目錄

前言

環(huán)境配置

Hello RT-Thread

GPIO輸入與中斷

I2C主機(jī)驅(qū)動

SPI主機(jī)驅(qū)動

ADC設(shè)備驅(qū)動

PWM設(shè)備驅(qū)動

Flash設(shè)備驅(qū)動

WDT設(shè)備驅(qū)動

1 前言

本文說明如何在 RT-Thread 下配置與使用 EK-RA2E2 的板載外設(shè)的BSP驅(qū)動

BSP已被提交PR：https://github.com/RT-Thread/rt-thread/pull/10695

2環(huán)境配置

整個移植過程會用到的幾個工具版本如下，建議使用相同版本，較低版本會出現(xiàn)兼容性問題。

Env 工具版本 ：V2.0.0

Arm GNU Toolchain: 13.2

JLink 版本 ：V7.7.0

FSP 版本 ：V6.0.0

Renesas 的芯片驅(qū)動源碼是通過軟件工具配置生成的，整個板子的移植過程都會使用到RASC這個軟件工具。

下載鏈接:https://github.com/renesas/fsp/releases

注意：

如果要在 MDK 上使用FSP，請參照 rt-thread 的RA系列BSP制作過程.md的如何在 MDK 中打開 FSP，綁定第三方工具RASC。

此次移植過程，筆者主要是以 linux 下的 GNU 環(huán)境進(jìn)行移植，環(huán)境配置過程不再贅述。

3 Hello RT-Thread

EK-RA2E2 的基礎(chǔ)例程默認(rèn)支持MSH，編譯基礎(chǔ)例程并燒錄成功后，可通過串口工具進(jìn)行交互，同時能觀察到LED3紅燈以 1Hz 的頻率閃爍。

SCI_UART使用到的引腳分別是：

TX 為 P101

RX 為 P100

LED3 使用的引腳為：

P015

本次移植也支持了一鍵nano，因為該板子的MCU內(nèi)存空間有限，如果想節(jié)省空間，可以考慮選擇nano。

nano默認(rèn)啟用了MSH，與標(biāo)準(zhǔn)版的基礎(chǔ)例程一致。

4 GPIO輸入與中斷

外部中斷作為一種外設(shè)資源，需要開發(fā)者通過 ICU (interrupt control unit) 進(jìn)行管理 。

下面以 EK-RA2E2 的按鍵SW2為例子，介紹如何配置一個外部中斷。

打開RASC，RASC會通過文件configuration.xml加載板子的配置。

進(jìn)入Pins頁面，找到Interrupt:IC

使能ICU，SW2 連接的引腳為 P205，所以這里 選擇 IRQ1。

進(jìn)入Stacks頁面，通過New Stack中的INPUT找到External IRQ (r_icu)。筆者配置了上升沿，并開啟了數(shù)字濾波，中斷回調(diào)函數(shù)需要寫入irq_callback以支持drv_gpio.c的中斷回調(diào)功能。

開發(fā)者通過使用rt_pin_attach_irq和rt_pin_irq_enable實現(xiàn)中斷注冊和中斷使能。

注意：

通過原理圖和板子可以得知，標(biāo)簽E32表示按鍵和 P205 是開路狀態(tài)。開發(fā)者使用按鍵時，需要通過電阻或錫將兩個焊盤連接。

5 I2C主機(jī)驅(qū)動

EK-RA2E2 有一個 I3C 外設(shè)，兼容 I2C

筆者采樣OLED模塊SSD1360作為從設(shè)備，下面介紹如何使用 I2C 驅(qū)動。

打開RASC，點擊進(jìn)入到Pins頁面，找到Conectivity:I3C

SCL : P400

SDA: P401

進(jìn)入Stacks頁面，通過New Stack中的Conectivity找到I2C Master(r_iic_b_master)。中斷回調(diào)函數(shù)修改為i2c_master_callback以支持drv_i2c.c的異步事件功能，數(shù)據(jù)傳輸后驅(qū)動層會通過rt_event_recv來確認(rèn)傳輸是否成功完成。

scons --menuconfig啟用Hardware Drivers Config—>On-Chip Peripheral Drivers—>Enable hardware I2C Bus—>Enable hardware I2C0 Bus

編寫應(yīng)用程序進(jìn)行讀寫功能驗證

注意：

EK-RA2E2 的 I3C 引腳，SCL 和 SDA 沒有掛上拉電阻。如果開發(fā)者在兩腳懸空狀態(tài)下使用 I2C，傳輸函數(shù)會返回錯誤。所以要么和筆者一樣，選取的從設(shè)備模塊自帶上拉；要么先給板子提供上拉，再將從設(shè)備掛到總線上。

6 SPI主機(jī)驅(qū)動

EK-RA2E2有一個 SPI 外設(shè)，下面介紹如何使用 SPI 驅(qū)動。

注意：

由于SCI_UART使用了引腳 P101 和 P100 ，兩個外設(shè)引腳沖突，所以開發(fā)者在使用 SPI 時需要將SCI_UART的引腳遷移到別的可用引腳上去。

打開RASC，進(jìn)入Pins頁面，找到Conectivity:SPI。

進(jìn)入Stacks頁面，通過New Stack中的Conectivity找到SPI (r_spi)。中斷回調(diào)函數(shù)修改為spi0_callback以支持drv_spi.c的異步事件功能。RASC 會提示要求開發(fā)者配置中斷優(yōu)先級，配置完中斷優(yōu)先級后請將DTC刪掉，保持與圖中一致。

scons --menuconfig啟用Hardware Drivers Config—>On-Chip Peripheral Drivers—>Enable hardware SPI Bus—>Enable hardware SPI0 Bus

編寫應(yīng)用程序進(jìn)行讀寫功能驗證

注意：

筆者這里展示的 MISO 均為 0xFF，這是因為MISO引腳處于懸空狀態(tài)。筆者已經(jīng)驗證過引腳功能是有效的，開發(fā)者在驗證的時候?qū)⑵渑cMOSI短接，利用日志打印即可。

7 ADC設(shè)備驅(qū)動

ADC 特性：

12-bit A/D Converter，至多8個模擬輸入采樣通道

采樣通道并不連續(xù)，支持 5、6、9、10、19、20、21、22

筆者使用了煙霧傳感器，以 Channel9 為例，下面介紹如何進(jìn)行 ADC 采樣 。

打開RASC，進(jìn)入Pins頁面，找到Analog:ADC。啟用 Channel5 、Channel6 、Channel9。

進(jìn)入Stacks頁面，通過New Stack中的Analog找到ADC (r_adc)。配置為continuous scan模式，并勾選上需要采樣的通道。

scons --menuconfig啟用Hardware Drivers Config—>On-Chip Peripheral Drivers—>Enable ADC —> Enable ADC0

由于參考電壓是 3.3V，所以是乘以 3300。此外，若配置的采樣通道為21，則rt_adc_read的第二個參數(shù)應(yīng)為21。

8 PWM設(shè)備驅(qū)動

GPT （General PWM Timer）特性：

一個 16-bit 6通道 的定時器

編號從 GPT4 到 GPT9，每個 GPT 可以控制兩個引腳輸出

在drv_pwm.c中，GPT 的每個通道都是一個設(shè)備實例。例如，使用 GPT4 和 GPT5，就需要創(chuàng)建兩個 PWM 設(shè)備。

以 GPT4 為例，下面介紹如何通過 GPT 產(chǎn)生 PWM 。

打開RASC，進(jìn)入Pins頁面，找到Timers:GPT。配置兩個引腳一起工作。

進(jìn)入Stacks頁面，通過New Stack中的Timer找到Timer, General PWM(r_gpt)。修改 timer4 和 channel4，然后啟用Pin Output Support，最后使能兩個引腳輸出。

scons --menuconfig啟用Hardware Drivers Config—>On-Chip Peripheral Drivers—>Enable PWM—>Enable GPT4

編寫應(yīng)用程序驗證 PWM 功能

9 Flash設(shè)備驅(qū)動

EK-RA2E2 能提供至多 64KB 的Code Flash內(nèi)存 和 2KBData Flash內(nèi)存，但實際在使用Code Flash的時候達(dá)不到這個理論值。

從文檔《RA2E2-Group-Hardware》的Option-Setting Memory一節(jié)可知

0x00000400 到0x0000043B 被分配給了OFS1，OFS2 和 Security MPU

Code Flash從0x00000440 開始，到 0x00010000 結(jié)束

Data Flash從0x40100000 開始，到 0x40100800 結(jié)束

本次移植筆者支持了Code Flash的讀寫操作，下面筆者將通過 fal 抽象層演示 EK-RA2E2 的 flash 設(shè)備驅(qū)動。

打開RASC，進(jìn)入Stacks頁面，通過New Stack中的Storage找到flash (r_flash_lp)，使能Code Flash

中斷函數(shù)名需要填寫flash_callback，這個函數(shù)沒有實際意義。因為在驅(qū)動層操作 flash 的過程中，都會暫時的禁止中斷。

scons --menuconfig啟用Hardware Drivers Config—>On-Chip Peripheral Drivers—>Enable Onchip FLASH

drv_flash.c中實現(xiàn)的函數(shù)允許開發(fā)者直接調(diào)用，也可以通過 fal 抽象層進(jìn)行分區(qū)管理。

從 app 起始地址讀取 16 字節(jié)，并與編譯出的hex文件進(jìn)行比較

從 app 起始地址偏移 0xF000 字節(jié)，進(jìn)行 16 字節(jié)讀寫驗證

10 WDT設(shè)備驅(qū)動

啟用驅(qū)動的步驟與前面如出一轍，不再贅述。

因為驅(qū)動的配置都是圍繞著時鐘頻率和計數(shù)次數(shù)，而不能直觀知道多久不喂狗會造成復(fù)位，所以這里筆者重點解釋如何計算 WDT 的超時時間。

WDT特性：

14-bit 的向下計數(shù)計時器

由 PCLKB 提供時鐘

計數(shù)溢出時會產(chǎn)生 NMI （不可屏蔽中斷），并造成系統(tǒng)復(fù)位

計算 WDT 超時時間：

PCLKB 可以在RASC的clock頁面查到，默認(rèn)為 24 MHz

時鐘分頻默認(rèn) 8192，即工作頻率為 PCLKB/8192

timeout 為 16384 cycles，即計數(shù) 16384 次后會造成復(fù)位

WDT 的工作頻率為f=24 MHz/8192 ≈ 2929.6875 KHz

計數(shù)一次要花的時間為t= 1 /f= 1 / 2929.6875 ≈ 341.333 us

超時時間為T= 341.333 us * 16384 cycles ≈ 5.5 s