本文轉(zhuǎn)自RA生態(tài)工作室：

瑞薩“RA MCU眾測(cè)寶典”環(huán)境搭建專(zhuān)題再添硬核實(shí)操！這次將解鎖“基本模板搭建與LED”技能，加入簡(jiǎn)易調(diào)度器實(shí)現(xiàn)多任務(wù)管理，一步步搞定“能直接落地”的開(kāi)發(fā)模板，不管是入門(mén)練手還是項(xiàng)目開(kāi)發(fā)都能復(fù)用。

開(kāi)啟寶典

前言

本人因參加嵌賽而接觸到瑞薩的新賽道，由此與瑞薩結(jié)緣。當(dāng)時(shí)投入到學(xué)習(xí)瑞薩對(duì)我來(lái)說(shuō)很新穎的開(kāi)發(fā)環(huán)境。相較于傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)方式，瑞薩自家的FSP庫(kù)（類(lèi)似于HAL庫(kù)）極大簡(jiǎn)化了作品的開(kāi)發(fā)流程，顯著提高了開(kāi)發(fā)效率，并提供了更高的靈活性。在完賽后本人也是深深?lèi)?ài)上這種簡(jiǎn)便開(kāi)發(fā)。

接下來(lái)，我們將開(kāi)始對(duì)瑞薩基于Arm Cortex-M處理器內(nèi)核的RA4M2-100pin進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)測(cè)試。

NO.1

開(kāi)發(fā)環(huán)境準(zhǔn)備

首先，引用以下文檔：

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RAM2系列是比較主流化的類(lèi)型之一，主打一個(gè)低功耗，基于48 MHz Arm Cortex-M33內(nèi)核，適用于電池供電、物聯(lián)網(wǎng)終端及其他對(duì)功耗敏感的應(yīng)用場(chǎng)景。我們自己做一些一般的嵌入式產(chǎn)品也完全夠用，我們測(cè)試的這一款是100pin腳的，有五六個(gè)串口，與獨(dú)立I2C等等。

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那么這里推薦用官方開(kāi)放軟件e2s，你也可以上網(wǎng)搜下用keil教程；下載器的話(huà)，省時(shí)省力當(dāng)時(shí)直接到立創(chuàng)商城買(mǎi)的官方下載器，瑞薩所有系列芯片都支持用，如果板子上有板載下載器還可以直接用串口下載，就是稍微麻煩點(diǎn)。

01

下載e2studio

e2studio軟件的官方頁(yè)面和github下載頁(yè)面如下，可掃描二維碼或復(fù)制鏈接到瀏覽器查看。

e2studio軟件的官方頁(yè)面

https://www.renesas.cn/cn/zh/software-tool/e-studio

github上有各種版本下載，下載頁(yè)面如下

https://github.com/renesas/fsp/releases

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注意在最開(kāi)始讓選擇是快速安裝還是自定義安裝，選快速安裝，自己安裝容易少下載一些固件，在后續(xù)編碼時(shí)候容易出問(wèn)題。

02

下載Flash Programmer

我使用Renesas Flash Programmer軟件進(jìn)行燒錄hex程序，下載鏈接在官網(wǎng)，可掃描二維碼或復(fù)制鏈接到瀏覽器查看。

Flash Programme下載鏈接

https://www.renesas.cn/zh/software-tool/renesas-flash-programmer-programming-gui

NO.2

模板準(zhǔn)備

01

入門(mén)

首先打開(kāi)e2s，新建文件：

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根據(jù)板子上的芯片，在Device中選擇對(duì)應(yīng)型號(hào)，注意下面的Toolchains中選擇GNU，后面編譯起來(lái)更方便。

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后面頁(yè)面默認(rèn)不修改，之后得到一個(gè)初步程序。

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首先根據(jù)板子主晶振，修改時(shí)鐘：

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我這塊板子上芯片所接的外部晶振是24Mhz的，可能有些是12Mhz的，在下面這里可以修改晶振的大小，還可以修改不同時(shí)鐘線(xiàn)的頻率，我一般用外部晶振比較多，注意在這個(gè)小齒輪頁(yè)面做出的任何改動(dòng)都要最終按右上角的生成鍵。

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在這個(gè)頁(yè)面里，首先修改成生成hex文件；其次這幾個(gè)勾選上，不然后續(xù)串口輸出編譯會(huì)報(bào)錯(cuò)。

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02

配置基本函數(shù)

模板里面，需要一些LED和基本的串口輸出；因?yàn)镠AL庫(kù)雖然簡(jiǎn)便，但是也有弊端，程序出了問(wèn)題很難找到原因，所以我習(xí)慣用LED和串口打印幫助排除問(wèn)題；程序卡住LED可以直觀讓我知道具體卡在哪，串口則可以排除程序邏輯錯(cuò)誤等等。

在src新建倆文件，在倆文件內(nèi)新建LED和串口的.c.h文件。

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現(xiàn)在就可以去瑞薩特有的FSP庫(kù)生成初始代碼，先把燒錄方式改成SWD；看原理圖，這三個(gè)led燈接的pin腳，并且另一端是地，也就是給高電平是點(diǎn)亮，找到這幾個(gè)pin腳，修改為外部輸入模式OUTPUT。

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SCI里面找到和typeC一起的串口9，這樣既可以供電也可以用來(lái)調(diào)試。

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串口這里要注意在pin腳頁(yè)面配置好后，還有配置Stack，會(huì)生成一個(gè)塊，點(diǎn)擊它，左下角屬性里面，可以修改配置串口詳細(xì)的所有基礎(chǔ)信息，函數(shù)名，波特率，回調(diào)函數(shù)等等。

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所使用的UART屬性描述

點(diǎn)擊生成代碼后旁邊的資源里面，在HAL里面就會(huì)有相應(yīng)你配置模塊的函數(shù)，最常見(jiàn)一些OPEN，ENABLE等等，你可以直接拖動(dòng)出來(lái)，使用這些函數(shù)，相當(dāng)于幫你封裝好了功能函數(shù)，你只需要根據(jù)需求修改封裝函數(shù)的入口參數(shù)即可。

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03

key板塊

首先是編寫(xiě)key常用封裝函數(shù)，包括LED的開(kāi)閉，反轉(zhuǎn)以及定時(shí)閃爍。

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左右滑動(dòng)查看完整內(nèi)容

//LED單獨(dú)開(kāi)閉
#define LED1_OFF     R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_04_PIN_05, BSP_IO_LEVEL_LOW);
#define LED1_ON     R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_04_PIN_05, BSP_IO_LEVEL_HIGH);


#define LED2_OFF     R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_04_PIN_04, BSP_IO_LEVEL_LOW);
#define LED2_ON     R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_04_PIN_04, BSP_IO_LEVEL_HIGH);


#define LED3_OFF     R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_00_PIN_02, BSP_IO_LEVEL_LOW);
#define LED3_ON     R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_00_PIN_02, BSP_IO_LEVEL_HIGH);


//LED翻轉(zhuǎn)
#defineLED1_TURN     R_PORT4->PODR ^=1 <<(BSP_IO_PORT_04_PIN_05 & 0xFF);
#define?LED2_TURN ? ? ? ? R_PORT4->PODR ^=1 <<(BSP_IO_PORT_04_PIN_04 & 0xFF);
#define?LED3_TURN ? ? ? ? R_PORT0->PODR ^=1 <<(BSP_IO_PORT_00_PIN_02 & 0xFF);


//LED閃爍函數(shù)
#define?LED1_SHINE() ? ? ? ? ? ?R_PORT4->PODR ^=1 <<(BSP_IO_PORT_04_PIN_05 & 0xFF);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?R_BSP_SoftwareDelay(500,BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
#define?LED2_SHINE() ? ? ? ? ? ?R_PORT4->PODR ^=1 <<(BSP_IO_PORT_04_PIN_04 & 0xFF);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?R_BSP_SoftwareDelay(500,BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
#define?LED3_SHINE() ? ? ? ? ? ?R_PORT0->PODR ^=1 <<(BSP_IO_PORT_00_PIN_02 & 0xFF);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?R_BSP_SoftwareDelay(500,BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);

開(kāi)關(guān)函數(shù)（ON/OFF）

實(shí)現(xiàn)方式：調(diào)用瑞薩現(xiàn)成的庫(kù)函數(shù)R_IOPORT_PinWrite；

工作原理：直接向指定的引腳寫(xiě)入明確的高電平或低電平信號(hào)，就像直接給燈下命令“開(kāi)”或“關(guān)”；

特點(diǎn)：代碼最清晰，可移植性好，但執(zhí)行效率相對(duì)較低。

翻轉(zhuǎn)函數(shù)（TURN）

實(shí)現(xiàn)方式：直接操作硬件寄存器。

工作原理：使用按位異或操作符^=。1 << (PIN號(hào))會(huì)生成一個(gè)只有目標(biāo)位為1的掩碼，與該寄存器的當(dāng)前值進(jìn)行異或運(yùn)算。

異或規(guī)則：相同為0，不同為1

效果：如果目標(biāo)位當(dāng)前是0（燈滅），異或后變?yōu)?（燈亮）；如果當(dāng)前是1（燈亮），異或后變?yōu)?

特點(diǎn)：執(zhí)行速度極快（直接操作寄存器），但代碼可讀性稍差，且高度依賴(lài)硬件，但我個(gè)人最喜歡用這個(gè)排除錯(cuò)誤

閃爍函數(shù)（SHINE）

實(shí)現(xiàn)方式：翻轉(zhuǎn)函數(shù)+阻塞延時(shí)。

工作原理：它其實(shí)是先做了一次翻轉(zhuǎn)操作，然后立即調(diào)用一個(gè)延時(shí)函數(shù)R_BSP_SoftwareDelay。這個(gè)延時(shí)函數(shù)會(huì)讓整個(gè)CPU停下來(lái)等待指定的時(shí)間（500毫秒）。

特點(diǎn)：

這是一個(gè)組合動(dòng)作（翻轉(zhuǎn)并延時(shí)）。

阻塞式：在延時(shí)的半秒內(nèi)，CPU不能做任何其他事情。因此它通常需要放在循環(huán)里才能實(shí)現(xiàn)連續(xù)閃爍，并且不適合在需要同時(shí)處理多任務(wù)的系統(tǒng)中使用。

個(gè)人喜歡用這個(gè)解決程序堵塞。

將其放在.h文件內(nèi)，在主函數(shù)中聲明后，全局就都可以使用。

04

uart模塊

回顯輸出

左右滑動(dòng)查看完整內(nèi)容

#include"debug.h"


voidUart9_Init()
{
 fsp_err_terr = FSP_SUCCESS;


 //串口初始化
  err =R_SCI_UART_Open(&g_uart9_ctrl, &g_uart9_cfg);


 assert(FSP_SUCCESS == err);
}




//R_SCI_UART_Write(&g_uart9_ctrl, p_src, bytes);
//使用該函數(shù)后，標(biāo)志位會(huì)被置位，使用時(shí)要及時(shí)在被置位后清零標(biāo)志位，否則在連續(xù)調(diào)用時(shí)，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失




volatilebool uart_complete_flag =false;


voidcallback_uart9_debug(uart_callback_args_t*p_args)
{
 switch(p_args->event)
  {
   caseUART_EVENT_RX_CHAR:
    {
     R_SCI_UART_Write(&g_uart9_ctrl, (uint8_t*)&(p_args->data),1);
     //當(dāng)接受字符，出發(fā)中斷，發(fā)送原字符
     break;
    }


   caseUART_EVENT_TX_COMPLETE:
     {
       uart_complete_flag=true;
      break;
     }
   default:
     break;
  }
}

雖然Uart9_Init里面只有一行指令，但還是最好封裝為一個(gè)函數(shù)，這樣方便后續(xù)程序多起來(lái)后我們可以直觀的理解與調(diào)用，也方便他人閱讀。

這樣編寫(xiě)好了串口的回顯，為了后續(xù)可以直接用printf串口打印調(diào)試信息，我們還需要在debug.c中加入printf向串口的重定義。

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//串口重定向
//首先是條件編譯，檢查是否是GCC編譯；根據(jù)條件選擇使用哪種函數(shù)進(jìn)行重定向
#ifdefined __GNUC__ && !defined __clang__
int_write(intfd,char*pBuffer,intsize);//防止編譯警告
int_write(intfd,char*pBuffer,intsize)
{
 (void)fd;
 R_SCI_UART_Write(&g_uart9_ctrl,(uint8_t*)pBuffer,(uint32_t)size);
 while(uart_complete_flag ==false);
 uart_complete_flag =false;


 returnsize;
}
#else
intfputc(intch, FILE *f)
{
  (void)f;
   R_SCI_UART_Write(&g_uart9_ctrl,(uint8_t*)&ch,1);
   while(uart_complete_flag==false);
   uart_complete_flag =false;


   returnch;
}
#endif

05

主函數(shù)部分

調(diào)度器

瑞薩主函數(shù)為hal_entry，你也可以理解為main。對(duì)于一般集成了較多的程序，我習(xí)慣使用調(diào)度器，可以自由直觀的開(kāi)閉需要的部分，后期對(duì)于大項(xiàng)目也可以試試用rtos。

左右滑動(dòng)查看完整內(nèi)容

#include"hal_data.h"
#include"gpt/gpt.h"
#include"key/key.h"
#include"led/led.h"
#include"debug/debug.h"




FSP_CPP_HEADER
voidR_BSP_WarmStart(bsp_warm_start_event_tevent);
FSP_CPP_FOOTER




/*變量聲明區(qū)*/
/*------------------------------------------------------*/
uint32_tuwTick; //系統(tǒng)計(jì)時(shí)變量


/*------------------------------------------------------*/
uint32_tKey_Val, Key_Down, Key_Up, Key_Old;


/*------------------------------------------------------*/


voidKey_Proc()
{
  Key_Val =Key_Read();
  Key_Down = Key_Val & (Key_Old ^ Key_Val);// 按鍵按下檢測(cè)
  Key_Up = ~Key_Val & (Key_Old ^ Key_Val); // 按鍵抬起檢測(cè)
  Key_Old = Key_Val;


 switch(Key_Down)
  {
    case3:
      LED1_TURN;
     break;


    case4:
      LED2_TURN;
     break;
  }


}


voidLED_Proc()
{
  LED3_TURN;
}




/* 調(diào)度器任務(wù)結(jié)構(gòu)體定義 */
typedefstruct
{
void(*task_func)(void);  // 任務(wù)函數(shù)
 unsignedlongint rate_ms; // 任務(wù)執(zhí)行周期（毫秒）
 unsignedlongint last_run;// 任務(wù)上次運(yùn)行時(shí)間
}task_t;


/* 調(diào)度器任務(wù)列表 */
task_tScheduler_Task[] = {


  {Key_Proc,10,0},   // 鍵盤(pán)任務(wù)，每10毫秒執(zhí)行一次
  {LED_Proc,1000,0},   // 數(shù)碼管任務(wù)，每100毫秒執(zhí)行一次




};


uint8_ttask_num=0;//任務(wù)數(shù)量


/* 調(diào)度器初始化 */
voidScheduler_Init(void)
{
 task_num =sizeof(Scheduler_Task) /sizeof(task_t);// 計(jì)算任務(wù)數(shù)量
}


/* 調(diào)度器運(yùn)行 */
voidScheduler_Run(void)
{
uint8_ti=0;
for(i =0; i < task_num; i++)
? {
? ??uint32_t?now_time = uwTick;?// 獲取當(dāng)前時(shí)間
? ??if?(now_time >= (Scheduler_Task[i].last_run + Scheduler_Task[i].rate_ms))
  {
   Scheduler_Task[i].last_run = now_time;// 更新任務(wù)上次運(yùn)行時(shí)間
   Scheduler_Task[i].task_func();    // 執(zhí)行任務(wù)
  }
 }
}




/*******************************************************************************************************************//**
* main() is generated by the RA Configuration editor and is used to generate threads if an RTOS is used. This function
* is called by main() when no RTOS is used.
**********************************************************************************************************************/
voidhal_entry(void)
{
 /*TODO:add your own code here */


 Scheduler_Init();
 Uart9_Init();


 System_Init();
 while(1)
  {
   Scheduler_Run();
  }
#ifBSP_TZ_SECURE_BUILD
 /* Enter non-secure code */
 R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}

功能

代碼里我寫(xiě)了，LED3的調(diào)度器設(shè)定的時(shí)間，間隔閃爍。

1000毫秒的閃爍間隔：

而按鍵則是，按鍵sw1，sw2分別對(duì)著LED1和LED2，按下則反轉(zhuǎn)一次。

NO.3

下載

然后準(zhǔn)備的差不多了，就可以下載了，打開(kāi)Flash Programmer，點(diǎn)擊左上角file，新建立一個(gè)。

按照這樣選：

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這里推薦給SWD下載這里做個(gè)段子，一來(lái)方便下載，二來(lái)這里要注意SWDIO,SWCLK兩條線(xiàn)要接緊一點(diǎn)，不然老下不下去。

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這樣就下載成功了。

如果在FSP配置、調(diào)度器編寫(xiě)或下載調(diào)試中遇到問(wèn)題，或是有模板優(yōu)化、功能擴(kuò)展的巧思，歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流～

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