瑞萨RA-Eco-RA4M2开发板基本模板搭建与LED指南

本文转自RA生态工作室：

瑞萨“RA MCU众测宝典”环境搭建专题再添硬核实操！这次将解锁“基本模板搭建与LED”技能，加入简易调度器实现多任务管理，一步步搞定“能直接落地”的开发模板，不管是入门练手还是项目开发都能复用。

开启宝典

前言

本人因参加嵌赛而接触到瑞萨的新赛道，由此与瑞萨结缘。当时投入到学习瑞萨对我来说很新颖的开发环境。相较于传统开发方式，瑞萨自家的FSP库（类似于HAL库）极大简化了作品的开发流程，显著提高了开发效率，并提供了更高的灵活性。在完赛后本人也是深深爱上这种简便开发。

接下来，我们将开始对瑞萨基于Arm Cortex-M处理器内核的RA4M2-100pin进行系统学习与实验测试。

NO.1

开发环境准备

首先，引用以下文档：

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RAM2系列是比较主流化的类型之一，主打一个低功耗，基于48 MHz Arm Cortex-M33内核，适用于电池供电、物联网终端及其他对功耗敏感的应用场景。我们自己做一些一般的嵌入式产品也完全够用，我们测试的这一款是100pin脚的，有五六个串口，与独立I2C等等。

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那么这里推荐用官方开放软件e2s，你也可以上网搜下用keil教程；下载器的话，省时省力当时直接到立创商城买的官方下载器，瑞萨所有系列芯片都支持用，如果板子上有板载下载器还可以直接用串口下载，就是稍微麻烦点。

01

下载e2studio

e2studio软件的官方页面和github下载页面如下，可扫描二维码或复制链接到浏览器查看。

e2studio软件的官方页面

https://www.renesas.cn/cn/zh/software-tool/e-studio

github上有各种版本下载，下载页面如下

https://github.com/renesas/fsp/releases

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注意在最开始让选择是快速安装还是自定义安装，选快速安装，自己安装容易少下载一些固件，在后续编码时候容易出问题。

02

下载Flash Programmer

我使用Renesas Flash Programmer软件进行烧录hex程序，下载链接在官网，可扫描二维码或复制链接到浏览器查看。

Flash Programme下载链接

https://www.renesas.cn/zh/software-tool/renesas-flash-programmer-programming-gui

NO.2

模板准备

01

入门

首先打开e2s，新建文件：

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根据板子上的芯片，在Device中选择对应型号，注意下面的Toolchains中选择GNU，后面编译起来更方便。

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后面页面默认不修改，之后得到一个初步程序。

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首先根据板子主晶振，修改时钟：

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我这块板子上芯片所接的外部晶振是24Mhz的，可能有些是12Mhz的，在下面这里可以修改晶振的大小，还可以修改不同时钟线的频率，我一般用外部晶振比较多，注意在这个小齿轮页面做出的任何改动都要最终按右上角的生成键。

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在这个页面里，首先修改成生成hex文件；其次这几个勾选上，不然后续串口输出编译会报错。

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02

配置基本函数

模板里面，需要一些LED和基本的串口输出；因为HAL库虽然简便，但是也有弊端，程序出了问题很难找到原因，所以我习惯用LED和串口打印帮助排除问题；程序卡住LED可以直观让我知道具体卡在哪，串口则可以排除程序逻辑错误等等。

在src新建俩文件，在俩文件内新建LED和串口的.c.h文件。

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现在就可以去瑞萨特有的FSP库生成初始代码，先把烧录方式改成SWD；看原理图，这三个led灯接的pin脚，并且另一端是地，也就是给高电平是点亮，找到这几个pin脚，修改为外部输入模式OUTPUT。

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SCI里面找到和typeC一起的串口9，这样既可以供电也可以用来调试。

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串口这里要注意在pin脚页面配置好后，还有配置Stack，会生成一个块，点击它，左下角属性里面，可以修改配置串口详细的所有基础信息，函数名，波特率，回调函数等等。

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所使用的UART属性描述

点击生成代码后旁边的资源里面，在HAL里面就会有相应你配置模块的函数，最常见一些OPEN，ENABLE等等，你可以直接拖动出来，使用这些函数，相当于帮你封装好了功能函数，你只需要根据需求修改封装函数的入口参数即可。

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03

key板块

首先是编写key常用封装函数，包括LED的开闭，反转以及定时闪烁。

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//LED单独开闭
#define LED1_OFF     R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_04_PIN_05, BSP_IO_LEVEL_LOW);
#define LED1_ON     R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_04_PIN_05, BSP_IO_LEVEL_HIGH);


#define LED2_OFF     R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_04_PIN_04, BSP_IO_LEVEL_LOW);
#define LED2_ON     R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_04_PIN_04, BSP_IO_LEVEL_HIGH);


#define LED3_OFF     R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_00_PIN_02, BSP_IO_LEVEL_LOW);
#define LED3_ON     R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_00_PIN_02, BSP_IO_LEVEL_HIGH);


//LED翻转
#defineLED1_TURN     R_PORT4->PODR ^=1 <<(BSP_IO_PORT_04_PIN_05 & 0xFF);
#define LED2_TURN         R_PORT4->PODR ^=1 <<(BSP_IO_PORT_04_PIN_04 & 0xFF);
#define LED3_TURN         R_PORT0->PODR ^=1 <<(BSP_IO_PORT_00_PIN_02 & 0xFF);


//LED闪烁函数
#define LED1_SHINE()            R_PORT4->PODR ^=1 <<(BSP_IO_PORT_04_PIN_05 & 0xFF);
                             R_BSP_SoftwareDelay(500,BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
#define LED2_SHINE()            R_PORT4->PODR ^=1 <<(BSP_IO_PORT_04_PIN_04 & 0xFF);
                             R_BSP_SoftwareDelay(500,BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
#define LED3_SHINE()            R_PORT0->PODR ^=1 <<(BSP_IO_PORT_00_PIN_02 & 0xFF);
                             R_BSP_SoftwareDelay(500,BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);

开关函数（ON/OFF）

实现方式：调用瑞萨现成的库函数R_IOPORT_PinWrite；

工作原理：直接向指定的引脚写入明确的高电平或低电平信号，就像直接给灯下命令“开”或“关”；

特点：代码最清晰，可移植性好，但执行效率相对较低。

翻转函数（TURN）

实现方式：直接操作硬件寄存器。

工作原理：使用按位异或操作符^=。1 << (PIN号)会生成一个只有目标位为1的掩码，与该寄存器的当前值进行异或运算。

异或规则：相同为0，不同为1

效果：如果目标位当前是0（灯灭），异或后变为1（灯亮）；如果当前是1（灯亮），异或后变为0

特点：执行速度极快（直接操作寄存器），但代码可读性稍差，且高度依赖硬件，但我个人最喜欢用这个排除错误

闪烁函数（SHINE）

实现方式：翻转函数+阻塞延时。

工作原理：它其实是先做了一次翻转操作，然后立即调用一个延时函数R_BSP_SoftwareDelay。这个延时函数会让整个CPU停下来等待指定的时间（500毫秒）。

特点：

这是一个组合动作（翻转并延时）。

阻塞式：在延时的半秒内，CPU不能做任何其他事情。因此它通常需要放在循环里才能实现连续闪烁，并且不适合在需要同时处理多任务的系统中使用。

个人喜欢用这个解决程序堵塞。

将其放在.h文件内，在主函数中声明后，全局就都可以使用。

04

uart模块

回显输出

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#include"debug.h"


voidUart9_Init()
{
 fsp_err_terr = FSP_SUCCESS;


 //串口初始化
  err =R_SCI_UART_Open(&g_uart9_ctrl, &g_uart9_cfg);


 assert(FSP_SUCCESS == err);
}




//R_SCI_UART_Write(&g_uart9_ctrl, p_src, bytes);
//使用该函数后，标志位会被置位，使用时要及时在被置位后清零标志位，否则在连续调用时，会导致数据丢失




volatilebool uart_complete_flag =false;


voidcallback_uart9_debug(uart_callback_args_t*p_args)
{
 switch(p_args->event)
  {
   caseUART_EVENT_RX_CHAR:
    {
     R_SCI_UART_Write(&g_uart9_ctrl, (uint8_t*)&(p_args->data),1);
     //当接受字符，出发中断，发送原字符
     break;
    }


   caseUART_EVENT_TX_COMPLETE:
     {
       uart_complete_flag=true;
      break;
     }
   default:
     break;
  }
}

虽然Uart9_Init里面只有一行指令，但还是最好封装为一个函数，这样方便后续程序多起来后我们可以直观的理解与调用，也方便他人阅读。

这样编写好了串口的回显，为了后续可以直接用printf串口打印调试信息，我们还需要在debug.c中加入printf向串口的重定义。

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//串口重定向
//首先是条件编译，检查是否是GCC编译；根据条件选择使用哪种函数进行重定向
#ifdefined __GNUC__ && !defined __clang__
int_write(intfd,char*pBuffer,intsize);//防止编译警告
int_write(intfd,char*pBuffer,intsize)
{
 (void)fd;
 R_SCI_UART_Write(&g_uart9_ctrl,(uint8_t*)pBuffer,(uint32_t)size);
 while(uart_complete_flag ==false);
 uart_complete_flag =false;


 returnsize;
}
#else
intfputc(intch, FILE *f)
{
  (void)f;
   R_SCI_UART_Write(&g_uart9_ctrl,(uint8_t*)&ch,1);
   while(uart_complete_flag==false);
   uart_complete_flag =false;


   returnch;
}
#endif

05

主函数部分

调度器

瑞萨主函数为hal_entry，你也可以理解为main。对于一般集成了较多的程序，我习惯使用调度器，可以自由直观的开闭需要的部分，后期对于大项目也可以试试用rtos。

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#include"hal_data.h"
#include"gpt/gpt.h"
#include"key/key.h"
#include"led/led.h"
#include"debug/debug.h"




FSP_CPP_HEADER
voidR_BSP_WarmStart(bsp_warm_start_event_tevent);
FSP_CPP_FOOTER




/*变量声明区*/
/*------------------------------------------------------*/
uint32_tuwTick; //系统计时变量


/*------------------------------------------------------*/
uint32_tKey_Val, Key_Down, Key_Up, Key_Old;


/*------------------------------------------------------*/


voidKey_Proc()
{
  Key_Val =Key_Read();
  Key_Down = Key_Val & (Key_Old ^ Key_Val);// 按键按下检测
  Key_Up = ~Key_Val & (Key_Old ^ Key_Val); // 按键抬起检测
  Key_Old = Key_Val;


 switch(Key_Down)
  {
    case3:
      LED1_TURN;
     break;


    case4:
      LED2_TURN;
     break;
  }


}


voidLED_Proc()
{
  LED3_TURN;
}




/* 调度器任务结构体定义 */
typedefstruct
{
void(*task_func)(void);  // 任务函数
 unsignedlongint rate_ms; // 任务执行周期（毫秒）
 unsignedlongint last_run;// 任务上次运行时间
}task_t;


/* 调度器任务列表 */
task_tScheduler_Task[] = {


  {Key_Proc,10,0},   // 键盘任务，每10毫秒执行一次
  {LED_Proc,1000,0},   // 数码管任务，每100毫秒执行一次




};


uint8_ttask_num=0;//任务数量


/* 调度器初始化 */
voidScheduler_Init(void)
{
 task_num =sizeof(Scheduler_Task) /sizeof(task_t);// 计算任务数量
}


/* 调度器运行 */
voidScheduler_Run(void)
{
uint8_ti=0;
for(i =0; i < task_num; i++)
  {
    uint32_t now_time = uwTick; // 获取当前时间
    if (now_time >= (Scheduler_Task[i].last_run + Scheduler_Task[i].rate_ms))
  {
   Scheduler_Task[i].last_run = now_time;// 更新任务上次运行时间
   Scheduler_Task[i].task_func();    // 执行任务
  }
 }
}




/*******************************************************************************************************************//**
* main() is generated by the RA Configuration editor and is used to generate threads if an RTOS is used. This function
* is called by main() when no RTOS is used.
**********************************************************************************************************************/
voidhal_entry(void)
{
 /*TODO:add your own code here */


 Scheduler_Init();
 Uart9_Init();


 System_Init();
 while(1)
  {
   Scheduler_Run();
  }
#ifBSP_TZ_SECURE_BUILD
 /* Enter non-secure code */
 R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}

功能

代码里我写了，LED3的调度器设定的时间，间隔闪烁。

1000毫秒的闪烁间隔：

而按键则是，按键sw1，sw2分别对着LED1和LED2，按下则反转一次。

NO.3

下载

然后准备的差不多了，就可以下载了，打开Flash Programmer，点击左上角file，新建立一个。

按照这样选：

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这里推荐给SWD下载这里做个段子，一来方便下载，二来这里要注意SWDIO,SWCLK两条线要接紧一点，不然老下不下去。

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这样就下载成功了。

如果在FSP配置、调度器编写或下载调试中遇到问题，或是有模板优化、功能扩展的巧思，欢迎在评论区分享交流～

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