深入解析Renesas Starter Kit for RX660：硬件设计与使用指南

引言

在电子工程师的日常工作中，拥有一款功能强大且易于使用的开发工具至关重要。Renesas Starter Kit for RX660（以下简称RSK RX660）就是这样一款值得关注的产品。它为评估Renesas微控制器提供了一个全面的平台，涵盖了硬件设计的多个方面，本文将详细解读其各项特性和使用方法。

文件下载：Renesas Electronics RX660入门套件.pdf

产品概述

目的与特性

RSK RX660是一款用于评估Renesas微控制器的工具，其主要特点包括支持微控制器编程、用户代码调试，配备了如开关、LED和电位计等用户电路，还提供了示例应用和外设设备初始化代码。该开发板集成了微控制器运行所需的所有电路，为开发者提供了便利。

板子规格

项目	规格
微控制器	型号：R5F56609HDFB 封装：144 - pin PLQP0144KA - B 片上内存：ROM 1MB，RAM 128KB 板载内存：I2C EEPROM 2Kbit
输入时钟	RX660主：24MHz RX660副：32.768kHz RL78/G1C主：12MHz
电源供应	DC电源插孔：5V输入 电源供应IC：5V输入，3.3V输出
调试接口	E2 Lite 14 - pin盒式插头
开关	复位开关x1 用户开关x3
电位计	单圈，10kΩ（用于ADC）
LED	电源指示灯：绿色x1 用户指示灯：绿色x1，橙色x1，红色x2
CAN	连接器：2.54mm间距，3 - pin x1 CAN驱动器x1
LIN	连接器：2.54mm间距，3 - pin x1 LIN驱动器x1
遥控信号接收器	IR接收器模块（产品中未包含）
USB转串口转换器	连接器：USB - MiniB 驱动器：RL78/G1C微控制器（型号R5F10JBCANA）
Pmod™	PMOD1：角型，12 - pin连接器 PMOD2：直型，12 - pin连接器
应用板接口	2.54mm间距，26 - pin x2（JA1，JA2），50 - pin x1（JA3），24 - pin x2（JA5，JA6）

硬件设计细节

电源供应

1. 要求：该开发板有一个可选的中心正极电源连接器，使用2.0mm桶形电源插孔（PWR），主电源连接到PWR时应至少提供10W功率以确保其全部功能正常运行。开发板支持一个外部电压输入，默认电源配置为5V，需注意避免误接高电压输出的电源。
2. 上电行为：购买时，开发板的Renesas微控制器中已预编程了示例教程软件的“Release”版本。若需进一步了解该示例，可参考《Renesas Starter Kit Smart Configurator Tutorial Manual》。

板子布局

1. 组件布局：开发板的组件布局清晰，通过提供的布局图（图3 - 1）可以直观地看到各组件的位置。
2. 板子尺寸：图3 - 2展示了板子的尺寸和连接器位置，所有通孔连接器都采用2.54mm间距网格，方便进行接口连接。
3. 组件放置：图3 - 3和图3 - 4分别展示了板子顶面和底面的组件放置情况，组件类型和值可在板子原理图中查看。

连接性

1. 内部板连接：图4 - 1展示了CPU板组件及其与MCU的连接，有助于工程师理解内部电路的工作原理。
2. 调试器连接：图4 - 2展示了CPU板、E2 Lite调试器和主机PC之间的连接，为调试工作提供了清晰的指导。

用户电路

1. 复位电路：CPU板配备了复位控制电路，由RES开关触发，可生成所需的复位信号。关于复位信号的定时要求，可参考《RX660 Group User’s Manual: Hardware》；关于复位电路的详细信息，可查看CPU板原理图。

2. 时钟电路：时钟电路用于生成驱动MCU和相关外设所需的时钟信号。开发板上安装的振荡器信息如下表所示：	晶体	功能	默认放置	频率	设备封装
   X1	RX660的主MCU晶体	已安装	24MHz	封装，SMT
   X2	RX660的实时时钟	已安装	32.768kHz	封装，SMT
   X3	RL78/G1C的主MCU晶体	已安装	12MHz	封装，SMT

3. 开关：开发板上有四个开关，其功能和连接情况如下表所示：	开关	功能	MCU
   信号（端口）	引脚
   RES	按下时，微控制器复位	RES#	19
   SW1	连接到IRQ9输入，用于用户控制	P91	129
   SW2	连接到IRQ10输入，用于用户控制	P92	128
   SW3	连接到IRQ15输入，用于用户控制；连接到ADTRGO输入，用于ADC控制	P07	144

4. LED：开发板上有五个LED，其功能、颜色和连接情况如下表所示：	LED	颜色	功能	MCU
   端口	引脚
   POWER	绿色	指示板VCC电源轨的状态	NC	NC
   LED0	绿色	用户操作的LED	P17	38
   LED1	橙色	用户操作的LED	PF5	9
   LED2	红色	用户操作的LED	P04	5
   LED3	红色	用户操作的LED	P06	3

5. 电位计：单圈电位计作为分压器连接到模拟输入AN000（端口P40，引脚141），可在板VCC和AVSS0之间创建电压。不过，它并不一定能反映控制器ADC的精度，如需进一步了解，可参考《RX660 Group User’s Manual: Hardware》。
6. Pmod™：开发板配备了Digilent Pmod™接口连接器，需将提供的LCD模块连接到PMOD1连接器。安装LCD模块时要小心，避免引脚弯曲或损坏，同时要采取适当的ESD保护措施。
7. USB串口端口：USB串口端口通过Renesas低功耗微控制器（RL78/G1C）实现，并连接到RX660串行通信接口（SCI）模块。将开发板首次通过USB/串口连接到运行Windows™的PC时，PC会自动搜索并安装驱动程序。若没有驱动程序，可从此处下载。
8. 控制器局域网（CAN）：开发板上安装了CAN - FD收发器IC（最大数据速率5Mbps），并连接到CAN MCU外设。关于CAN协议和支持的操作模式的详细信息，可参考《RX660 Group User’s Manual: Hardware》。
9. 本地互连网络（LIN）：开发板上安装了LIN收发器IC，并连接到扩展串行模式MCU外设。关于支持的操作模式的详细信息，可参考《RX660 Group User’s Manual: Hardware》。
10. I2C总线（Inter - IC Bus）：RX660具有I2C（Inter - IC Bus）接口（RIICa），RIIC0连接到一个2Kbit EEPROM。
11. 遥控信号接收器：开发板配备了用于遥控接收功能的IR接收器模块图案，但产品中未包含该模块。关于IR接收器模块的规格，可参考制造商网站（VISHAY，型号TSOP32438）。

配置

开发板提供了多种配置选项，可通过修改链接电阻或带有可移动跳线的插头来实现。在进行修改时，需注意避免损坏附近的组件，并确保不会出现信号冲突或短路的情况。具体配置选项包括MCU操作模式、E2 Lite调试器配置、电源供应配置、时钟配置、模拟电源和ADC/DAC配置、总线配置、CAN配置、通用IO和LED配置、I2C和EEPROM配置、IRQ和开关配置、MTU和POE和定时器配置、PMOD1和PMOD2配置、串行和USB转串口配置、LIN配置以及遥控信号接收器配置等，每个配置选项都有详细的表格说明其功能和设置方法。

头文件

1. 应用头文件：开发板配备了应用头文件，可用于连接兼容的Renesas应用设备或方便访问MCU引脚。文档中详细列出了各个应用头文件（JA1、JA2、JA3、JA5、JA6）的连接情况。
2. 微控制器引脚头文件：开发板还配备了MCU引脚头文件，用于访问所有MCU的引脚。文档中列出了各个微控制器引脚头文件（J1、J2、J3、J4）的连接情况。

代码开发

概述

使用Renesas软件工具进行代码调试时，RSK开发板必须通过E2 Lite调试器连接到PC。关于E2 Lite调试器的调试功能的详细信息，可参考《E2 emulator Lite User’s Manual》（R20UT3240EJ）和《E1/E20/E2 Emulator, E2 Emulator Lite Additional Document for User's Manual》（R20UT0399EJ）。

编译器限制

随开发板提供的编译器在首次使用后的60天内是全功能的，60天后将默认限制为最大128k代码和数据。若要使用大于此大小的程序，需从经销商处购买完整的工具。同时，编译器的保护软件会检测系统时钟的变化，将系统时钟调回可能会导致试用期限提前过期。

模式支持

MCU支持单芯片和引导模式（SCI、用户和FINE），这些模式可在RSK开发板上进行配置。具体修改要求可参考文档中的6.2节。其他MCU操作模式则在MCU的寄存器中进行配置，相关寄存器信息可在《RX660 Group User’s Manual: Hardware》中查找。需要注意的是，只能在RSK处于复位状态或关闭状态时更改MCU操作模式，否则可能会损坏MCU。

调试支持

随开发板提供的E2 Emulator Lite支持断点、事件点（包括执行中插入）和基本跟踪功能，但限制为最多8个片上事件点、256个软件中断点和256个分支/周期跟踪。详细信息可参考《E2 Emulator Lite User’s Manual》（R20UT3240EJ）。

地址空间

关于MCU地址空间的详细信息，可参考《RX660 Group User’s Manual: Hardware》中的“Address Space”部分。

总结

Renesas Starter Kit for RX660为电子工程师提供了一个丰富的开发平台，从硬件设计的多个方面到代码开发的各个环节都有详细的设计和说明。通过深入了解其功能和使用方法，工程师能够更高效地进行Renesas微控制器的开发和调试工作。在使用过程中，务必仔细遵循文档中的注意事项和操作指南，以确保开发工作的顺利进行。大家在使用这款开发板的过程中，有没有遇到过什么独特的问题或者有什么特别的经验呢？欢迎在评论区分享交流。