RL78/G16快原型開發(fā)板使用指南：從入門到實(shí)戰(zhàn)

引言

在嵌入式開發(fā)領(lǐng)域，快速原型開發(fā)板是工程師們驗(yàn)證想法、加速項(xiàng)目進(jìn)程的得力工具。Renesas的RL78/G16快原型開發(fā)板就是這樣一款功能強(qiáng)大的開發(fā)板，它為評(píng)估Renesas MCU提供了便利，支持編程、調(diào)試等多種操作。今天，我們就來深入了解一下這款開發(fā)板的各項(xiàng)特性、使用方法以及注意事項(xiàng)。

文件下載：Renesas Electronics RL78，G16快速原型設(shè)計(jì)板.pdf

一、開發(fā)板概述

1.1 目的與特性

RL78/G16快原型開發(fā)板主要用于評(píng)估Renesas MCU，具備編程、調(diào)試用戶代碼等功能。其特性豐富，包括支持電容式觸摸按鈕和觸摸滑塊，配備多種類型的連接器（如Arduino、Pmod?、Grove等），方便與不同模塊連接。

1.2 準(zhǔn)備工作

在使用開發(fā)板之前，我們需要做好一些準(zhǔn)備工作。首先，觀看“Getting Started with Fast Prototyping Board for RL78 Family”視頻，了解基本操作流程。然后，在主機(jī)PC上安裝集成開發(fā)環(huán)境（IDE）和所需軟件，如$e^{2}$ studio IDE和CS+ IDE。同時(shí)，準(zhǔn)備好用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)?a target="_blank">USB電纜，根據(jù)需要準(zhǔn)備E2模擬器或E2模擬器Lite。

1.3 開發(fā)環(huán)境安裝

• $e^{2}$ studio IDE安裝：從指定網(wǎng)頁(yè)下載最新版本的安裝程序，解壓后運(yùn)行。選擇“RL78”設(shè)備家族，確認(rèn)Renesas CCRL編譯器為最新版本，接受軟件協(xié)議并安裝。安裝過程中按照向?qū)崾静僮?，完成后點(diǎn)擊“OK”。
• CS+ IDE安裝：從網(wǎng)頁(yè)下載最新版本的安裝程序，解壓運(yùn)行。點(diǎn)擊“Begin CS+ Startup”，確認(rèn)選擇“Tools for RL78 family”，安裝完成后點(diǎn)擊“OK”。

1.4 開發(fā)板規(guī)格

開發(fā)板的規(guī)格涵蓋多個(gè)方面，包括評(píng)估MCU的型號(hào)（RL78/G16，型號(hào)為R5F121BCAFP）、電源電壓范圍（VDD:2.4V - 5.5V）、主時(shí)鐘和子時(shí)鐘的類型及頻率、各種開關(guān)和LED的配置等。具體規(guī)格可參考文檔中的表格，這里不再贅述。

1.5 開發(fā)板框圖

通過開發(fā)板的框圖，我們可以直觀地了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各部分之間的連接關(guān)系，為后續(xù)的電路設(shè)計(jì)和調(diào)試提供參考。

二、開發(fā)板布局與電路

2.1 布局展示

開發(fā)板的布局圖展示了其外觀和各部分的位置，包括USB連接器、電源LED、用戶LED、電容式觸摸按鈕和觸摸滑塊等。這些布局設(shè)計(jì)方便用戶進(jìn)行操作和連接外部設(shè)備。

2.2 用戶電路詳解

• 評(píng)估MCU：出廠時(shí)，評(píng)估MCU的電源為5V（VBUS），系統(tǒng)時(shí)鐘使用片上振蕩器，復(fù)位由復(fù)位開關(guān)或IDE控制。
• USB連接器：采用USB Type - C接口，支持全速USB 2.0，既作為電源輸入，又作為與RL78 COM端口調(diào)試工具通信的接口。
• 電源LED和用戶LED：電源LED亮起表示VDD電源正在供應(yīng)，用戶LED可用于自定義功能，分別連接到不同的端口。
• 電容式觸摸按鈕和觸摸滑塊：可根據(jù)用戶需求使用，連接到特定的端口，方便實(shí)現(xiàn)觸摸控制功能。
• 各種連接器：Arduino連接器、Pmod?連接器和Grove連接器為開發(fā)板提供了與不同模塊連接的能力，但在連接時(shí)需要確認(rèn)雙方的規(guī)格是否匹配。
• 時(shí)鐘電路：提供了處理評(píng)估MCU時(shí)鐘源的電路，具體規(guī)格可參考相關(guān)手冊(cè)和電路圖。
• 復(fù)位開關(guān)和用戶開關(guān)：復(fù)位開關(guān)用于對(duì)評(píng)估MCU進(jìn)行硬件復(fù)位，用戶開關(guān)連接到特定引腳，可觸發(fā)中斷。
• USB - 串口轉(zhuǎn)換器：作為與RL78 COM端口調(diào)試工具的接口，可實(shí)現(xiàn)評(píng)估MCU的調(diào)試和編程。使用時(shí)需要注意一些引腳的占用和使用限制。

三、開發(fā)板使用注意事項(xiàng)

3.1 靜電放電防護(hù)

CMOS設(shè)備對(duì)靜電較為敏感，強(qiáng)電場(chǎng)可能導(dǎo)致柵極氧化物損壞，影響設(shè)備性能。因此，在操作開發(fā)板時(shí)，要盡量避免靜電產(chǎn)生，如使用加濕器保持環(huán)境濕度，避免使用易產(chǎn)生靜電的絕緣體。同時(shí)，半導(dǎo)體器件應(yīng)存儲(chǔ)和運(yùn)輸在防靜電容器中，測(cè)試工具和操作人員都要接地。

3.2 上電處理

上電時(shí)，產(chǎn)品的狀態(tài)是不確定的，內(nèi)部電路和寄存器的狀態(tài)也未定義。在復(fù)位過程完成之前，引腳的狀態(tài)無法保證。因此，在使用開發(fā)板時(shí)，要注意復(fù)位信號(hào)的處理。

3.3 掉電狀態(tài)信號(hào)輸入

在設(shè)備掉電時(shí)，不要輸入信號(hào)或I/O上拉電源，否則可能導(dǎo)致設(shè)備故障和內(nèi)部元件損壞。具體操作應(yīng)遵循產(chǎn)品文檔中的指導(dǎo)。

3.4 未使用引腳處理

未使用的引腳應(yīng)按照手冊(cè)中的說明進(jìn)行處理，避免因引腳處于開路狀態(tài)而引入額外的電磁噪聲，導(dǎo)致設(shè)備故障。

3.5 時(shí)鐘信號(hào)處理

在應(yīng)用復(fù)位后，要確保操作時(shí)鐘信號(hào)穩(wěn)定后再釋放復(fù)位線。在切換時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，也要等待目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)穩(wěn)定。

3.6 輸入引腳電壓波形

輸入噪聲或反射波可能導(dǎo)致波形失真，從而引起設(shè)備故障。因此，要注意防止抖動(dòng)噪聲進(jìn)入設(shè)備，特別是在輸入電平經(jīng)過特定區(qū)域時(shí)。

3.7 禁止訪問保留地址

保留地址是為未來功能擴(kuò)展預(yù)留的，訪問這些地址可能導(dǎo)致LSI無法正常工作，因此應(yīng)避免訪問。

3.8 產(chǎn)品差異

在更換產(chǎn)品時(shí)，要確認(rèn)不同產(chǎn)品之間的差異，如內(nèi)部?jī)?nèi)存容量、布局模式等，可能會(huì)影響電氣特性。必要時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)估測(cè)試。

四、代碼開發(fā)與調(diào)試

4.1 開發(fā)工具選擇

可以使用$e^{2}$ studio或CS+進(jìn)行代碼開發(fā)，這兩款工具都支持評(píng)估MCU（RL78/G16）。

4.2 COM端口調(diào)試設(shè)置

• $e^{2}$ studio：在連接RL78/G16快原型開發(fā)板時(shí)，需要進(jìn)行一些設(shè)置，如選擇“COM port (RL78)”作為調(diào)試硬件，選擇目標(biāo)設(shè)備型號(hào)，選擇COM端口號(hào)和復(fù)位控制引腳。
• CS+：在調(diào)試菜單中選擇“RL78 COM Port”，選擇COM端口號(hào)和復(fù)位控制引腳。具體操作可參考相關(guān)應(yīng)用筆記。

五、總結(jié)

RL78/G16快原型開發(fā)板為電子工程師提供了一個(gè)便捷、高效的開發(fā)平臺(tái)。通過了解開發(fā)板的各項(xiàng)特性、使用方法和注意事項(xiàng)，我們可以更好地利用它進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)。在實(shí)際應(yīng)用中，要嚴(yán)格按照文檔要求進(jìn)行操作，注意靜電防護(hù)、信號(hào)處理等問題，確保開發(fā)板的正常運(yùn)行。希望本文能對(duì)大家使用這款開發(fā)板有所幫助，你在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。