпка 2 задайте показалеца за четене/запис в началото на данните, които искаме да прочетем. Сега можем да четем данните, като използваме адреса за четене 24AA. Започнете с условието за стартиране на I2C ([) и адреса за четене 24AA (0xa1). Прочетете трите стойности, които написахме в стъпка 1 (r: 3), и завършете със стоп условие (]). Ако стойностите съвпадат, тогава записът ви е успешен.

Стъпка 4: DS2431 1-Wire EEPROM

Чип: DS2431, 1-жичен EEPROM (1Kbyte). Автобус: 1-Wire, <2.2Kohm издърпващ се резистор. Изисквания за захранване: 2.8volts до 5.25volts. за тази демонстрация. Не можах да включа някои таблици за форматиране и HTML в Instructable, можете да видите оригинала в блога Dangerous Prototypes. DS2431 черпи захранване от издърпващия се резистор и не се нуждае от външно захранване или отделящ кондензатор. 1-Wire се нуждае от силен резистор за изтегляне, максимум 2.2Kohms. Вградените резистори на Bus Pirate са 10K, твърде слаби, за да захранват правилно DS2431 по време на запис. Трябва да използвате 2.2Kohm или по-малък външен резистор между захранването и 1-проводния щифт на шината. Ако имате затруднения при писането на данни, уверете се, че вашият резистор е достатъчно голям. Платката за проучване 3EEPROM включва 1800 омов издърпващ резистор (R1) на 1-проводниковата шина, така че не е необходим външен резистор. Настройка Ако използвате Bus Pirate, свържете го към 3EEPROM платката или DS2431, както е показано на изображението на диаграмата по -долу. DS2431 не изисква захранващ щифт, той се използва на платката 3EEPROM за захранване на големия издърпващ се резистор за 1-проводниковата шина. Свързване Натиснете 'm' в Bus Pirate терминала и изберете режим 1-Wire. Активирайте вградените захранвания (голям „W“) и проверете монитора за напрежение (v). Стъпка 1, намерете адреса на устройството 1-WIRE> (0xf0) <<< 1-Wire макрос за търсене 1WIRE ROM КОМАНДА: ТЪРСЕНЕ (0xF0) Намерени устройства на: Макро 1WIRE адрес 1.0x2D 0x54 0xD2 0xEF 0x00 0x00 0x00 0x2B <<< DS2431 уникален идентификатор*DS2431 1K EEPROM <<Всяко 1-Wire устройство има уникален 8-байтов идентификатор. 1-Wire има процедура за търсене, която открива ID на всички свързани устройства. Bus Pirate реализира 1-Wire търсенето като макрос (240). Въведете „(240)“в терминала Bus Pirate, за да започнете търсенето с 1 проводник. Всеки адрес на устройството се отпечатва, известни устройства се идентифицират. Първите десет адреса на 1-Wire устройство се съхраняват като макроси, в този пример нашият адрес DS2431 е достъпен чрез въвеждане на „(1)“в терминала. Стъпка 2, запишете 8 байта в подложката за скреч 1-WIRE> (0x55) (1) 0x0f 0 0 8 7 6 5 4 3 2 11 WIRRE BUS RESET OK <<< също {команда 1WIRE WRITE ROM COMMAND: MATCH (0x55) * следвайте с 64 -битов адрес 1 WIRE АДРЕС МАКРО 1: 0x2D 0x54 0xD2 0xEF 0x00 0x00 0x00 0x2B 'WRITE: 0x0F <<< DS2431 напишете команда за драскотина WRITE: 0x00 <<< DS2431 напишете адрес байт 1 WRITE: 0x00 <<< DS2431 запишете адрес байт: 0x08 <<След това ще запишем 8 байта на временно място в DS2431, наречено скреч подложка. Стартирайте транзакцията с нулиране на 1-Wire шина и команда MATCH (0x55). И двете са налични като макрос „(0x55)“. Това може да стане и без макрос, като напишете „{0x55“, {изпраща 1-Wire нулиране, 0x55 е 1-Wire MATCH команда. След командата MATCH изпратете 8-байтовия идентификатор на устройството до адреса. Използвахме макроса (1), който беше попълнен с DS2431 ID в стъпка 1. Можете също да въведете 8 -байтовия идентификатор ръчно. В този момент DS2431 е трябвало да получи своя адрес и да е готов за команди. 0x0f е командата за писане, която казва на DS2431 да очаква данни. Следващите два байта казват къде да поставите данните, ще ги запишем в началото (0 0). И накрая, изпращаме 8 байта стойности за съхранение, числата 8 до 1. Трябва да напишете цели 8 байта към DS2431. Освен това адресът за запис трябва да е на 8 байтова граница. Вижте листа с данни за пълен преглед на ограниченията за запис. Стъпка 3, проверете скреч панела и вземете кода за упълномощаване 1-WIRE> (0x55) (1) 0xaa r: 3 r: 8 r: 2 r: 21WRERE BUS RESET OK <<< адрес на устройството 1WIRE WRITE ROM COMMAND: MATCH (0x55) *следвайте с 64 -битов адрес 1 WIRE ADDRESS MACRO 1: 0x2D 0x54 0xD2 0xEF 0x00 0x00 0x00 0x2BWRITE: 0xAA <<< прочетете командата за скреч панел БЛУК ПРОЧЕТЕТЕ 0x03 БАЙТА: <<< код за разрешение 0x00 0x00 0x07BULK ПРОЧЕТЕТЕ 0x08 << 0x07 0x06 0x05 0x04 0x03 0x02 0x01ГЛОБНО ПРОЧЕТАНЕ 0x02 БАЙТА: <<< CRC за даннитеУверете се, че данните са получени правилно и вземете код за разрешение за запис. Започнете отново с 1-Wire нулиране и макрос за команда MATCH (0x55) и макроса на адреса на устройството (1). Този път изпратете командата за четене на DS2431 за четене (0xAA) и след това прочетете общо 15 байта. Първите 3 байта за четене (r: 3) са кодът за разрешение за запис, ще ни е необходим в следващата стъпка, за да копираме скреч подложка към EEPROM. Следващите 8 байта (r: 8) трябва да съвпадат с данните, които изпратихме в стъпка 2. Последните 2 байта (r: 2) са CRC16 за данните. Четенията след CRC връщат всички 1. Стъпка 4, запишете скреч подложката в EEPROM 1-WIRE> (0x55) (1) 0x55 0x00 0x00 0x071WRERE BUS RESET OK <<< адресирайте устройството 1WIRE WRITE ROM COMMAND: MATCH (0x55) *следвайте с 64-битов адрес 1 WIRRE ADDRESS MACRO 1: 0x2D 0x54 0xD2 0xEF 0x00 0x00 0x00 0x2BWRITE: 0x55 <<< копиране на командата за скреч подложка WRITE: 0x00 <<< 3-байтов код за оторизация от стъпка 3WRITE: 0x00WRITE: 0x071-WIRE> Имаме всичко необходимо, за да съхраняваме трайно данните в трайно EEPROM. Адресирайте устройството, след това изпратете командата за копиране на DS2431 за копиране (0x55), последвана от трибайтовия код за оторизация, който получихме в стъпка 3 (0x00 0x00 0x07). Ако кодът за оторизация е правилен, данните се преместват в EEPROM. Стъпка 5, проверете скреч панела, напишете 1-WIRE> (0x55) (1) 0xaa r: 31WIRE BUS RESET OK <<< адрес на устройството 1WIRE WRITE ROM COMMAND: MATCH (0x55) *следвайте с 64-битов адрес 0xD2 0xEF 0x00 0x00 0x00 0x2BWRITE: 0xAA <<< четене на командата за скреч подложка ЧЕТНО ПРОЧЕТАНЕ 0x03 БАЙТА: 0x00 0x00 0x87 <<DS2431 задава най -горния бит на кода за разрешение за запис след успешна команда за копиране. Изпратете друга команда за четене (0xAA), за да получите актуализирания код за оторизация, но просто прочетете първите три байта (r: 3). Предишната стойност 0x07 е променена на 0x87, командата за копиране е получена успешно. Стъпка 6, прочетете отново стойностите 1-WIRE> (0x55) (1) 0xf0 0x00 0x00 r: 8 r: 81WRERE BUS RESET OK <<< адресирайте устройството 1 WIRE WRITE ROM COMMAND: MATCH (0x55) *следвайте с 64-битов адрес 1 WIRE ADDRESS MACRO 1: 0x2D 0x54 0xD2 0xEF 0x00 0x00 0x00 0x2BWRITE: 0xF0 <<< DS2431 команда за четене WRITE: 0x00 <<< 2 байт адрес за четене WRITE: 0x00BULK ПРОЧЕТЕТЕ 0x08 БАЙТА: <<< прочетете 8 байта, които написахме 0x08 БАЙТА: <<Проверете дали записът работи правилно, като извлечете стойностите. Адресирайте DS2431, след това изпратете командата за четене (0xf0) и адреса за четене от (0x00 0x00). Възможно е да прочетете целия обхват на паметта с една команда. Прочетохме осемте байта, които написахме по -рано (r: 8), които върнаха очакваните стойности. Осемте байта извън тези стойности не са записани и връщат 0.

Стъпка 5: Заключение

Заключение Този прототип учи за EEPROM паметта и демонстрира как да използвате Bus Pirate с три общи протокола: 1-Wire, I2C и SPI. 3EEPROM изследователската платка осигурява правилните връзки към всеки EEPROM и осигурява външен издърпващ резистор за по-взискателната 1-Wire шина с компоненти, захранвани от паразити. Можем да имаме 3EEPROM изследователска платка или комплекти, произведени в Seeed Studio. ПХБ са около 10 долара, комплектите са около 15 долара, доставени по целия свят. Трябва да организираме групово закупуване на 10 печатни платки или 20 комплекта, за да започнем.