Считать прошивку arduino ide
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Представьте такую ситуацию. 'У вас есть плата от принтера (допустим китайского), которая содержит какую-то свою прошивку. И вот настал тот день и тот час, когда вы решили, что вам нужно эту прошивку поменять, по тем или иным причинам. Но вас всё ещё держит одно 'но'. Вы боитесь всё испортить и хотите иметь возможность откатиться обратно. Но как назло - нормальной информации в интернете по вопросу, как забэкапить прошивку особо не нагуглишь. Примерно с такой проблемой ко мне, намедни, обратился один из участников нашего сообщества. И я решил, что раз уж так, то почему бы не поведать всем о том, как же это можно сделать.Но прежде чем писать умные мысли - всё надо проверять, чем я и занялся. Эксперименты я проводил с Arduino Mega 2560. О ней дальше я и буду писать.
Поначалу я попытался пойти привычным способом 'влоб', достал программатор китайский (на заглавной фотке), подключился по ISP, и скачал прошивку. Попытался её залить назад. Льётся, но верификацию не проходит. Битых несколько часов рыл интернет, чтобы понять, как же можно нормально скачать прошивку с Меги по ISP. Толком ничего вразумительного не нашёл, но зато понял, что прошивку можно скачать и залить обратно и без программатора. Об этом опыте я и напишу ниже. А вот о том, как скачивать прошивку не с Arduino платы, да так чтобы она потом назад заливалась я напишу как-нибудь в следующий раз, когда у меня появится плата, которую можно безбоязненно пускать и в огонь и в воду.
Ладно, к делу. Для начала нам нужна утилита Avrdude, она входит в поставку Arduino IDE и в моей версии лежала в папке '%appdata%Arduino15packagesarduino oolsavrdude6.0.1-arduino2in'. Открываем папку, жмём на пустом месте SHIFT + правая кнопка мыши, а в меню выбираем 'Открыть окно команд'. Теперь приведу простую команду, которая проверяет, что контроллер читается.
Если всё в порядке, то вы должны увидеть примерно такой текст (см. скриншот).
-p atmega2560 - установка типа контроллера.
-c wiring - установка программатора. Это внутренний программатор в плате Arduino Mega 2560. Может я и не правильно выразился, но тот же атрибут использует IDE, когда заливает скомпилированный скетч.
-P COM5 - настройка порта, в который воткнут USB шнурок от Arduin'ы. Подглядеть можно из IDE.
Дальше - скачаем '.hex' файл с прошивкой из контроллера. Для этого воспользуемся командой:
avrdude.exe -p atmega2560 -c wiring -PCOM5 -b115200 -Uflash:r:'printer_firmware'.hex:iЕсли всё хорошо, ориентируемся на скриншот, прошивка сохраниться в файле 'printer_firmware.hex' рядом с avrdude.exe.
Новые атрибуты команды:
-b115200 - скорость порта для программатора.
Uflash:r:'printer_firmware'.hex:i - указание считать прошивку в файл 'printer_firmware.hex'.
Считать считали, теперь её можно бэкапить, но вот как её восстановить потом? Да тоже ничего сложного, команда не будет сильно отличаться от чтения.
avrdude.exe -p atmega2560 -c wiring -PCOM5 -b115200 -D -Uflash:w:'printer_firmware'.hex:i
Новые атрибуты команды:
-D - запрещает автоматическую очистку памяти микроконтроллера перед прошиванием.
-Uflash:w:'printer_firmware'.hex:i - указывает на то, что нужно записать в память данные из файла 'printer_firmware.hex'.
Дальше я подключил свою Arduino Mega 2560 назад к рампам и проверил, что прошивка работает корректно. Как видите эксперимент хоть и частично, но удался. Так что и я и вы теперь знаете, как можно забэкапить прошивку из ATmega2560, что установлена на Arduino Mega2560.
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Загрузка скетча в плату Ардуино
Давайте сначала разберемся с тем, что происходит внутри ардуино, когда мы решаем изменить внутреннюю программу, управляющую им.
Что происходит, когда мы жмем кнопку «Загрузить»
Плата Ардуино – это микроконтроллер AVR (Atmega8/168/328 или Atmega1280/2560), который прошивается загрузчиком. В микроконтроллер записывается программа, называемая прошивкой, которая позволяет получать сигналы с датчиков, обрабатывать нажатия кнопок, общаться с различными устройствами через интерфейсы, управлять исполнительными процессами.
При подключении платы Ардуино к источнику питания, внутри него начинается активная деятельность микропрограмм. При запуске микроконтроллера управление получает загрузчик. Первые 2 секунды он проверяет, поступил ли новый код от пользователя. Кроме того загрузчик подает импульсы на пин, к которому подключен светодиод, и он начинает мигать. Это означает, что загрузчик установлен и работает исправно. Когда подается скетч, загрузчик записывает его во флеш-память микроконтроллера. Затем эта программа подается на выполнение. Если данные не поступили, загрузчик запускает предыдущую программу. Во время выполнения программы внутри Ардуино выполняется ряд операций по инициализации и настройке среды окружения, и только после этого начинается выполнение кода.
Вызов setup и loop при загрузке
В самом коде имеются несколько основных функций, на их примере можно рассмотреть работу микроконтроллера.
Команда void setup() – в ней записываются данные, которые микроконтроллер выполняет в момент загрузки, а после может про них забыть. В этой функции указываются номера пинов, к которым подключается устройство, подключаются и инициализируются библиотеки, устанавливается скорость работы с последовательным портом.
Функция void loop – в нее помещаются команды, которые должны выполняться, пока включена плата. Микроконтроллер начнет выполнять программы, начиная с первой, и когда дойдет до конца, сразу вернется в начало, чтобы повторить эту же последовательность бесконечное число раз.
Загрузка скетча в Arduino IDE
Обзор возможных вариантов загрузки скетча
Кратко весь алгоритм можно записать следующим образом: Написание кода >> компиляция >> загрузка в микроконтроллер. При загрузке скетча используется Bootloader (Загрузчик). Он представляет собой небольшую программу, которая загружается в микроконтроллер на Ардуино. С помощью этой программы можно загружать скетч, не используя дополнительные аппаратные средства. При работе загрузчика на плате будет мигать светодиод.
1. Загрузка в Arduino IDE. Самый простой и удобный вариант загрузки кода. Все, что нужно сделать – это написать или найти нужный скетч и загрузить его.
- Ускоренная загрузка скетча в Arduino IDE. С помощью этого метода можно увеличить скорость загрузки в микроконтроллер в два раза. Для этого нужно лишь зайти в Настройки и снять галочку с пункта Проверка кода. Пропуская шаг проверки, будет уменьшено количество байтов, которые передаются во время загрузки. При этом все равно некоторые из видов проверок будут осуществлены, но они не занимают долгого времени. Отключать проверку кода не рекомендуется, если Ардуино помещается в какой-либо ответственный проект (например, в спутник). Также можно провести проверку, если подключение производится через очень длинный USB кабель (порядка 10 метров).
Уменьшение времени загрузки при помощи отключения проверки работает с любой платой Ардуино, которая использует USB соединение. Все эти микроконтроллеры используют загрузчик avrdude. Платы, которые используют загрузчик Catarina, не нуждаются в отключении проверки кода, так как этот загрузчик работает быстрее.
- Загрузка скетча в Ардуино через Bluetooth. Этот способ используется, когда нужно обойтись без физического соединения Ардуино и компьютера – например, в силовых цепях или радиочастотных цепях. Для реализации загрузки потребуется Bluetooth-модуль, который оснащен платой-адаптером для Ардуино. Этот модуль нужно подключить к компьютеру через переходник USB-UART-TTL. Работа с модулем осуществляется с помощью AT-команд.
- Загрузка при помощи Андроид-устройства. Для осуществления такого типа загрузки кода понадобятся провода USB-A – USB-B и USB-Host (OTG-кабель), Ардуино и устройство на базе Андроид с поддержкой режима host. На Андроид-устройство нужно установить программу ArduinoDroid или ArduinoCommander из Google Play. Все устройства нужно соединить при помощи кабелей, после этого можно включать Ардуино и загружать на него код. Нужно запустить установленную программу. При включении начнется обновление IDE, на что понадобится некоторое время.
Сначала работа будет рассмотрена на примере программы ArduinoCommander. После ее запуска нужно нажать USB-Device. Затем нужно наддать Autodetect, чтобы Андроид-устройство выполнило поиск Ардуино и отобразило его на экране. Как только Ардуино появится на экране, нужно на него нажать. Чтобы перейти в меню, нужно щелкнуть в нижнем правом углу. В этом меню можно загрузить скетч с SD-карты.
ArduinoDroid представляет собой среду разработки, компилятор и загрузчик одновременно. Начать компиляцию скетча нужно нажав на кнопку Lightning-Button. После завершения компиляции нужно нажать на кнопку загрузки. Загрузка занимает несколько секунд. По окончании загрузки ардуино запустит на выполнение новый код.
- Программирование при помощи Raspberry Pi. Можно загружать скетчи двумя способами – при помощи Arduino IDE и при помощи пакета arduino-mk. Пакет позволяет собирать и загружать скетчи Ардуино из командной строки.
Структура памяти Ардуино, где располагается скетч и данные
На микроконтроллере Ардуино имеется 3 вида памяти – флеш-память, которая используется для хранения скетчей, ОЗУ для хранения переменных и EEPROM для хранения постоянной информации. Из этих типов памяти флеш-память и EEPROM являются энергонезависимыми, то есть информация сохраняется при выключении питания. ОЗУ используется только для хранения данных, которые имеют отношение к исполняемой программе.
Микроконтроллер ATmega168, который используется на части плат Ардуино, имеет 16 Кб флеш-памяти, 1024 байта для ОЗУ и 512 байт EEPROM. Важно обратить внимание на малый объем ОЗУ. Большие программы могут полностью ее израсходовать, что приведет к сбою в программе. По этой причине нужно следить за тем, сколько строк занимает программа, и по возможности удалять лишнее. Уменьшить объем кода можно несколькими способами:
На объем памяти не влияют размер имени переменных и комментарии. Компилятор устроен таким образом, что не включает эти данные в скомпилированный скетч.
Для измерения объема занимаемой памяти ОЗУ используется скетч из библиотеки MemoryFree. В ней имеется специальная функция freeMemory, которая возвращает объем доступной памяти. Также эта библиотека широко используется для диагностики проблем, которые связаны с нехваткой памяти.
Оптимизация флеш-памяти. Как только будет окончена процедура компиляции, в окне появится информация о занимаемой памяти кодом. Если скетч занимает большую часть памяти, нужно произвести оптимизацию использования флеш-памяти:
- Использование констант. Аналогично как и для ОЗУ задавать неизменяющиеся значения константами.
- Удалить ненужные Serial.println. Эта команда используется, когда нужно увидеть значения переменных в разных местах программы, нередко эта информация просто не нужна. При этом команды занимают место в памяти, поэтому, убедившись в корректной работе программы, некоторые строки можно удалить.
- Отказ от загрузчика – можно программировать микроконтроллер через контакты ICSP на плате с использованием аппаратных программаторов.
Флеш память является безопасным и удобным способом хранения данных, но некоторые факторы ограничивают ее использование. Для флеш-памяти характерна запись данных блоками по 64 байта. Также флеш-память гарантирует сохранность информации для 100000циклов записи, после чего информация искажается. Во флеш-памяти имеется загрузчик, который нельзя удалять или искажать. Это может привести к разрушению самой платы.
EEPROM память используется для хранения всех данных, которые потребуются после отключения питания. Для записи информации в EEPROM нужно использовать специальную библиотеку EEPROM.h, которая входит в число стандартных библиотек в Arduino IDE. Чтение и запись информации в EEPROM происходит медленно, порядка 3 мс. Также гарантируется надежность хранения данных для 100000 циклов записи, потому лучше не выполнять запись в цикле.
Варианты прошивки Ардуино
Прошивка с помощью Arduino IDE
Прошить плату при помощи среды разработки Arduino IDE можно в несколько шагов. В первую очередь нужно скачать и установить саму программу Arduino IDE. Также дополнительно нужно скачать и установить драйвер CH341. Плату Ардуино нужно подключить к компьютеру и подождать несколько минут, пока Windows ее опознает и запомнит.
После этого нужно загрузить программу Arduino IDE и выбрать нужную плату: Инструменты – Плата. Также нужно выбрать порт, к которому она подключена: Инструменты – Порт. Готовая прошивка открывается двойным кликом, чтобы ее загрузить на плату, нужно нажать кнопку «Загрузить» вверху панели инструментов.
В некоторых ситуациях может возникнуть ошибка из-за наличия кириллицы (русских букв) в пути к папке с кодами. Для этого файл со скетчами лучше создать и сохранить в корне диска с английским наименованием.
Прошивка с помощью программатора
Одни из самых простых способов прошивки платы – при помощи программатора. Заливка будет производиться в несколько этапов.
В первую очередь нужно подключить программатор к плате и к компьютеру. Если программатор не опознается компьютером, нужно скачать и установить драйверы.
После этого нужно выбрать плату, для которой нужно прошить загрузчик. Это делается в меню Сервис >> Плата.
Затем нужно выбрать программатор, к которому подключен контроллер. В данном случае используется USBasp.
Последний шаг – нажать на «записать загрузчик» в меню Сервис.
После этого начнется загрузка. Завершение произойдет примерно через 10 секунд.
Прошивка Arduino через Arduino
Для того чтобы прошить одну плату с помощью другой, нужно взять 2 Ардуино, провода и USB. В первую очередь нужно настроить плату, которая будет выступать в качестве программатора. Ее нужно подключить к компьютеру, открыть среду разработки Arduino IDE и найти в примерах специальный скетч ArduinoISP. Нужно выбрать этот пример и прошить плату.
Теперь можно подключать вторую плату, которую нужно прошить, к первой. После этого нужно зайти в меню Инструменты и выставить там прошиваемую плату и тип программатора.
Можно начать прошивать устройство. Как только прошивка будет открыта или написана, нужно перейти в меню Скетч >> загрузить через программатор. Для заливания прошивки не подходит стандартная кнопка загрузки, так как в этом случае прошивка будет загружена на первую плату, на которой уже имеется прошивка.
Заключение
В этой статье мы рассмотрели различные аспекты загрузки скетчей в Arduino Uno и Nano. Прошивка плат на базе микроконтроллеров ATmega328 и ATmega256, как правило, не сложна и может выполняться одним нажатием кнопки в Arduino IDE. За эту простоту мы должны благодарить встроенную программу-загрузчик, выполняющую за нас все основные действия на низком уровне.
Как считать скетч с платы и сравнить с исходником ?
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Доброго времени! Есть работающий проект на ардуинке, есть несколько версий ПО. Как узнать какой именно скетч зашит в плате, чтобы его редактировать и не наломать дров. Есть ли в среде такая функция ?
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
В ардуину прошивается не скетч, какой мы его видим в редакторе (исходный код) , а hex в машинных кодах (после процесса компиляции). Считать этот hex можно, но исходный код Вы не получите.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
сравнить машинные коды. если в руках есть исходник один в один такой же, что прошит в ардуину (и скомпилированный с теми же параметрами) то HEX должны совпасть до байта
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Задачи поднять скетч из хекса нет. Как средствами ардуино выкачать хекс из платы и сравнить с хексом от имеющихся скетчей ?
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Для этого нужен программатор. Например дешёвый китайский USBasp или другая ардуина со скетчем ArduinoISP (эмулятор программатора). Через графический интерфейс самой среды Arduino IDE нет такой возможности. Нужно либо вручную запускать консольную утилиту Avrdude с параметрами (которую автоматически запускает Arduino IDE после компиляции), ч то-то типа: avrdude -C avrdude.conf -c arduino -P com3 -b 57600 -p m328p -U flash:v:"C:\test.hex":a -q , где test.hex - хекс, с которым сравниваем то, что записано в памяти МК. Считать и сохранить прошивку можно примерно так: avrdude -C avrdude.conf -c arduino -P com3 -b 57600 -p m328p -U flash:r:"C:\save.hex":i -q (можете потом хоть вручную байты сверять).
Либо воспользоваться графической оболочкой для Avrdude, например SinaProg:
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Вообще нормальные люди для этого придумали писать версию в коде, чтобы ее можно было увидеть при загрузке в последовательном порте например.
И снова привет Хабр. Этот материал является продолжением моей предыдущей статьи — ESP8266 и Arduino, подключение, распиновка, и, должен сказать, что они взаимосвязаны. Я не буду затрагивать темы, которые уже раскрыты.
А сегодня, я поведаю, как же программировать ESP8266 при помощи Arduino IDE, так же прошивать другие прошивки, например NodeMcu… Вообщем, этот материал не ограничивается только одной темой Ардуино.
Тема ESP8266 — довольно таки непростая. Но, если работать с этими Wi-Fi модулями в среде разработки Arduino IDE — порог вхождения опускается до приемлемого для обычного ардуинщика уровня. Да и не только ардуинщика, а любого человека, у которого есть желание сварганить что-то по теме IoT(интернет вещей), причём не затрачивая много времени читая документацию для микросхемы и изучение API для этих модулей.
Данное видео, полностью дублирует материал, представленный в статье ниже.
Ну что же, мы уже умеем подключать ESP8266 и переводить его в режим программирования, теперь давайте перейдём к чему-то более полезному.
Скажу сразу — один раз запрограммировав модуль в среде разработки ардуино, мы сносим родную прошивку, и у нас пропадёт возможность работать с модулем при помощи AT-команд. Лично мне, от этого, не холодно/не жарко, но если кому-то это будет нужно — ближе к концу статьи я покажу, как обратно прошить в модуль родную прошивку, ну или какой-то загручик типа NodeMcu.
Для начала, на офф.сайте качаем последнюю версию Arduino IDE, на данный момент это 1.6.7. Более старые версии типа 1.0.5. не подойдут, потому что банально не имеют нужного функционала, а танцы с бубном нас не интересуют, не так ли?
Запускаем среду разработки и тут же идём в Файл/Настройки:
Вставляем ссылку в поле «Дополнительные ссылки для Менеджера плат:» и жмём «OK».
Данную ссылку я взял на странице проекта Arduino core for ESP8266 WiFi chip.
Потом идём Инструменты/Плата:/Менеджер плат.
Перед нами появится окно менеджера плат, листаем его до самого низа, и если всё сделано правильно мы увидим что-то подобно этому:
Кликаем курсором по надписи "esp8266 by ESP8266 Community" после этого, у нас появилась кнопка «Установка», выбираете нужную версию, я беру последнюю, на сегодняшний день это 2.1.0. и устанавливаю её. Среда разработки закачает нужные ей файлы(около 150 мегабайт) и напротив надписи "esp8266 by ESP8266 Community" появится «INSTALLED» то есть установлено:
Листаем список плат вниз и видим, что в списке у нас появилось много разных ESP, берём «Generic ESP8266 Module»:
Идём в «Инструменты» и выбираем нужный COM порт(у меня это COM32) Arduino или USB UART конвертора, потом ставим Upload Speed:«115200»:
Далее открываем консоль в Arduino IDE, подаём питание на модуль, если всё было сделано правильно, то мы увидим что-то в этом роде:
Выставляем скорость 74880 и «NL & CR» и опять же отключаем и подаём питание и он ответит кое какой отладочной информацией:
Заметьте, 74880 — не основная скорость ESP8266, просто он всего лишь на ней отправляет отладочную информацию. Если модуль ничего не отправляет в консоль, тогда возможно что-то подключили не так как надо.
По умолчанию скорость должна быть 115200, но в отдельных случаях может быть и 9600 и другие… Так что попробуйте подобрать.
После подбора нужной скорости отправляем модулю «AT» и он должен ответить что всё «ОК». Команда «AT+GMR» выводит информацию о прошивке.
Прежде чем начать прошивать ESP8266 в Arduino IDE я советую дочитать статью до конца.
Теперь давайте попробуем прошить ESP8266 через Arduino IDE. Переводим модуль в режим программирования(как это сделать я писал в предыдущей статье).
Давайте зашьём мигалку штатным светодиодом:
Замигал? Значит всё сделано правильно. Откуда я взял что светодиод подключен на первый пин? В предыдущей статье есть картинка с распиновкой разных модулей, и там есть разметка портов, при использовании загрузчика Arduino(пины отмечены розовым цветом).
Мигание светодиодом это конечно хорошо, но надо бы какой-то веб-сервер заделать или начать управлять светодиодом хотя бы при помощи кнопок в браузере, не так ли? Но об этом я расскажу уже как-нибудь в другой раз.
А теперь как прошить назад родную прошивку, да и как вообще прошивать модуль сторонними загрузчиками. Для ESP8266 есть такая программа как NodeMCU Flasher, которая изначально предназначена для прошивки загрузчика NodeMCU. Но как оказалось, она отлично прошивает и другие прошивки.
Я прикреплю к статье архив с данной программой и прошивкой для удобства, но тут всегда можно скачать новую версию NodeMCU Flasher.
В папке «nodemcu-flasher-master» есть 2 папки Win64 и Win32 и в зависимости от того какая разрядность у вашей ОС выбираем нужную. Дальше в папке Release запускаем «ESP8266Flasher.exe» и видим интерфейс программы:
Выбираем нужный COM порт и идём во вкладку «Config», убираем хрестик около «INTERNAL://NODEMCU» и ставим его на один пункт ниже, как на скрине:
(Если захотите прошить загрузчик NodeMCU — убираете хрестик там где его не было, и ставите — где он был, то есть около «INTERNAL://NODEMCU»).
Потом жмём по шестеренке и выбираем где лежит наша прошивка, прошивка как правило в формате *.bin(в прикреплённом архиве это «v0.9.5.2 AT Firmware.bin» которая лежит в основной папке), и так же выбираем «0x00000» как и выше.
Дальше идём во вкладку «Advanced» и меняем там скорость на 115200, именно эта скорость будет основная и модуль будет отзываться по ней на AT-команды в случае соответствующей прошивки.
Возвращаемся опять на вкладку «Operation» переводим модуль в режим программирования и жмём «Flash»:
Всё, модуль начал прошиваться, после перепрошивки не забываем перезагрузить модуль и вуаля, он прошит нужной нам прошивкой.
Проверяем AT-командой «AT+GMR» сделали ли мы всё верно:
Как видите всё нормально прошилось.
By Сергей ПоделкинЦ ака MrПоделкинЦ.
Уже на подходе плата на базе esp32:
Которая значительно круче чем esp8266, так что нас скоро ждёт бум, как мне кажется, темы IoT(интернет вещей).
Читайте также: