RL78/G15 Fast Prototyping Board Arduino IDE 平台开发过程

这是一篇基于RL78/G15 Fast Prototyping Board的Arduino IDE开发记录

RL78/G15 Fast Prototyping Board

RL78/G15 Fast Prototyping Board

硬件简介（背景）

RL78/G15 快速原型开发板配备 RL78/G15 微控制器，是一种专门用于各种应用开发试产的原型开发板。它只需连接 USB 线即可编写/调试程序，无需任何其他工具即可着手评估。此外，它还可以使用传统 E2 仿真器和 E2 仿真器 Lite 实现高性能调试（有关方法，请参考用户手册）。标配 Arduino Uno 和 Pmod™ 接口，具有高度的可扩展性，譬如能够访问微控制器的所有引脚。¹

可以在RL78/G15快速入门指南下载对应的快速入门指南，这里有硬件相关的一些内容，也是测评前对硬件必须要的基础的了解：
在这里插入图片描述

可以看到，RL78/G15 Fast Prototyping Board是沿用基于Arduino的布局风格，甚至于引脚和UNO-R3是完全兼容的，所以，可以替代R3作为基板对以前的模块开发进行快速功能验证。

更多的，硬件上，RL78/G15 Fast Prototyping Board设计了PMOD接口，用户可以根据这个接口设计不同的模块来快速接入，和测试，弥补了UNO-R3方式开发杜邦线接来接去的困恼！可以看到PMOD涵盖了SPI/IIC/UART多种通信协议，几乎可以通用所有的模块设计，除了用户自己按着引脚开发拓展套件外，也期待一下后续RENESAS官方的设计和扩展这个系列的模组板。

基础测试（方法说明/操作说明）

拿到开发板之后，首先还是需要对关键的电源引脚进行简单测试，避免因为SMT生产过程中产生连锡等，造成短路，特别是VCC和GND，推荐使用万用表短路档进行测试：
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测试均无SMT不良等现象产生时，可以允许接入个人电脑中。这一个步骤是非常关键的——特别是对于USB-HUB没有隔离硬件的时候，如果出现PWR-GND短路现象，是非常容易产生不可挽回的损失的。

在对硬件进行检查时，更多的或许需要依赖硬件原理图进行，对应的原理图等PCB设计文档下载链接:RL78/G15 Fast Prototyping Board Design and Gerber Files

当然为了方便调试，这里直接提供PNG格式的原理图供快速查看：
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开发环境搭建（方法说明/操作说明+代码+结果）

本次选择的开发环境是Arduino IDE 1.8.19，（当然也可以使用RENCESAS官方原生的开发环境，官方开发环境中也可以对RL78/G15进行开发）。
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为了避免环境太高导致无法适配GITHUB开源的项目库，推荐使用1.8.19版本，笔者是在Windows Store商店直接下载的，也可以到链接Arduino IDE下载（注意：历史版本需要往下拉，下方会提供以往的版本共给用户下载，其中右上角可以选择对应的系统环境）：
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完成IDE平台软件的安装后，可以进行RENESAS系列板项目库拉取，其链接：RENESAS系列板项目库,在这个项目库中，可以选择合适的板子进行URL拉取，其中本次测评RL78/G15，因此选择RL78/G15 boards manager URL进行拉取。

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Arduino IDE RL78/G15的拉取方法：

（1）文件–首选项–

将上述链接添加到附加开发板管理器网址中
（如果不会获取，可以拷贝此处链接：RL78/G15 boards manager URL）
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（2）工具–开发板–开发板管理器–关键字“RL”–搜索并安装RL78/G15-20p…

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如果发生下列错误，解决方法是手动下载工具存档(可以从包索引文件中提取存档下载URL)，然后将其放入开发板管理器的下载缓存中。

比如WINDOW系统，手动下载后，放置在arduino IDE的缓存文件夹下，参考C:\Users<用户名>\AppData\Local\Arduino15\packages，如果更改了，也是在类似的地址，将zip放置在该文件夹中，可以跳过IDE联网下载环节，进入解压安装环节。

如果手动都下不了的朋友，请从这里获取：
Library-rl78g15-fpb-1.2.1.zip
llvm-17.0.1.202406-rl78-elf.zip
win32-tool-rl78g1x-1.1.0.zip

（3）给硬件上电，设备管理器获取串口

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（4）工具–端口–选择硬件端口–选择设备管理器中新增的串口COMxx

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（5）工具–选择开发板–选择RL78/G15…

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（6）文件–示例

打开示例后，会发现，没有示例！
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但是这就是兼容UNO的，所以，UNO能用的，RL78/G15全部映射完成了（当用户安装完成（Library-rl78g15-fpb-1.2.1.zip）之后），因此，可以直接使用内置示例进行开发使用即可。

通用示例测试（方法说明/操作说明+代码+结果）

从原理图中，可以知道：
LED1—P20—PIN7
LED2—P21—PIN4
在这里插入图片描述
话不多说，直接上代码：

const int LED1Pin = 7;
const int LED2Pin = 4;

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  pinMode(LED1Pin, OUTPUT);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  digitalWrite(LED1Pin, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
  delay(500);                       // wait for a second
  digitalWrite(LED1Pin, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
  delay(500);                       // wait for a second
}

在Arduino IDE中进行验证，上传，注意等待，不要cao之过急：
在这里插入图片描述
等待烧录进去Write Complete 时，即可观察实验现象：
请添加图片描述
对应现象：可以看到LED1每隔1000ms进行一次闪烁，这里故意定义了两个LED，但是只使用其中一个，以说明LED的映射是正确的。

拓展代码：

const int LED2Pin = 4;

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  pinMode(LED1Pin, OUTPUT);
  pinMode(LED2Pin, OUTPUT);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  digitalWrite(LED1Pin, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
  digitalWrite(LED2Pin, LOW);
  delay(500);                       // wait for a second
  digitalWrite(LED1Pin, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
  digitalWrite(LED2Pin, HIGH);
  delay(500);                       // wait for a second
}

对应现象：LED1和LED2进行交替闪烁
请添加图片描述

测评ADC任务功耗

进行ADC基础实验

接下来开始，编写ADC相关的部分，ADC，模数转换，使用到相关的Analog引脚。直接上代码：

#include <Arduino.h>
const int analogInPin = A0; // A0---P23定义模拟输入引脚
int adcValue = 0; // 存储模拟输入的值
float voltage = 0;

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(115200);

}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  adcValue = analogRead(analogInPin); // 读取模拟输入的值
  voltage = adcValue * (5.0 / 1023.0); // 将模拟输入的值转换为电压值
   // 打印输出
  Serial.print("sensor = ");
  Serial.print(adcValue);
  Serial.print("\t vol = ");
  Serial.print(voltage);
  Serial.println("V");
  delay(2); // 延迟2毫秒

}

在这里插入图片描述
对应的实物，如上图连接。将A0探测脚，连接到板载的3V3引脚上，观察实验输出：

在这里插入图片描述
可以看到，在未进行校准时，输出接近3V3。

接下来将测量输入引脚，接到我们开源的一款LDO载板上，观察+1V8的采集：
在这里插入图片描述
同样的，将测量输入引脚，接到我们开源的一款LDO载板上，观察+3V3的采集：

显然的，板载的3V3输出比模块板的LDO要稳定得多。

进行功耗测试实验

本实验使用到电流表，这里使用DMM6500作为电流表，接线图如下图所示，将DCI作为电流表，连接到电路系统供电路中，进行功耗测试，单独采集板载3V3时，观察其整板功耗：（使用DMM6500 DCI档位，测低端采样电流）
在这里插入图片描述

从采集数据中，可以看到，上电后，单通道ADC任务，整体功耗16mA@5V，包含板载其他器件（LED等）。

取区间80s到100s，放大可以看到，整体的功耗波动也非常平稳。

心得体会

再次感谢瑞萨嵌入式小百科公众号的测评名额，本文中，主要使用了Arduino IDE对RL78/G15进行环境搭建与开发。在开发过程中，实际上比较苦恼语言问题，在github中大多数的讲解说明都是以日本语作为主要语言，并且在官网中，关于Arduino IDE平台的基础示例几乎没有。在深度了解后，惊然发现，Renesas官方在Arduino IDE库中几乎对所支持的Arduino系列的Renesas板子如RL78/G15等，几乎所有适配的引脚都进行了高度映射，几乎完美兼容原生UNO的所有函数和API。

实际上，在官网中，也有关于Arduino API从e2studio到Arduino IDE的移植指南：
在这里插入图片描述

最后，比较让我意外的是，RL78/G15即使使用Arduino IDE平台的高度封装的语言，也在ADC寻常模式应用时可以保持如此低的功耗，并且可以将模块LDO的纹波都可以采集到，说明其采样精度和稳定性也非常高。

下一步计划是配置多通道ADC，采集外部多路电压，并且调度MCU进入低功耗模式，搭建系统，相信这RL78/G15 20P一定会给我带来惊喜。

本文就到此完成，喜欢关注我，我会持续更新RL78/G15的使用！

引用

RL78/15G官网首页 ↩︎