【RA4M2-SENSOR开发板评测】基础架构与环境感知

【RA4M2-SENSOR开发板评测】基础架构与信号测量

收到了 RA 生态工作室寄来的 RA4M2-SENSOR 开发板，主控芯片为 R7FA4M2AD3CFL 本系列评测的第一篇，我们将启动 “数据采集系统” 项目。本文将详细介绍如何在 e² studio 中搭建 FSP 与 FreeRTOS 协同运行的基础架构，并实现 MCU 的核心环境感知功能：包括 ADC 采集外部信号、uart波形输出为后续复杂功能的实现奠定坚实的基础。

FreeRTOS 任务划分

为了实现多功能并发测试，我们将项目功能分解为多个独立的 FreeRTOS 任务。本期主要聚焦于如下两个任务。

任务名称	功能描述	优先级 (Prio)	职能定位
Analog	周期性采集 ADC 数据、控制 DAC 输出。	Prio 3 (高)	数据采集者 ：确保数据采集的高时效性。
Hmi	管理 GPT、RTC、WDT；处理 CTSU 触摸。	Prio 2 (中)	时间管理者与界面协调者 ：负责系统的时序和基本交互。

FreeRTOS 环境搭建

新建工程

我们选择使用 Renesas 官方提供的 e² studio 集成开发环境，因为这是使用强大的 QE 工具最便捷的一个方式。
在 e²studio 中，我们创建一个新的 FSP 项目，并选择 FreeRTOS 作为我们的实时操作系统 (RTOS)。

配置内核参数

启用 FreeRTOS 后，我们需要仔细配置其内核参数，如：
启用 use time slicing
启用 support dynamic allocation
修改线程的优先级以及动态内存分配

新建线程

在 e²studio 中新建线程十分简单，进入 configuration 界面，可以点击新建线程：

添加堆分配算法

在任意一个线程中配置算法，这里选择 heap4 这个算法适用于整个 RTOS

点击生成代码，可以看到相关线程文件已经被生成。

具体功能实现

使用芯片的ADC功能，分辨率：12位，采用单次扫描模式，通过ADC_CHANNEL_0进行采样，由线程控制采样间隔。
采样得到的ADC值转换为实际电压，初始化一个串口来传输信号。每个采样点立即通过UART发送，确保10kHz的数据流。这对串口的波特率也有要求。采用上位机可视化，需要封装相应的数据包。
连接信号进行测试，在上位机可以观测到相应波形：

本期总结

在第一期评测中，我们成功地搭建了 R7FA4M2A 基于 FSP 和 FreeRTOS 的稳定开发框架，并验证了其核心的模拟功能。系统能够高效率地采集环境数据，并提供基础的视觉反馈。