- 项目名称：MXDBG
- 项目简介：
- 这是一个为 Windows / Mac / Linux 编写的程序，支持 I2C / PWM / SPI / GPIO 等接口。通过
*_config()接口你可以轻松修改对应的参数，只要你知道那些参数是什么意思就行。 - 本项目基于 ESP32-S3 pico 开发板进行构建，通过 USB 连接到 PC后，你可以通过 pyserial 库与 ESP32 的虚拟串口（USB CDC）进行通信（当然，这些已经做得好了封装，你只需要调用相应的 API 即可）。
- 同时，本项目还提供了一个扩展板（有两个版本，分别是
v0.1和v0.2.1），用于扩展多电压管理的 I2C / SPI / GPIO 等接口。
- 这是一个为 Windows / Mac / Linux 编写的程序，支持 I2C / PWM / SPI / GPIO 等接口。通过
- 项目状态：开发中
- 开发语言：C / Python
- 开发平台：Windows / Mac / Linux
- SDK：ESP-IDF
本项目的开发是为了统一多个平台（PC 如 Windows / Linux，嵌入式如 FTDI / STM32 / ESP32 等）的调试环境，同时也为了方便调试程序。本项目的前端使用 Python 编写，后端使用 C 编写。本项目的前端使用了 pyserial 库，用于与 ESP32 的虚拟串口（USB CDC）进行通信。
下面是 ESP32 Pico 的硬件接口示意图，使用时（尤其是 GPIO）请参考下方的引脚定义图。
- PWM 引脚：通道
0（16），通道1（17），通道2（18） - 频率：
10KHz - 占空比：
25%
from mxESP32Debugger.debugger import Dbg as MXDBG
# 创建一个 MXDBG 对象
dev = MXDBG()
# 设置 PWM 频率和占空比
ret, data = dev.pwm_config(pin=16, freq=361, duty=0.5, channel=0)
print(ret, data)
# 启动 PWM
ret, data = dev.pwm_run_stop(True, channel=0)
print(ret, data)
# 关闭 PWM
ret, data = dev.pwm_run_stop(False, channel=0)
print(ret, data)- GPIO 没有默认引脚，你可以选择任何你想要的引脚。
- 你可以修改 GPIO 引脚的模式、上拉/下拉、输出值。
注意：在 ExTBoard for MXDBG v0.1 上使用时，J10 和 J7 中的 GPIO 由 TXS0104E 芯片进行电平转换，不支持用作外设的电源。
from mxESP32Debugger.debugger import Dbg as MXDBG
# 创建一个 MXDBG 对象
dev = MXDBG()
# 设置 GPIO 模式
ret = dev.gpio_config(pin=33,
mode=dev.gpio_mode["GPIO_MODE_OUTPUT"],
pull_up=1,
pull_down=0)
print(ret)
# 设置 GPIO 输出值
ret, data = dev.gpio_write_read(33, 1)
print(ret, data)
# 获取 GPIO 输入值
ret, data = dev.gpio_write_read(33)
print(ret, data)- 引脚：
SCL（11），SDA（10） - 频率：
400KHz - SDA 和 SCL 默认是不上拉的（也就是说，可能你会通信失败），如果需要上拉，可以通过
i2c_config()接口设置。 PORT 1是用来做电源管理的，普通用户请不要使用。
在 ExTBoard for MXDBG v0.1 上使用时，I2C 引脚定义如下：
from mxESP32Debugger.debugger import Dbg as MXDBG
# 创建一个 MXDBG 对象
dev = MXDBG()
# 设置 I2C 频率
ret = dev.i2c_config(freq=400000)
# 写入 I2C 设备
ret, data = dev.i2c_write_read(0x74, [0x06, 0x91], 0)
print(ret, data)
# 读取 I2C 设备
ret, data = dev.i2c_write_read(0x74, [0x00], 2)
print(ret, data)- 引脚：
MISO（12），MOSI（13），SCK（14），CS（15） - 频率： 默认
1MHz - 模式：默认
3 - 全双工模式（可以修改）
在 ExTBoard for MXDBG v0.1 上使用时，SPI 引脚定义如下：
from mxESP32Debugger.debugger import Dbg as MXDBG
# 创建一个 MXDBG 对象
dev = MXDBG()
# 设置 SPI 频率和模式 为 3线半双工模式
ret, data = dev.spi_config(freq=1000000,
miso_io_num=-1, # the key point to config as a half duplex 3-wire mode
cs_ena_pretrans=1,
cs_ena_posttrans=1,
device_interface_flags=(dev.spi_device["SPI_DEVICE_HALFDUPLEX"] | dev.spi_device["SPI_DEVICE_3WIRE"])
)
print(ret, data)
# 写入和读取数据
for _ in range(100):
ret, data = dev.spi_write_read([0x01], 1)
assert data[0] == 0x59, "read_error"注意：若你观察到 SPI 信号上有些振铃，那是因为 SPI 信号不稳定，可以通过以下方法尝试解决：
- 增加或降低 SPI 时钟频率。
- 替换 SPI 外设和设备间的
0hm电阻为50ohm（或33Ohm等） 电阻。
A: 通过 dev.get_extboard_version() 接口可以获取扩展板的版本号。
A: 可以，通过 dev.restart() 接口可以控制 ESP32 进行复位，此时 ESP32 S3 的 USB 会从 PC 上断开，你需要通过 dev = MXDBG() 重新创建一个 MXDBG 对象。
ExtBoard for MXDBG v0.1 与 ESP32-S3 Pico 开发板连接方式如下：
查阅 Schematic of ExtBoard for MXDBG 以获取更多信息。
- J3: 扩展供电接口，提供了四类电源输出，分别是
1.2V/1.8V/3.3V/5V - J4: 提供扩展 GPIO （
3.3V）（IO0/IO5/IO6/IO7）。 - J5: 影响着 U3 芯片的电源供应（
1.2V或1.8V），需要连接。 - J6: 影响着 U2 芯片的电源供应（
1.2V或1.8V），需要连接。 - J7: 影响着 I2C 外设 的 level shifter 功能，需要连接。
- J8: 影响着芯片的 I2C SCL 的上拉功能，需要连接。
- J9: 影响着芯片的 I2C SDA 的上拉功能，需要连接。
- J10: 影响着 SPI 外设 的level shifter 功能，需要连接。
- J11: 连接着 ESP32-S3 Pico 的
GP8~GP11到 TXS0104E （U2）的B1~B4。 - J12: 连接着 ESP32-S3 Pico 的
GP12~GP15到 TXS0104E （U3）的B1~B4。
- 扩展 GPIO 需要通过 PCA9557PW 控制，已集成至
expand_io_write_read()接口中，会通过内部的 I2C1 连接到 MCU。 - 需要注意的是，IO0 是开漏的，也就是说，如果你不额外连接上拉电阻，那么你的 IO0 将无法通过
expand_io_write_read()接口上拉至高电平。
from mxESP32Debugger.debugger import Dbg as MXDBG
# 创建一个 MXDBG 对象
dev = MXDBG()
# 扩展 IO 初始化
ret = dev.expand_io_init()
print(ret)
# 设置 IO 模式
dev.expand_io_config(7, 0) # 设置 IO7 为输入，0: 输入，1: 输出
# 设置 IO 输出值
dev.expand_io_write_read(7, 1)
# 获取 IO 输入值
dev.expand_io_write_read(7)J5连接器用于 SPI level shifter 的电源供应，J6连接器用于 I2C level shifter 的电源供应。- 你可以通过
power_control()接口控制 SPI/I2C Level Shifter 的电源。
from mxESP32Debugger.debugger import Dbg as MXDBG
# 创建一个 MXDBG 对象
dev = MXDBG()
# power init
dev.power_init()
# 控制 SPI/I2C Level Shifter 的电源
dev.power_control(communication_type="I2C", power_type="0V") # communication_type: "SPI" / "I2C" ; power_type: "0V" / "1V2" / "1V8"相比于 v0.1 版本，v0.2.1 版本的扩展板提供了更多的功能，如下：
- 支持在同一个 SPI / I2C 连接口上修改成
1.2V/1.8V/3.3V，以便用户在不需要重新插拔设备的情况下多电压测试通信。 - 减少了许多不必要的连接器，使得板子更加简洁。
- 对主要的通信方式 (SPI / I2C) 进行丝印标记，方便用户使用。
- 同时增加了 4个GPIO 可控的电源，支持直接从 LDO 引出电源，以解决之前版本扩展IO不能为设备供电的问题。
ExtBoard for MXDBG v0.2.1 与 ESP32-S3 Pico 开发板连接方式如下：
查阅 Schematic of ExtBoard for MXDBG 以获取更多信息。
- J3: 扩展供电接口，提供了四类电源输出和GND，电源输出（带有丝印）分别是
1.2V/1.8V/3.3V/5V。 - J4: 提供 4个可控电源输出，支持直接从 LDO 引出电源（丝印分别是
1V8_1/1V8_2/3V3_1/3V3_2）;以及 6个 GPIO （3.3V）（IO12/IO13/IO14/IO15/IO16/IO17）。 - J5: 提供 SPI 连接器，包括
MISO/MOSI/SCK/CS。 - J6: 提供 I2C 连接器，包括
SCL/SDA; 以及 2个 GPIO （3.3V）（GP8/GP9）。
IO12~IO17默认是输入拉高模式，也就是说他虽然是输入模式，但是它能被检测到3.3V，并且这一点（暂时）无法修改。- 使用方法与 ExtBoard v0.1 一致。
- ExtBoard v0.2.1 相较 ExtBoard v0.1 提供了4个由 GPIO 控制的电源，直接从 LDO 引电为设备提供开关支持。
- 控制方法和普通的扩展GPIO 一致，只是不支持使用
expand_io_config()进行修改（防止用户误修改）。
同时，ExtBoard v0.2.1 和 ExtBoard v0.1 都支持了使用 数字（
int） 或 字符串 (str) 来指定需要控制的引脚。
from mxESP32Debugger.debugger import Dbg as MXDBG
# 创建一个 MXDBG 对象
dev = MXDBG()
# expand io init
ret = dev.expand_io_init()
print(ret)
# the power resource pins has 3 ways to control, just as follows.
ret, data = dev.expand_io_write_read("1v8_1", 1)
print(ret, data)
ret, data = dev.expand_io_write_read("IO6", 1)
print(ret, data)
ret, data = dev.expand_io_write_read(6, 1)
print(ret, data)测试了一下用 python 控制 1v8_1 口极限上下电，发现速率最高大概在 50Hz，基本上算是能用的水平，毕竟还有通信开销。
经测试，虽然 3v3_1 和 3v3_2 都有些下电缓慢，从 3.3V 下降到 0.99V 以下需要 1ms，但是 USB 的通信速率根本碾不上，所以不用担心。
加入了对 3.3V 电源控制的功能，其他特性与 ExtBoard v0.1 保持一致。