【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南

【瑞萨RA4系列开发板体验】开发环境搭建和新手点灯指南

文章目录

  • 【瑞萨RA4系列开发板体验】开发环境搭建和新手点灯指南
    • 一、简单开箱
    • 二、芯片简介
    • 三、开发环境搭建
      • 2.1 安装FSP(RASC)
      • 2.2 安装Keil MDK
      • 2.3 安装RA4M2 Keil Pack
      • 2.4 安装RFP(瑞萨烧录工具)
    • 三、新手点灯指南
      • 3.1 创建RASC项目
      • 3.2 查阅开发板原理图
      • 3.3 设置LED1引脚为输出
      • 3.4 编写LED1闪烁的代码
      • 3.5 设置Keil生成hex文件
      • 3.6 编译Keil项目
      • 3.8 准备烧录——切换开发板MODE跳线
      • 3.7 创建RFP项目
      • 3.8 使用RFP烧录hex
      • 3.9 准备运行——切回开发板MODE跳线
    • 四、参考链接

修改记录:

  • 2022-11-20 初版开始
  • 2022-11-24 初版完成

本文介绍将如何从零搭建RA4M2 Keil开发环境,以及如何点亮RA-Eco-RA4M2-100PIN开发板上的一个LED灯。开发环境搭建部分,详细介绍了不依赖额外硬件调试器的开发环境,即搭建一个只是用使用开发板自带USB口进行烧录的开发环境。新手点灯指南部分,以点灯为例,详细记录了创建项目、编写代码、编译代码、烧录固件、运行程序的完整操作步骤,即便你此前完全没有使用过瑞萨MCU,参考这里的步骤也可以完成整个过程。

一、简单开箱

感谢电子发烧友组织的试用活动,感谢瑞萨生态社区提供的RA-Eco-RA4M2-100PIN开发板

上周一(14号)收到了快递,鸽了一周,今天周天(20号)终于开始写环境搭建的帖子了。

拆开塑料快递包装袋,里面是朴实无华的包装盒:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第1张图片

拆开包装盒,可以看到防静电袋包装的板子和一根Type-C数据线:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第2张图片

拆开包装袋,就是开发板了:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第3张图片

开发板也很简洁,几乎是正方形的,可以看到:

  • 上方两个USB Type-C口、一个电源指示灯(POWER);
    • 左边Type-C为串口、右边Type-C为烧录口
  • 下方是三个按键、两个触摸按键和三个LED灯;
  • 中间偏上两边各有一个PMOD扩展接口;
  • 中间偏下两边各有一个40pin的扩展接口;
  • 正中间是主控MCU——R7FA4M2AD3CFP;

二、芯片简介

芯片手册(中英文):https://ramcu.cn/public/uploads/files/20220902/11cd840caf4b98cdfc43f7c10f672be4.pdf

芯片手册(英文):https://www.renesas.cn/cn/en/document/dst/ra4m2-group-datasheet?r=1469026

RA4M2系列MCU关键特性:

  • 支持 TrustZone 的 100MHz Arm Cortex-M33
  • 安全芯片的功能
  • 256kB - 512kB 闪存、64kB SRAM(支持奇偶校验)以及 64kB ECC SRAM
  • 8KB 数据闪存,提供与 EEPROM 类似的数据存储功能
  • 1kB 休眠用 SRAM
  • 从 48 引脚封装扩展至 100 引脚封装
  • 电容式触摸传感单元 (CTSU)
  • 全速 USB 2.0,支持主机模式和设备模式
  • CAN 2.0B
  • 四线 SPI
  • SCI(UART、简单 SPI、简单 I2C)
  • 独立SPI/I2C 多主接口
  • SDHI 和 MMC

主控芯片特写,可以清楚的看到型号:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第4张图片

三、开发环境搭建

这里搭建的是硬件依赖最少的开发环境,即使用开发板的USB烧录口进行固件烧录。如果你准备使用JLink或DAP-Link其他硬件调试器进行烧录,部分操作步骤略有差异,这里不再介绍。

2.1 安装FSP(RASC)

Flex Software Package,简称FSP,它包含了HAL库和配置工具;其中,配置工具叫 RA Smart Configurator,简称RASC

FSP官网下载页面:https://www2.renesas.cn/cn/zh/software-tool/flexible-software-package-fsp

FSP GitHub下载页面:https://github.com/renesas/fsp/releases

当前最新版本v4.1.0安装包:https://github.com/renesas/fsp/releases/download/v4.1.0/setup_fsp_v4_1_0_rasc_v2022-10.exe

安装没啥难度,一路“下一步”就好了,安装完成界面如下:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第5张图片

2.2 安装Keil MDK

MDK安装,默认设置,一路下一步就好了,没啥难度,不再详细介绍。

2.3 安装RA4M2 Keil Pack

Keil默认不支持RA系列MCU,需要安装瑞萨RA系列MCU Keil支持包才能支持RA系列MCU。

瑞萨RA系列MCU Keil支持包,可以在瑞萨生态社区提供的网盘中找到,网盘链接如下:

https://pan.baidu.com/s/1h-qcTIGobEBK88NgHODUhg?pwd=odqe

2.4 安装RFP(瑞萨烧录工具)

烧录工具软件及手册:https://ramcu.cn/public/uploads/files/20220713/2fa558318112ab2330e2cdb7a60291ab.zip

安装程序运行后界面如下:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第6张图片

接受协议,一路下一步即可,不再赘述。

三、新手点灯指南

这里以点灯为例,详细记录了从创建项目、编写代码、编译代码、烧录固件、运行程序的完整操作步骤,即便你此前完全没有使用过瑞萨MCU,参考这里的步骤也可以完成整个过程。本节名为“新手点灯指南”即为此意,即便你是完完全全的新手,也可以顺利点灯。

3.1 创建RASC项目

开始菜单,打开“Renesas RA Smart Configurator 4.1.0”,开始创建RASC项目:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第7张图片

其中,项目名称、保存路径可以修改,默认的项目名称是FSP_Project,我这里没有修改。

接下来是选择设备:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第8张图片

本次试用的RA-Eco-RA4M2-100PIN开发板主控MCU型号是R7FA4M2AD3CFP;

接下来选择IDE:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第9张图片

这里选Keil MDK Version 5.

TrustZone类型选择:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第10张图片

这里不使用TrustZone,因此选择第一个。

接下来是RTOS类型选择:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第11张图片

这里不使用RTOS,下拉菜单无需修改。除此之外,还有FreeRTOS和AzureRTOS可供选择。

接下来是项目模板选择:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第12张图片

因为前面选择了“No RTOS”,这一步只有一个裸机(Bare Metal)可供选择了。

到这里,创建项目所需的选择全部完成,FSP界面如下:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第13张图片

这里需要注意的是这几个地方:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第14张图片

3.2 查阅开发板原理图

开发板原理图,见此帖内容:https://bbs.elecfans.com/jishu_2313024_1_1.html

开发板LED相关原理图:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第15张图片

可以看到,三个LED对应引脚分别为:

  • LED1:P415
  • LED2:P404
  • LED3:P405

3.3 设置LED1引脚为输出

接下来回到FSP软件,点击pins标签,切换到引脚配置视图,找到P415引脚:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第16张图片

修改mode配置:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第17张图片

修改后,Ctrl+S保存,再点击右上角的“Generate Project Content”生产Keil项目。

3.4 编写LED1闪烁的代码

FSP生成Keil项目后,可以切回到Summary视图,查看项目位置。点击右侧的小箭头按钮,可以在文件管理器中打开位置:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第18张图片

双击打开Keil项目文件FSP_Project.uvprojx,项目结构如下图:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第19张图片

打开hal_entry.c开始编写代码:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第20张图片

/* TODO: add your own code here */代码下方添加代码:

    R_BSP_PinAccessEnable();
    while(1) {
        R_BSP_PinWrite(BSP_IO_PORT_04_PIN_15, BSP_IO_LEVEL_HIGH);
        R_BSP_SoftwareDelay(500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);

        R_BSP_PinWrite(BSP_IO_PORT_04_PIN_15, BSP_IO_LEVEL_LOW);
        R_BSP_SoftwareDelay(500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
    }

编写代码时,可以查阅FSP API参考,具体可以通过FSP Summary页的帮主文档图标打开本地网页,或者查看在线的API文档:https://renesas.github.io/fsp/modules.html

PS:API参考对后续开发非常有用,毕竟这么多底层接口不可能全部记住。

比如,可以查阅上面点灯代码用到的:

  • IO访问接口(这里的R_BSP_PinWrite):https://renesas.github.io/fsp/group___b_s_p___i_o.html
  • MCU接口(这里的R_BSP_SoftwareDelay):https://renesas.github.io/fsp/group___b_s_p___m_c_u.html

另外,点灯使用如下代码也可以:

    while(1) {
        R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_04_PIN_15, BSP_IO_LEVEL_HIGH);
        R_BSP_SoftwareDelay(500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);

        R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_04_PIN_15, BSP_IO_LEVEL_LOW);
        R_BSP_SoftwareDelay(500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
    }

二者差别是:

  • 使用R_BSP_PinWrite之前,需要先调用R_BSP_PinAccessEnable,否则后续的R_BSP_PinWrite不起作用;
  • R_BSP_PinWrite是两个参数,而R_IOPORT_PinWrite是三个参数,前者更方便、更优雅一些;

接下来就可以准备 编译、烧录、运行 了。

3.5 设置Keil生成hex文件

添加完了代码之后,就可以编译项目了。

由于我准备使用开发板的USB烧录口进行烧录,瑞萨烧录工具需要使用hex文件,因此需要让Keil生成hex文件。

具体设置为:

  1. 右击选择“Options for Target 1”;
  2. 点Output标签页;
  3. 勾选“Create HEX File”,如下图:
    【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第21张图片
  4. 点OK确认设置。

3.6 编译Keil项目

接下来是Keil中编译项目,可以直接点击编译按钮,或者按F7键;编译完成后,build output视图输出如下:
【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第22张图片

3.8 准备烧录——切换开发板MODE跳线

刚拿到的开发板,MODE跳线默认为“Internal Flash”,开始烧录前需要将其切换为“SCI/USB Boot”,切换后如下图:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第23张图片

跳线切换完成后,将开发板USB烧录口连接到PC。

此时,将会被识别为虚拟串口设备,可以通过“设备管理器”查看:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第24张图片

3.7 创建RFP项目

瑞萨烧录工具(Renesas Flash Programmer,简称RFP)安装后,通过开始菜单“Renesas Flash Programmer V3.08”可以将其打开。初次打开后界面如下:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第25张图片

该烧录工具也要创建项目,由于初次使用没有创建项目,因此Start按钮是灰色的。

接下来,点击File -> New Project菜单,开始创建RFP项目:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第26张图片

其中,

  • Microcontroller为MCU系列,选择RA;
  • Project Name为项目名,可以自行命名,这里填写LED1;
  • Project Folder为项目文件夹,可以修改,这里保持默认;
  • Tool下拉为烧录设备端口,选择COM port,如果有多个串口设备可以通过Tool按钮选择;

填写完如下图:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-olUNUW58-1669379504121)(https://gitee.com/swxu/pics/raw/master/imgs/RFP_new_project_filled.png)]

此时点击Connect,将会创建项目,并连接设备:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第27张图片

可以看到,已经成功读出了设备信息。

3.8 使用RFP烧录hex

接下来就可以使用RFP烧录hex了。首先点击Browse按钮,选择hex文件:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第28张图片

测试发现,MCU复位之后,只能使用RFP进行一次操作,包括读取设备信息、烧录等。

**注意:**烧录之前,需要再按一次开发板的复位键(因为点击Connect之后,读了一次设备信息);

接下来,点击Start,开始烧录,烧录完成后界面如下:

【瑞萨RA4M2】开发环境搭建和点灯指南_第29张图片

3.9 准备运行——切回开发板MODE跳线

烧录完成后,将开发板USB Type-C口的USB线拔下(断电),将MODE跳线切回原来的Internal Flash模式。

再次插上USB线(上电),就可以看到LED闪烁了:

四、参考链接

  1. GitHub FSP最新版
  2. e² studio | Renesas
  3. RA4M2 - 100MHz Arm® Cortex®-M33 TrustZone®,具有高集成度和低功耗 | Renesas
  4. RA Flexible Software Package Documentation: MCU Board Support Package (renesas.github.io)
  5. RA SC User Guide for MDK and IAR
  6. 灵活配置软件包 (FSP) | Renesas
  7. RA4M2 - 瑞萨 RA MCU 生态社区
  8. MDK Version 5 (keil.com)

你可能感兴趣的:(MCU,单片机,嵌入式硬件,arm)