RL78/G24 快速原型開(kāi)發(fā)板使用指南

在當(dāng)今的電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，快速原型開(kāi)發(fā)板為工程師們提供了便捷的開(kāi)發(fā)途徑。Renesas 的 RL78/G24 快速原型開(kāi)發(fā)板就是這樣一款優(yōu)秀的工具，本文將為大家詳細(xì)介紹該開(kāi)發(fā)板的相關(guān)信息，幫助大家更好地使用它進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

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一、產(chǎn)品概述

1.1 產(chǎn)品用途

RL78/G24 快速原型開(kāi)發(fā)板是用于評(píng)估 Renesas MCU 的工具。本手冊(cè)詳細(xì)描述了其硬件規(guī)格、開(kāi)關(guān)設(shè)置方法以及基本的設(shè)置流程，旨在讓開(kāi)發(fā)者能夠快速上手，進(jìn)行相關(guān)的開(kāi)發(fā)和測(cè)試工作。

1.2 產(chǎn)品特性

該開(kāi)發(fā)板具備多種功能，可實(shí)現(xiàn) Renesas MCU 的編程、用戶(hù)代碼調(diào)試，還配備了用于開(kāi)關(guān)和 LED 的用戶(hù)電路。此外，它還擁有 Pmod? 連接器、Arduino? 連接器和 Grove 連接器等，不過(guò)需要注意的是，我們不能保證它能與所有類(lèi)型的這些連接器兼容，具體的連接器規(guī)格可參考文檔中的描述。

1.3 前期準(zhǔn)備

在使用開(kāi)發(fā)板之前，需要完成以下準(zhǔn)備工作：

• 觀看 “Getting Started with Fast Prototyping Board for RL78 Family” 視頻，獲取快速入門(mén)指導(dǎo)。視頻鏈接：https://www.renesas.com/video/getting-started-fast-prototyping-board-rl78-family
• 在主機(jī) PC 上安裝集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE）和所需軟件?？蓮?https://www.renesas.com/development-tools 下載相關(guān)資源。
• 準(zhǔn)備一條用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)?micro - USB 電纜。
• 根據(jù)需要，參考 https://www.renesas.com/e2 準(zhǔn)備 E2 仿真器，或參考 https://www.renesas.com/e2lite 準(zhǔn)備 E2 仿真器 Lite。

1.3.1 安裝 e2 studio IDE

安裝步驟如下：

1. 從 [https://www.renesas.com/software-tool/e - studio](https://www.renesas.com/software-tool/e - studio) 下載最新版本的 e2 studio 安裝程序。
2. 解壓下載的 zip 文件并運(yùn)行安裝程序。
3. 在 [Device Families] 中選擇 “RL78”。
4. 確認(rèn)已選擇最新版本的 Renesas CCRL 作為編譯器。
5. 選中 [I accept the terms of the Software Agreements] 復(fù)選框，然后點(diǎn)擊 [Install] 按鈕。
6. 安裝過(guò)程中軟件彈出安裝窗口時(shí)，按照向?qū)У闹甘纠^續(xù)安裝。
7. 安裝完成后，點(diǎn)擊 [OK] 按鈕。

1.3.2 安裝 CS + IDE

安裝步驟如下：

1. 從 https://www.renesas.com/software-tool/cs 下載最新版本的 CS + for CC 安裝程序。
2. 解壓下載的 zip 文件并運(yùn)行安裝程序。
3. 點(diǎn)擊 [Begin CS + Startup]。
4. 確認(rèn)已選擇 [Tools for RL78 family]。
5. 安裝完成后，點(diǎn)擊 [OK] 按鈕。

1.4 開(kāi)發(fā)板規(guī)格

1.5 開(kāi)發(fā)板框圖

開(kāi)發(fā)板的框圖展示了其內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)和信號(hào)流向，有助于我們理解開(kāi)發(fā)板的工作原理。具體的框圖可參考文檔中的 Figure 1 - 1。

二、開(kāi)發(fā)板布局

2.1 外觀布局

文檔中的 Figure 2 - 1 展示了開(kāi)發(fā)板頂部的外觀，通過(guò)該圖我們可以直觀地看到開(kāi)發(fā)板上各個(gè)部件的位置分布。

2.2 部件布局

Figure 3 - 1 展示了開(kāi)發(fā)板的部件布局，F(xiàn)igure 3 - 2 展示了開(kāi)發(fā)板的外部尺寸。這些信息對(duì)于我們?cè)趯?shí)際使用中進(jìn)行硬件的安裝和調(diào)試非常有幫助。

三、操作環(huán)境

開(kāi)發(fā)板的操作需要在主機(jī) PC 上安裝 IDE。Figure 4 - 1 展示了開(kāi)發(fā)板的操作環(huán)境，確保在這樣的環(huán)境下使用開(kāi)發(fā)板，能夠保證其正常運(yùn)行。

四、用戶(hù)電路

4.1 評(píng)估 MCU

開(kāi)發(fā)板發(fā)貨時(shí)，評(píng)估 MCU（RL78/G24）的電源、系統(tǒng)時(shí)鐘和復(fù)位設(shè)置如下：

• 電源：通過(guò) USB 提供 5 V（VBUS）（包括模擬電源）。
• 系統(tǒng)時(shí)鐘：使用片上振蕩器運(yùn)行。
• 復(fù)位：由復(fù)位開(kāi)關(guān)或 IDE 控制。

4.2 USB 連接器

USB 連接器為 micro - USB Type - B 形狀，它既作為電源輸入接口，又作為與 RL78 COM 端口調(diào)試工具進(jìn)行通信的接口（通過(guò) USB 轉(zhuǎn)串口轉(zhuǎn)換）。使用時(shí)，需用 USB 電纜將其連接到主機(jī) PC。需要注意的是，開(kāi)發(fā)板包裝中不包含 USB 電纜，且在仿真器供電時(shí)，請(qǐng)勿連接 USB 電纜。

4.3 電源 LED

當(dāng)電源 LED 亮起時(shí)，表示正在提供 VDD 電源，該 LED 為綠色。不過(guò)，當(dāng)電源電壓為 2.2 V 或更低時(shí)，LED 可能不亮。

4.4 用戶(hù) LEDs

開(kāi)發(fā)板上安裝了兩個(gè)可選的用戶(hù) LED（LED1 和 LED2），它們均為綠色。LED1 連接到引腳 19（端口 P62），LED2 連接到引腳 20（端口 P63）。同樣，當(dāng)電源電壓為 2.2 V 或更低時(shí)，LED 可能不亮。

4.5 Arduino? 連接器

Arduino? 連接器的設(shè)計(jì)是為了能夠連接 Arduino? 盾牌，但不能保證與所有類(lèi)型的 Arduino? 盾牌兼容。在使用前，需要確認(rèn)開(kāi)發(fā)板與要使用的 Arduino? 盾牌的規(guī)格是否匹配。文檔中的 Figure 5 - 1、Table 5 - 1 和 Table 5 - 2 展示了 Arduino? 連接器的引腳分配情況。

4.6 Pmod? 連接器

Pmod? 連接器的設(shè)計(jì)是為了能夠連接 Pmod? 模塊，但不能保證與所有類(lèi)型的 Pmod? 模塊兼容。Pmod1 假定連接到 Pmod? 接口類(lèi)型 2A 或 3A 模塊，Pmod2 假定連接到 Pmod? 接口類(lèi)型 6A 模塊。具體的引腳分配情況可參考 Figure 5 - 2、Table 5 - 3 和 Table 5 - 4。

4.7 MCU 引腳頭

MCU 引腳頭通過(guò) J1 和 J2 兩個(gè)通孔提供，共 32（16 x 2）個(gè)引腳，引腳間距為 2.54 mm，評(píng)估 MCU 連接到這些引腳頭的通孔。Table 5 - 5 和 Table 5 - 6 展示了 MCU 引腳頭的引腳分配情況。

4.8 Grove 連接器

Grove 連接器的設(shè)計(jì)是為了能夠連接 Grove 模塊，GROVE1 至 GROVE3 用于通過(guò) I2C 連接。但不能保證與所有 Grove 模塊（通過(guò) I2C）兼容，使用前需確認(rèn)開(kāi)發(fā)板與要使用的 Grove 模塊的規(guī)格。Figure 5 - 3 和 Table 5 - 7 至 Table 5 - 9 展示了 Grove 連接器的引腳分配情況。

4.9 時(shí)鐘

開(kāi)發(fā)板提供了時(shí)鐘電路來(lái)處理評(píng)估 MCU 的時(shí)鐘源。評(píng)估 MCU 時(shí)鐘的具體規(guī)格可參考《RL78/G24 User’s Manual: Hardware》，開(kāi)發(fā)板的時(shí)鐘電路可參考《RL78/G24 Fast Prototyping Board 電路原理圖》。Table 5 - 10 展示了開(kāi)發(fā)板上時(shí)鐘的詳細(xì)信息。

4.10 復(fù)位開(kāi)關(guān)

按下復(fù)位開(kāi)關(guān)（RST）可對(duì)評(píng)估 MCU 進(jìn)行硬件復(fù)位。

4.11 用戶(hù)開(kāi)關(guān)

開(kāi)發(fā)板上安裝了一個(gè)可選的用戶(hù)開(kāi)關(guān)（SW），它連接到評(píng)估 MCU 的引腳 9，該引腳的功能為 P137，同時(shí)該引腳還復(fù)用了 INTP0 中斷。

4.12 USB 轉(zhuǎn)串口轉(zhuǎn)換器和 COM 端口調(diào)試

開(kāi)發(fā)板上安裝了 FTDI 的 USB 轉(zhuǎn)串口轉(zhuǎn)換器（FT232RQ），在 Windows 10 系統(tǒng)中可使用標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)。對(duì)于其他操作系統(tǒng)或驅(qū)動(dòng)，可從 http://www.ftdichip.com/ 下載安裝。該轉(zhuǎn)換器用作與 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。需要注意的是，評(píng)估 MCU 的 P40、P50 和 P51 引腳分別被占用為 TOOL0、TOOLRxD 和 TOOLTxD 功能。COM 端口調(diào)試的方法可參考應(yīng)用筆記《RL78 Debugging Functions Using the Serial Port (R20AN0632)》。當(dāng)不使用 USB 轉(zhuǎn)串口轉(zhuǎn)換器作為與 RL78 COM 端口調(diào)試工具的接口時(shí)，使用 P50 和 P51 引腳的 RxD0 和 TxD0 功能可實(shí)現(xiàn)主機(jī) PC 與評(píng)估 MCU 之間的 UART 通信，此時(shí)用戶(hù)需要準(zhǔn)備終端軟件，如 TeraTerm。

4.13 USB 轉(zhuǎn)串口轉(zhuǎn)換器復(fù)位引腳頭

通過(guò)短接 USB 轉(zhuǎn)串口轉(zhuǎn)換器的復(fù)位引腳頭（J14），可將其置于強(qiáng)制復(fù)位狀態(tài)。如果僅讓評(píng)估 MCU 運(yùn)行而不使用 RL78 COM 端口調(diào)試工具，可將 USB 轉(zhuǎn)串口轉(zhuǎn)換器置于復(fù)位狀態(tài)，這樣在對(duì)其進(jìn)行復(fù)位時(shí)，P50（RxD0）和 P51（TxD0）可作為除 UART 之外的其他功能使用，如端口引腳。但即使 P50 和 P51 用作其他功能，仍需使用 USB 電纜將開(kāi)發(fā)板連接到主機(jī) PC。Figure 5 - 4 展示了 USB 轉(zhuǎn)串口轉(zhuǎn)換器復(fù)位引腳頭的位置。

4.14 電源選擇引腳頭

使用引腳頭（J16）可改變?cè)u(píng)估 MCU 的工作電源（VDD），可選擇從仿真器或外部電源供電，也可選擇 5 V 或 3.3 V。需要注意的是，只能在未供電時(shí)更改 J16 的跳線設(shè)置：

• J16 的 1 - 2 短接，選擇 5 - V 電源，這是發(fā)貨時(shí)的默認(rèn)設(shè)置。
• J16 的 2 - 3 短接，選擇 3.3 - V 電源。
• J16 開(kāi)路，選擇從仿真器或外部電源供電。

4.15 外部電源

當(dāng)評(píng)估 MCU 需要特定的電源電壓或需要更大電流時(shí)，可使用外部電源。外部電源的可用電壓取決于評(píng)估 MCU，連接位置為：VDD 連接到外部電源引腳頭的 J17 - 1 引腳，VSS 連接到 J17 - 2 引腳。使用外部電源時(shí)，需確認(rèn) Arduino? 盾牌、Pmod 模塊或 Grove 模塊的 I/O 電壓是否正確。Figure 5 - 8 展示了外部電源的連接位置。

4.16 電流測(cè)量引腳頭

該引腳頭（J9）用于測(cè)量評(píng)估 MCU 的電流消耗（J9 引腳頭部件未安裝）。將電流表連接到開(kāi)發(fā)板上，可測(cè)量評(píng)估 MCU 的電流。使用該引腳頭時(shí)，需切割給定的切割圖案（VDD）。Figure 5 - 9 展示了電流測(cè)量引腳頭和切割圖案的位置。在測(cè)量電流時(shí)，可通過(guò)切割圖案（VCCIO）并關(guān)閉 LED 來(lái)減少除評(píng)估 MCU 之外的其他元件的電流消耗。當(dāng)在 EVDD 關(guān)閉且 MCU 處于低功耗狀態(tài)下測(cè)量電流時(shí)，需切割圖案（VDD_EVDD）以分離 VDD 和 EVDD。Figure 5 - 10 展示了與電流測(cè)量相關(guān)的電源線路框圖。

4.17 分離 VDD 和 EVDD 的圖案

當(dāng)需要使用不同電位的 VDD 和 EVDD 時(shí)，需切割給定的切割圖案（VDD_EVDD）。EVDD 的外部電源連接到不同電位的源時(shí)，連接位置為 EVDD 側(cè)的測(cè)試引腳。Figure 5 - 11 展示了切割圖案的位置。

4.18 切割 USB 轉(zhuǎn)串口轉(zhuǎn)換器 I/O 電源的圖案

如果不連接 USB 連接器使用開(kāi)發(fā)板，需切割給定的切割圖案（VCCIO）。Figure 5 - 12 展示了切割圖案的位置。

4.19 仿真器連接器

14 引腳的仿真器連接器（J7）用于將開(kāi)發(fā)板連接到 Renesas Electronics 的片上調(diào)試 E2 仿真器或 E2 仿真器 Lite，以實(shí)現(xiàn)評(píng)估 MCU 的編程或調(diào)試。連接仿真器時(shí)，需進(jìn)行以下電路更改：

• 安裝 J7：14 引腳連接器。
• 短接 J11、J12 和 J13 的 2 - 3 引腳。
• 切割圖案 [TOOL0_USB]、[RESET] 和 [T_RESET]。

具體的設(shè)置可參考 Figure 5 - 13 和 Figure 5 - 14。如果要恢復(fù)使用 USB 轉(zhuǎn)串口轉(zhuǎn)換器進(jìn)行 COM 端口調(diào)試的設(shè)置，需將 J11、J12 和 J13 的 1 - 2 引腳短接，將 J14 恢復(fù)為開(kāi)路狀態(tài)，對(duì)于之前切割的圖案，無(wú)需進(jìn)行焊接操作。Figure 5 - 15 展示了 COM 端口調(diào)試的設(shè)置。

五、使用注意事項(xiàng)

5.1 供電問(wèn)題

當(dāng)通過(guò)仿真器或 USB 為開(kāi)發(fā)板供電時(shí)，需注意 VDD、EVDD、5 V 和 3.3 V 的總電流不應(yīng)超過(guò)最大電流 200 mA。

5.2 開(kāi)發(fā)板改造

對(duì)開(kāi)發(fā)板進(jìn)行任何修改（包括切割切割圖案），用戶(hù)需自行承擔(dān)責(zé)任。開(kāi)發(fā)板發(fā)貨時(shí)，J14 為開(kāi)路狀態(tài)，J16 的 1 - 2 引腳短接。文檔中提到的 “短路焊盤(pán)” 指的是通過(guò)焊接進(jìn)行短路的焊盤(pán)對(duì)，“切割圖案” 指的是兩個(gè)短路焊盤(pán)中間的窄信號(hào)圖案。切割切割圖案時(shí)，不要切割白色橢圓絲印框內(nèi)的部分。有些切割圖案可能因被阻焊層覆蓋而不可見(jiàn)，此時(shí)可參考電路原理圖。電路原理圖中，特定的符號(hào)表示短路焊盤(pán)之間有切割圖案，另一種符號(hào)表示只有短路焊盤(pán)而無(wú)切割圖案。

5.3 電源和使用條件