深入解析Renesas Starter Kit for RX660：硬件設(shè)計(jì)與使用指南

引言

在電子工程師的日常工作中，擁有一款功能強(qiáng)大且易于使用的開發(fā)工具至關(guān)重要。Renesas Starter Kit for RX660（以下簡稱RSK RX660）就是這樣一款值得關(guān)注的產(chǎn)品。它為評估Renesas微控制器提供了一個(gè)全面的平臺，涵蓋了硬件設(shè)計(jì)的多個(gè)方面，本文將詳細(xì)解讀其各項(xiàng)特性和使用方法。

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產(chǎn)品概述

目的與特性

RSK RX660是一款用于評估Renesas微控制器的工具，其主要特點(diǎn)包括支持微控制器編程、用戶代碼調(diào)試，配備了如開關(guān)、LED和電位計(jì)等用戶電路，還提供了示例應(yīng)用和外設(shè)設(shè)備初始化代碼。該開發(fā)板集成了微控制器運(yùn)行所需的所有電路，為開發(fā)者提供了便利。

板子規(guī)格

硬件設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

電源供應(yīng)

1. 要求：該開發(fā)板有一個(gè)可選的中心正極電源連接器，使用2.0mm桶形電源插孔（PWR），主電源連接到PWR時(shí)應(yīng)至少提供10W功率以確保其全部功能正常運(yùn)行。開發(fā)板支持一個(gè)外部電壓輸入，默認(rèn)電源配置為5V，需注意避免誤接高電壓輸出的電源。
2. 上電行為：購買時(shí)，開發(fā)板的Renesas微控制器中已預(yù)編程了示例教程軟件的“Release”版本。若需進(jìn)一步了解該示例，可參考《Renesas Starter Kit Smart Configurator Tutorial Manual》。

板子布局

1. 組件布局：開發(fā)板的組件布局清晰，通過提供的布局圖（圖3 - 1）可以直觀地看到各組件的位置。
2. 板子尺寸：圖3 - 2展示了板子的尺寸和連接器位置，所有通孔連接器都采用2.54mm間距網(wǎng)格，方便進(jìn)行接口連接。
3. 組件放置：圖3 - 3和圖3 - 4分別展示了板子頂面和底面的組件放置情況，組件類型和值可在板子原理圖中查看。

連接性

1. 內(nèi)部板連接：圖4 - 1展示了CPU板組件及其與MCU的連接，有助于工程師理解內(nèi)部電路的工作原理。
2. 調(diào)試器連接：圖4 - 2展示了CPU板、E2 Lite調(diào)試器和主機(jī)PC之間的連接，為調(diào)試工作提供了清晰的指導(dǎo)。

用戶電路

1. 復(fù)位電路：CPU板配備了復(fù)位控制電路，由RES開關(guān)觸發(fā)，可生成所需的復(fù)位信號。關(guān)于復(fù)位信號的定時(shí)要求，可參考《RX660 Group User’s Manual: Hardware》；關(guān)于復(fù)位電路的詳細(xì)信息，可查看CPU板原理圖。

2. 時(shí)鐘電路：時(shí)鐘電路用于生成驅(qū)動MCU和相關(guān)外設(shè)所需的時(shí)鐘信號。開發(fā)板上安裝的振蕩器信息如下表所示：	晶體	功能	默認(rèn)放置	頻率	設(shè)備封裝
   X1	RX660的主MCU晶體	已安裝	24MHz	封裝，SMT
   X2	RX660的實(shí)時(shí)時(shí)鐘	已安裝	32.768kHz	封裝，SMT
   X3	RL78/G1C的主MCU晶體	已安裝	12MHz	封裝，SMT

3. 開關(guān)：開發(fā)板上有四個(gè)開關(guān)，其功能和連接情況如下表所示：	開關(guān)	功能	MCU
   信號（端口）	引腳
   RES	按下時(shí)，微控制器復(fù)位	RES#	19
   SW1	連接到IRQ9輸入，用于用戶控制	P91	129
   SW2	連接到IRQ10輸入，用于用戶控制	P92	128
   SW3	連接到IRQ15輸入，用于用戶控制；連接到ADTRGO輸入，用于ADC控制	P07	144

4. LED：開發(fā)板上有五個(gè)LED，其功能、顏色和連接情況如下表所示：	LED	顏色	功能	MCU
   端口	引腳
   POWER	綠色	指示板VCC電源軌的狀態(tài)	NC	NC
   LED0	綠色	用戶操作的LED	P17	38
   LED1	橙色	用戶操作的LED	PF5	9
   LED2	紅色	用戶操作的LED	P04	5
   LED3	紅色	用戶操作的LED	P06	3

5. 電位計(jì)：單圈電位計(jì)作為分壓器連接到模擬輸入AN000（端口P40，引腳141），可在板VCC和AVSS0之間創(chuàng)建電壓。不過，它并不一定能反映控制器ADC的精度，如需進(jìn)一步了解，可參考《RX660 Group User’s Manual: Hardware》。
6. Pmod?：開發(fā)板配備了Digilent Pmod?接口連接器，需將提供的LCD模塊連接到PMOD1連接器。安裝LCD模塊時(shí)要小心，避免引腳彎曲或損壞，同時(shí)要采取適當(dāng)?shù)?a target="_blank">ESD保護(hù)措施。
7. USB串口端口：USB串口端口通過Renesas低功耗微控制器（RL78/G1C）實(shí)現(xiàn)，并連接到RX660串行通信接口（SCI）模塊。將開發(fā)板首次通過USB/串口連接到運(yùn)行Windows?的PC時(shí)，PC會自動搜索并安裝驅(qū)動程序。若沒有驅(qū)動程序，可從此處下載。
8. 控制器局域網(wǎng)（CAN）：開發(fā)板上安裝了CAN - FD收發(fā)器IC（最大數(shù)據(jù)速率5Mbps），并連接到CAN MCU外設(shè)。關(guān)于CAN協(xié)議和支持的操作模式的詳細(xì)信息，可參考《RX660 Group User’s Manual: Hardware》。
9. 本地互連網(wǎng)絡(luò)（LIN）：開發(fā)板上安裝了LIN收發(fā)器IC，并連接到擴(kuò)展串行模式MCU外設(shè)。關(guān)于支持的操作模式的詳細(xì)信息，可參考《RX660 Group User’s Manual: Hardware》。
10. I2C總線（Inter - IC Bus）：RX660具有I2C（Inter - IC Bus）接口（RIICa），RIIC0連接到一個(gè)2Kbit EEPROM。
11. 遙控信號接收器：開發(fā)板配備了用于遙控接收功能的IR接收器模塊圖案，但產(chǎn)品中未包含該模塊。關(guān)于IR接收器模塊的規(guī)格，可參考制造商網(wǎng)站（VISHAY，型號TSOP32438）。

配置

開發(fā)板提供了多種配置選項(xiàng)，可通過修改鏈接電阻或帶有可移動跳線的插頭來實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)行修改時(shí)，需注意避免損壞附近的組件，并確保不會出現(xiàn)信號沖突或短路的情況。具體配置選項(xiàng)包括MCU操作模式、E2 Lite調(diào)試器配置、電源供應(yīng)配置、時(shí)鐘配置、模擬電源和ADC/DAC配置、總線配置、CAN配置、通用IO和LED配置、I2C和EEPROM配置、IRQ和開關(guān)配置、MTU和POE和定時(shí)器配置、PMOD1和PMOD2配置、串行和USB轉(zhuǎn)串口配置、LIN配置以及遙控信號接收器配置等，每個(gè)配置選項(xiàng)都有詳細(xì)的表格說明其功能和設(shè)置方法。

頭文件

1. 應(yīng)用頭文件：開發(fā)板配備了應(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MCU引腳。文檔中詳細(xì)列出了各個(gè)應(yīng)用頭文件（JA1、JA2、JA3、JA5、JA6）的連接情況。
2. 微控制器引腳頭文件：開發(fā)板還配備了MCU引腳頭文件，用于訪問所有MCU的引腳。文檔中列出了各個(gè)微控制器引腳頭文件（J1、J2、J3、J4）的連接情況。

代碼開發(fā)

概述

使用Renesas軟件工具進(jìn)行代碼調(diào)試時(shí)，RSK開發(fā)板必須通過E2 Lite調(diào)試器連接到PC。關(guān)于E2 Lite調(diào)試器的調(diào)試功能的詳細(xì)信息，可參考《E2 emulator Lite User’s Manual》（R20UT3240EJ）和《E1/E20/E2 Emulator, E2 Emulator Lite Additional Document for User's Manual》（R20UT0399EJ）。

編譯器限制

隨開發(fā)板提供的編譯器在首次使用后的60天內(nèi)是全功能的，60天后將默認(rèn)限制為最大128k代碼和數(shù)據(jù)。若要使用大于此大小的程序，需從經(jīng)銷商處購買完整的工具。同時(shí)，編譯器的保護(hù)軟件會檢測系統(tǒng)時(shí)鐘的變化，將系統(tǒng)時(shí)鐘調(diào)回可能會導(dǎo)致試用期限提前過期。

模式支持

MCU支持單芯片和引導(dǎo)模式（SCI、用戶和FINE），這些模式可在RSK開發(fā)板上進(jìn)行配置。具體修改要求可參考文檔中的6.2節(jié)。其他MCU操作模式則在MCU的寄存器中進(jìn)行配置，相關(guān)寄存器信息可在《RX660 Group User’s Manual: Hardware》中查找。需要注意的是，只能在RSK處于復(fù)位狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)時(shí)更改MCU操作模式，否則可能會損壞MCU。

調(diào)試支持

隨開發(fā)板提供的E2 Emulator Lite支持?jǐn)帱c(diǎn)、事件點(diǎn)（包括執(zhí)行中插入）和基本跟蹤功能，但限制為最多8個(gè)片上事件點(diǎn)、256個(gè)軟件中斷點(diǎn)和256個(gè)分支/周期跟蹤。詳細(xì)信息可參考《E2 Emulator Lite User’s Manual》（R20UT3240EJ）。

地址空間

關(guān)于MCU地址空間的詳細(xì)信息，可參考《RX660 Group User’s Manual: Hardware》中的“Address Space”部分。

總結(jié)

Renesas Starter Kit for RX660為電子工程師提供了一個(gè)豐富的開發(fā)平臺，從硬件設(shè)計(jì)的多個(gè)方面到代碼開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)和說明。通過深入了解其功能和使用方法，工程師能夠更高效地進(jìn)行Renesas微控制器的開發(fā)和調(diào)試工作。在使用過程中，務(wù)必仔細(xì)遵循文檔中的注意事項(xiàng)和操作指南，以確保開發(fā)工作的順利進(jìn)行。大家在使用這款開發(fā)板的過程中，有沒有遇到過什么獨(dú)特的問題或者有什么特別的經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？歡迎在評論區(qū)分享交流。