Первая прошивка, ошибки, FAQ

Первая прошивка


Итак, разобрались со средой разработки, теперь можно загрузить первую прошивку. Можно загрузить пустую прошивку, чтобы просто убедиться, что все драйвера установились и платы вообще прошиваются. Рекомендуется делать это с новой платой, к которой никогда не подключались датчики и модули, чтобы исключить выход платы из строя по вине пользователя.

1. Плата подключается к компьютеру по USB, на ней должны замигать светодиоды. Если этого не произошло:

  • Неисправен USB кабель
  • Неисправен USB порт компьютера
  • Неисправен USB порт Arduino
  • Попробуйте другой компьютер, чтобы исключить часть проблем из списка
  • Попробуйте другую плату (желательно новую), чтобы исключить часть проблем из списка
  • На плате Arduino сгорел входной диод по линии USB из-за короткого замыкания, устроенного пользователем при сборке схемы
  • Плата Arduino сгорела полностью из-за неправильного подключения пользователем внешнего питания или короткого замыкания

2. Компьютер издаст характерный сигнал подключения нового оборудования, а при первом подключении появится окошко “Установка нового оборудования”. Если этого не произошло:

  • См. предыдущий список неисправностей
  • Кабель должен быть data-кабелем, а не “зарядным”
  • Кабель желательно втыкать напрямую в компьютер, а не через USB-хаб
  • Не установлены драйверы Arduino (во время установки IDE или из папки с программой), вернитесь к установке.

3. В списке портов (Arduino IDE/Инструменты/Порт) появится новый порт, обычно COM3. Если этого не произошло:

  • См. предыдущий список неисправностей
  • Некорректно установлен драйвер CH341 из предыдущего урока
  • Если список портов вообще неактивен – драйвер Arduino установлен некорректно, вернитесь к установке
  • Возникла системная ошибка, обратитесь к знакомому компьютерщику

4. Выбираем свою плату. Если это Arduino Nano, выбираем в Инструменты\Плата\Arduino Nano. Если другая – выбираем другую. Нажимаем стрелочку в левом верхнем углу (загрузить прошивку). Да, загружаем пустую прошивку.

  • [Только для Arduino Nano] В микроконтроллер китайских нанок зашит “старый” загрузчик, поэтому выбираем Инструменты\Процессор\ATmega328p (Old Bootloader). Некоторые китайцы зашивают в свои платы новый загрузчик, поэтому если прошивка не загрузилась (загрузка идёт минуту и вылетает ошибка avrdude: stk500_getsync()) – попробуйте сменить пункт Процессор на ATmega328p

Если появилась надпись “Загрузка завершена” – значит всё в порядке и можно прошивать другие скетчи. В любом случае на вашем пути встретятся другие два варианта событий, происходящих после нажатия на кнопку “Загрузка” – это ошибка компиляции и ошибка загрузки. Вот их давайте рассмотрим более подробно.

Ошибки компиляции


Возникает на этапе сборки и компиляции прошивки. Ошибки компиляции вызваны проблемами в коде прошивки, то есть проблема сугубо софтварная. Слева от кнопки “загрузить” есть кнопка с галочкой – проверка. Во время проверки производится компиляция прошивки и выявляются ошибки, если таковые имеются. Ардуино в этом случае может быть вообще не подключена к компьютеру.

  • В некоторых случаях ошибка возникает при наличии кириллицы (русских букв) в пути к папке со скетчем. Решение: завести для скетчей отдельную папочку в корне диска с английским названием.
  • В чёрном окошке в самом низу Arduino IDE можно прочитать полный текст ошибки и понять, куда копать
  • В скачанных с интернета готовых скетчах часто возникает ошибка с описанием название_файла.h no such file or directory. Это означает, что в скетче используется библиотека <название файла>, и нужно положить её в Program Files/Arduino/libraries/. Ко всем моим проектам всегда идёт папочка с использованными библиотеками, которые нужно установить. Также библиотеки всегда можно поискать в гугле по название файла.
  • При использовании каких-то особых библиотек, методов или функций, ошибкой может стать неправильно выбранная плата в “Инструменты/плата“. Пример: прошивки с библиотекой Mouse.h или Keyboard.h компилируются только для Leonardo и Micro.
  • Если прошивку пишете вы, то любые синтаксические ошибки в коде будут подсвечены, а снизу в чёрном окошке можно прочитать более детальное описание, в чём собственно косяк. Обычно указывается строка, в которой сделана ошибка, также эта строка подсвечивается красным.
  • Иногда причиной ошибки бывает слишком старая, или слишком новая версия Arduino IDE. Читайте комментарии разработчика скетча
  • Ошибка недостаточно свободного места возникает по вполне понятным причинам. Если в проекте используется плата Nano на процессоре 328p, а вы сэкономили три рубля и купили на 168 процессоре – скупой платит дважды. Оптимизация: статическая память – память, занимаемая кодом (циклы, функции). Динамическая память занята переменными.

Частые ошибки в коде, приводящие к ошибке компиляции


  • expected ‘,’ or ‘;’ – пропущена запятая или точка запятой на предыдущей строке
  • stray ‘\320’ in program – русские символы в коде
  • expected unqualified-id before numeric constant – имя переменной не может начинаться с цифры
  • … was not declared in this scope – переменная или функция используется, но не объявлена. Компилятор не может её найти
  • redefinition of … – повторное объявление функции или переменной
  • storage size of … isn’t known – массив задан без указания размера

Ошибки загрузки


Возникают на этапе, когда прошивка собрана, скомпилирована, в ней нет критических ошибок, и производится загрузка в плату по кабелю. Ошибка может возникать как по причине неисправностей железа, так и из-за настроек программы и драйверов.

  • USB кабель, которым подключается Arduino, должен быть Data-кабелем, а не кабелем только для зарядки. Нужным нам кабелем подключаются к компьютеру плееры и смартфоны.
  • Причиной ошибки загрузки являются не установленные/криво установленные драйвера CH340, если у вас китайская NANO.
  • Также будет ошибка avrdude: ser_open(): can’t open device, если не выбран COM порт, к которому подключена Arduino. Если кроме COM1 других портов нет – читай два пункта выше, либо попробуй другой USB порт, или вообще другой компьютер.
  • Большинство проблем при загрузке, вызванных “зависанием” ардуины или загрузчика, лечатся полным отключением ардуины от питания. Потом вставляем USB и по новой прошиваем.
  • Причиной ошибки загрузки может быть неправильно выбранная плата в “Инструменты/Плата”, а также неправильно выбранный процессор в “Инструменты/Процессор”. Также в свежих версиях IDE нужно выбирать ATmega328P (Old Bootloader) для китайских плат NANO.
  • Если у вас открыт монитор COM порта в другом окне Arduino IDE или плата общается через СОМ порт с другой программой (Ambibox, HWmonitor, SerialPortPlotter и т.д.), то вы получите ошибку загрузки, потому что порт занят. Отключитесь от порта или закройте другие окна и программы.
  • Если у вас задействованы пины RX или TX – отключите от них всё! По этим пинам Arduino общается с компьютером, в том числе для загрузки прошивки.
  • Если в описании ошибки встречается bootloader is not responding и not in sync, а все предыдущие пункты этого списка проверены – с вероятностью 95% сдох загрузчик. Второй неприятный исход – загрузчик “слетел”, и его можно прошить заново.

Предупреждения


Помимо ошибок, по причине которых проект вообще не загрузится в плату и не будет работать, есть ещё предупреждения, которые выводятся оранжевым текстом в чёрной области лога ошибок. Предупреждения могут появиться даже тогда, когда выше лога ошибок появилась надпись “Загрузка завершена“. Это означает, что в прошивке нет несовместимых с жизнью ошибок, она скомпилировалась и загрузилась в плату. Что же тогда означают предупреждения? Чаще всего можно увидеть такие:

  • # Pragma message……. – сообщения с директивой Pragma обычно выводят библиотеки, сообщая о своей версии или каких-то настройках
  • Недостаточно памяти, программа может работать нестабильно – Чуть выше этого предупреждения обычно идёт информация о задействованной памяти. Память устройства можно добивать до 99%, ничего страшного не случится. Это флэш память и во время работы она не изменяется. А вот динамическую память желательно забивать не более 85-90%, иначе реально могут быть непонятные глюки в работе, так как память постоянно “бурлит” во время работы. НО. Это зависит от скетча и в первую очередь от количества локальных переменных. Можно написать такой код, который будет стабильно работать при 99% занятой SRAM памяти. Так что ещё раз: это всего лишь предупреждение, а не ошибка.

FAQ


Завершая раздел Введение в Arduino поговорим о вопросах, которые очень часто возникают у новичков:

  • Ардуину можно прошить только один раз? Нет, несколько десятков тысяч раз, всё упирается в ресурс flash памяти. А он довольно большой.
  • Как стереть/нужно ли стирать старую прошивку при загрузке новой? Память автоматически очищается при прошивке, старая прошивка автоматически удаляется.
  • Можно ли записать две прошивки, чтобы они работали вместе? Нет, при прошивке удаляются абсолютно все старые данные. Из двух прошивок нужно сделать одну, причём так, чтобы не было конфликтов.
  • Можно ли “вытащить” прошивку с уже прошитой Ардуины? Теоретически можно, но только в виде нечитаемого машинного кода, в который преобразуется прошивка на С++ при компиляции, т.е. вам это НИКАК не поможет, если вы не имеете диплом по низкоуровневому программированию.
    • Зачем это нужно? Например есть у нас прошитый девайс, и мы хотим его “клонировать”. В этом случае да, есть вариант сделать дамп прошивки и загрузить его в другую плату на таком же микроконтроллере.
    • Если есть желание почитать код – увы, прошивка считывается в виде бинарного машинного кода, превратить который обратно в читаемый Си-подобный код обычному человеку не под силу
    • Вытащить прошивку, выражаясь более научно – сделать дамп прошивки, можно при помощи ISP программатора, об этом можно почитать здесь
    • Снять дамп прошивки можно только в том случае, если разработчик не ограничил такую возможность, например записав лок-биты, запрещающие считывание Flash памяти, или вообще отключив SPI шину. Если же разработчик – вы, и есть желание максимально защитить своё устройство от копирования – гуглите про лок-биты и отключение SPI

Видео


Важные страницы


  • Набор GyverKIT – большой стартовый набор Arduino моей разработки, продаётся в России
  • Каталог ссылок на дешёвые Ардуины, датчики, модули и прочие железки с AliExpress у проверенных продавцов
  • Подборка библиотек для Arduino, самых интересных и полезных, официальных и не очень
  • Полная документация по языку Ардуино, все встроенные функции и макро, все доступные типы данных
  • Сборник полезных алгоритмов для написания скетчей: структура кода, таймеры, фильтры, парсинг данных
  • Видео уроки по программированию Arduino с канала “Заметки Ардуинщика” – одни из самых подробных в рунете
  • Поддержать автора за работу над уроками
  • Обратная связь – сообщить об ошибке в уроке или предложить дополнение по тексту (alex@alexgyver.ru)
Назад Работа с Arduino IDE
guest
0 комментариев
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии