探索RX111 Group Renesas Starter Kit：硬件設(shè)計(jì)與開發(fā)全解析

引言

在電子工程的世界里，合適的開發(fā)工具對(duì)于項(xiàng)目的成功至關(guān)重要。Renesas Starter Kit（RSK）RX111 Group就是這樣一款強(qiáng)大的工具，它為工程師們提供了一個(gè)便捷的平臺(tái)，用于評(píng)估和開發(fā)基于Renesas微控制器的應(yīng)用。今天，我們就來(lái)深入了解一下這款RSK的各項(xiàng)特性、使用方法以及相關(guān)注意事項(xiàng)。

文件下載：Renesas Electronics RSK-RX111入門套件.pdf

一、RSK概述

1.1 目的與特性

RSK RX111是一款用于評(píng)估Renesas微控制器的工具。它具備多種特性，包括支持Renesas微控制器編程、用戶代碼調(diào)試功能，板載有用戶電路，如開關(guān)、LED和電位器等，還提供了示例應(yīng)用和示例外設(shè)設(shè)備初始化代碼。這些特性使得工程師們可以方便地進(jìn)行各種應(yīng)用的開發(fā)和測(cè)試。

1.2 電源供應(yīng)

• 電源要求：RSK配備了E1調(diào)試器，調(diào)試器能夠?yàn)镽SK板提供最高200mA的電源。當(dāng)RSK連接到其他系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)由該系統(tǒng)為RSK供電。此外，該板還有一個(gè)可選的中心正極電源連接器，使用5.0mm桶形電源插孔。外部電源供應(yīng)要求和配置在相關(guān)表格中有詳細(xì)說(shuō)明，默認(rèn)的電源配置以粗體藍(lán)色文本顯示。
• 上電行為：購(gòu)買RSK時(shí)，板上的Renesas微控制器已預(yù)編程了示例教程軟件的“Release”或獨(dú)立代碼。上電后，LED開始閃爍，閃爍200次或按下任意開關(guān)后，LCD顯示屏上的文本會(huì)改變，LED將開始以電位器控制的速率閃爍。

二、板載布局與連接

2.1 板載布局

• 組件布局：通過(guò)相關(guān)的布局圖可以清晰看到板上各組件的位置，這對(duì)于了解硬件結(jié)構(gòu)和進(jìn)行后續(xù)的開發(fā)非常重要。
• 板尺寸：板的尺寸和連接器位置在圖中明確給出，所有通孔連接器都在一個(gè)通用的0.1英寸網(wǎng)格上，方便進(jìn)行接口連接。
• 組件放置：圖中展示了各個(gè)組件在頂層PCB上的放置位置，組件類型和值可以通過(guò)板原理圖查找。

2.2 連接性

• 內(nèi)部連接：從內(nèi)部連接圖可以了解到RSK板組件與MCU的連接情況，這有助于我們理解硬件的工作原理。
• 調(diào)試器連接：通過(guò)調(diào)試器連接圖，我們可以清晰看到RSK、E1調(diào)試器和主機(jī)PC之間的連接方式，為后續(xù)的調(diào)試工作提供了指導(dǎo)。

三、用戶電路

3.1 復(fù)位電路

RSK上安裝了復(fù)位控制電路，由RES開關(guān)觸發(fā)，用于生成所需的復(fù)位信號(hào)。關(guān)于復(fù)位信號(hào)的時(shí)序要求可以參考RX111硬件手冊(cè)，復(fù)位電路的詳細(xì)信息可以參考RSK原理圖。

3.2 時(shí)鐘電路

時(shí)鐘電路用于生成驅(qū)動(dòng)MCU和相關(guān)外設(shè)所需的時(shí)鐘信號(hào)。時(shí)鐘信號(hào)的要求可以參考RX111 Group硬件手冊(cè)，RSK上使用的時(shí)鐘電路信息可以參考RSKRX111板原理圖。板上安裝的振蕩器信息在相關(guān)表格中列出，例如主MCU振蕩器X1頻率為16MHz，RX111子振蕩器X2頻率為32.768kHz等。

3.3 開關(guān)

RSK板上有四個(gè)開關(guān)，每個(gè)開關(guān)的功能和連接情況在表格中有詳細(xì)說(shuō)明。例如，RES開關(guān)用于復(fù)位微控制器，SW1 - SW3連接到IRQ輸入，用于用戶控制，其中SW3還連接到ADTRG輸入，用于觸發(fā)AD轉(zhuǎn)換。

3.4 LED

板上有五個(gè)LED，每個(gè)LED的顏色、功能和連接情況也在表格中列出。例如，POWER LED為綠色，用于指示Board_3v3電源軌的狀態(tài)，其他LED為用戶操作LED。

3.5 電位器

單圈電位器作為分壓器連接到模擬輸入AN000引腳，可用于在Board_3V3和地之間創(chuàng)建電壓，為微控制器提供可變模擬輸入。但它不一定能反映控制器ADC的準(zhǔn)確性，更多詳細(xì)信息可參考RX111 Group硬件手冊(cè)。

3.6 Pmod?調(diào)試LCD模塊

RSK配備了Pmod?兼容的調(diào)試LCD模塊，應(yīng)連接到PMOD1頭。安裝時(shí)要注意避免引腳彎曲或損壞，由于LCD模塊易受靜電放電影響，需要采取適當(dāng)?shù)?a target="_blank">ESD保護(hù)措施。

3.7 USB串口

RSK上安裝了由另一個(gè)Renesas低功耗微控制器（RL78/G1C）實(shí)現(xiàn)的USB串口，連接到微控制器的串行通信接口（SCI）模塊，提供了多種選項(xiàng)以實(shí)現(xiàn)串行接口的復(fù)用。

3.8 本地互連網(wǎng)絡(luò)（LIN）

RSK上安裝了LIN收發(fā)器IC，連接到擴(kuò)展串行模式MCU外設(shè)。LIN信號(hào)與微控制器的連接在表格中有詳細(xì)說(shuō)明。

3.9 通用串行總線（USB）

RSK設(shè)備配備了USB主機(jī)插座（A型）和功能插座（Mini B型），USB模塊USB0連接到主機(jī)和功能插座，可作為主機(jī)或功能設(shè)備運(yùn)行。在評(píng)估OTG時(shí)，需要將默認(rèn)的USB連接器（USB0_3）更換為USB Micro - AB連接器。

3.10 I2C總線

RX111具有一個(gè)I2C（Inter - IC總線）接口模塊，RIIC連接到一個(gè)16Kbit EEPROM。EEPROM設(shè)備的具體細(xì)節(jié)和連接信息可以在板原理圖中找到，設(shè)備地址的第一位可以通過(guò)修改選項(xiàng)鏈接進(jìn)行配置。

四、配置

4.1 修改RSK

通過(guò)修改選項(xiàng)鏈接可以改變RSK的操作方式，以訪問(wèn)不同的配置。配置方式包括修改鏈接電阻、使用可移動(dòng)跳線的頭或配置DIP開關(guān)。在操作時(shí)要注意避免對(duì)附近組件造成損壞，同時(shí)要檢查相關(guān)選項(xiàng)鏈接，防止信號(hào)沖突或短路。

4.2 MCU操作模式

MCU支持單芯片模式和引導(dǎo)模式（SCI和USB），相關(guān)的選項(xiàng)鏈接在表格中有詳細(xì)說(shuō)明。在更改MCU操作模式時(shí)，必須確保RSK處于復(fù)位或關(guān)閉狀態(tài)，否則可能會(huì)損壞MCU。

4.3 電源供應(yīng)配置

電源供應(yīng)配置涉及多個(gè)選項(xiàng)鏈接，用于配置不同的電源連接和調(diào)節(jié)器輸出。例如，通過(guò)J6和J7的設(shè)置可以選擇不同的電源源和輸出電壓。

4.4 時(shí)鐘配置

時(shí)鐘配置的選項(xiàng)鏈接用于控制外部時(shí)鐘或晶體與MCU的連接，確保時(shí)鐘信號(hào)的正常供應(yīng)。

4.5 ADC與DAC配置

相關(guān)選項(xiàng)鏈接用于配置ADC和DAC的參考電壓、輸入輸出信號(hào)等，具體信息在表格中詳細(xì)列出。

4.6 E1調(diào)試器配置

E1調(diào)試器的配置涉及多個(gè)信號(hào)的連接和選項(xiàng)鏈接的設(shè)置，以確保調(diào)試器與MCU之間的正常通信。

4.7 I2C EEPROM配置

I2C EEPROM的配置包括SCL、SDA等信號(hào)的連接和相關(guān)選項(xiàng)鏈接的設(shè)置，用于實(shí)現(xiàn)與EEPROM的通信。

4.8 I/O端口配置

I/O端口配置的選項(xiàng)鏈接用于確定不同引腳的功能，如模擬輸入、中斷輸入等。

4.9 IRQ與開關(guān)配置

IRQ和開關(guān)的配置與相關(guān)選項(xiàng)鏈接有關(guān)，用于設(shè)置中斷信號(hào)和開關(guān)的功能。

4.10 LIN配置

LIN配置的選項(xiàng)鏈接用于設(shè)置LIN的主從模式和信號(hào)連接。

4.11 MTU與POE配置

MTU和POE配置的選項(xiàng)鏈接用于控制相關(guān)定時(shí)器和端口輸出使能信號(hào)。

4.12 PMOD接口配置

PMOD1和PMOD2接口的配置涉及多個(gè)信號(hào)的連接和選項(xiàng)鏈接的設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的通信。

4.13 串口配置

串口配置的選項(xiàng)鏈接用于設(shè)置LIN、SCI等串口的信號(hào)連接和功能。

4.14 USB配置

USB配置包括USB模塊的信號(hào)連接和選項(xiàng)鏈接設(shè)置，以及USB模式的選擇，如主機(jī)模式、功能模式和OTG模式。

五、頭文件

5.1 應(yīng)用頭文件

RSK上安裝了應(yīng)用頭文件，可用于連接兼容的Renesas應(yīng)用設(shè)備或方便訪問(wèn)MCU引腳。相關(guān)表格詳細(xì)列出了應(yīng)用頭文件的連接信息，如JA1、JA2、JA5和JA6等。

5.2 微控制器引腳頭文件

微控制器引腳頭文件用于訪問(wèn)MCU的所有引腳，相關(guān)表格列出了J1、J2、J3和J4等引腳頭的連接信息。

六、代碼開發(fā)

6.1 概述

使用Renesas軟件工具進(jìn)行代碼調(diào)試時(shí)，RSK板必須通過(guò)E1/E20調(diào)試器連接到PC。關(guān)于E1/E20調(diào)試器的調(diào)試能力，可參考相關(guān)的用戶手冊(cè)。

6.2 編譯器限制

隨RSK提供的編譯器在首次使用后的60天內(nèi)完全可用，60天后編譯器默認(rèn)限制代碼和數(shù)據(jù)最大為128k。若要使用更大的程序，需要從經(jīng)銷商處購(gòu)買完整工具。同時(shí)，編譯器的保護(hù)軟件會(huì)檢測(cè)系統(tǒng)時(shí)鐘的變化，更改系統(tǒng)時(shí)鐘可能會(huì)導(dǎo)致試用期提前結(jié)束。

6.3 模式支持

MCU支持單芯片和引導(dǎo)模式（SCI和USB），這些模式在RSK板上進(jìn)行配置，其他MCU操作模式在MCU的寄存器中配置。更改MCU操作模式時(shí)，必須確保RSK處于復(fù)位或關(guān)閉狀態(tài)。

6.4 調(diào)試支持

E1仿真器支持?jǐn)帱c(diǎn)、事件點(diǎn)和基本跟蹤功能，但有一定的限制，如最多8個(gè)片上事件點(diǎn)、256個(gè)軟件斷點(diǎn)和256個(gè)分支/周期跟蹤。更多詳細(xì)信息可參考RX Family E1/E20 Emulator User’s Manual。

6.5 地址空間

MCU的地址空間在相關(guān)圖和表格中有詳細(xì)說(shuō)明，不同容量的ROM和RAM有對(duì)應(yīng)的地址范圍。需要注意的是，保留區(qū)域不應(yīng)被訪問(wèn)。

七、注意事項(xiàng)

在使用RSK時(shí)，有許多注意事項(xiàng)需要我們牢記。例如，操作RSK時(shí)應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，保持適當(dāng)?shù)臏貪穸葪l件，與敏感設(shè)備保持安全距離；使用時(shí)要注意靜電防護(hù)，避免對(duì)設(shè)備造成損壞；在進(jìn)行各種配置和操作時(shí)，要嚴(yán)格按照手冊(cè)中的說(shuō)明進(jìn)行，避免因操作不當(dāng)導(dǎo)致設(shè)備損壞或功能異常。

八、總結(jié)

RSK RX111 Group為電子工程師們提供了一個(gè)功能強(qiáng)大、方便易用的開發(fā)平臺(tái)。通過(guò)對(duì)其硬件布局、連接性、配置和代碼開發(fā)等方面的深入了解，我們可以更好地利用這個(gè)平臺(tái)進(jìn)行各種應(yīng)用的開發(fā)。在使用過(guò)程中，務(wù)必嚴(yán)格遵守相關(guān)的注意事項(xiàng)，以確保開發(fā)工作的順利進(jìn)行。希望本文能對(duì)大家在使用RSK RX111時(shí)有所幫助，如果你在使用過(guò)程中有任何疑問(wèn)，歡迎在評(píng)論區(qū)留言討論。