【Follow me第二季第3期】EK-RA6M5+任务提交贴
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1月7日 (1)
入门任务：搭建环境，下载调试示例程序，Blink，按键;
一、准备工作
下载FSP安装包：
前往Renesas（瑞萨电子）的官方网站，在MCU或开发工具页面找到FSP的下载区域。
下载连接：
选择FSP V5.6版本，并下载适用于Windows系统的安装包。
安装FSP V5_6版本。
安装环境：
在Windows系统上安装FSP（Flexible Software Package）V5.6版本，你可以按照以下步骤进行：
这个是V5.5V的下载连接：
二、安装FSP
运行安装包：
双击下载的安装包文件，启动FSP的安装程序。
下面以4.4的为例进行安装流程截图：
阅读并接受许可协议：
在安装过程中，你需要阅读并接受FSP的许可协议。
如果同意协议条款，请继续下一步。
选择安装路径：
指定FSP的安装路径。默认情况下，安装程序会选择系统的默认程序文件夹。
你可以根据需要更改安装路径。
开始安装：
点击“安装”或“下一步”按钮，开始安装FSP。
安装过程中，安装程序可能会提示你确认某些设置或权限请求。
完成安装：
当安装程序提示安装完成时，点击“完成”或“关闭”按钮退出安装程序。
到这里就安装完成了。
三、配置和使用FSP
配置开发环境：
如果你使用的是特定的IDE（e² studio），你需要配置IDE以使用FSP。
这通常包括设置包含路径、库路径等，以便IDE能够正确识别和编译FSP的模块和函数。
创建和初始化工程：
在IDE中创建一个新的工程，并选择适当的MCU型号和FSP模块。
根据需要配置工程的各项参数，如时钟设置、引脚配置等。
编译和调试：
使用IDE的编译功能来编译你的工程，并生成可执行文件。
将可执行文件下载到你的MCU上进行调试和测试。
四、调试示例程序点灯LED
下面以导入示例进行截图讲解：
导入示例：
构建项目：
右击项目名称，选择“Build Project”，编译项目。
调试项目：
连接EK-RA6M5开发板到电脑，选择调试配置（如Debug Configuration），设置串口通信波特率为115200（或其他适当的波特率）。
点击“Debug”按钮，开始调试程序。
五、实现LED Blink
找到LED引脚：
在开发板的原理图中找到板载LED的引脚连接情况，LED1可能连接在P006引脚。
配置引脚：
打开e2 studio中的配置xml文件，选中Pins一栏，输入引脚编号以自动定位到该引脚配置界面。
根据LED的接法，设置引脚默认输出电平。
添加闪烁代码：
在hal_entry函数中添加循环代码，使LED不断闪烁。
参加示例
void hal_entry(void) {
while(1){
R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_00_PIN_06, BSP_IO_LEVEL_HIGH); //LED1亮
R_BSP_SoftwareDelay(500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS); //延时500ms
R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_00_PIN_06, BSP_IO_LEVEL_LOW); //LED1灭
R_BSP_SoftwareDelay(500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS); //延时500ms
}
}
实际输出代码：
void blinky_thread_create(void)
{
g_fsp_common_thread_count++;
#if 1
blinky_thread = xTaskCreateStatic (
#else
BaseType_t blinky_thread_create_err = xTaskCreate(
#endif
blinky_thread_func,
(const char*) "Blinky Thread", 4096 / 4, // In words, not bytes
(void*) &blinky_thread_parameters, //pvParameters
6,
#if 1
(StackType_t*) &blinky_thread_stack,
(StaticTask_t*) &blinky_thread_memory
#else
& blinky_thread
#endif
);
#if 1
if (NULL == blinky_thread)
{
rtos_startup_err_callback (blinky_thread, 0);
}
#else
if (pdPASS != blinky_thread_create_err)
{
rtos_startup_err_callback(blinky_thread, 0);
}
#endif
}
static void blinky_thread_func(void *pvParameters)
{
rtos_startup_common_init ();
#if (1 == BSP_TZ_NONSECURE_BUILD) && (1 == 1)
portALLOCATE_SECURE_CONTEXT(0);
#endif
blinky_thread_entry (pvParameters);
}
#define BUTTON_DEBOUNCE_RATE (500)
extern bool g_usb_configured;
extern adc_info_t g_adc_info_rtn;
uint32_t g_pwm_dcs[4] =
{ LED_INTENSITY_10, LED_INTENSITY_30, LED_INTENSITY_50, LED_INTENSITY_90 };
uint32_t g_pwm_rates[4] =
{ BLINK_FREQ_1HZ, BLINK_FREQ_3HZ, BLINK_FREQ_5HZ, BLINK_FREQ_10HZ };
st_board_status_t g_board_status =
{ };
uint8_t g_pwm_dcs_data[] =
{ 10, 30, 50, 90 };
uint8_t g_pwm_rates_data[] =
{ 1, 3, 5,10 };
按键引脚： 在开发板的原理图中找到按键的引脚连接情况，按键1可能连接在P005引脚，按键2可能连接在P004引脚。
配置引脚： 同样在配置xml文件中，设置按键引脚的默认状态。 添加按键扫描代码： 在hal_entry函数中添加按键扫描代码，用于检测按键状态并执行相应操作。
参考示例：
void KeyScan(bsp_io_port_pin_t key){
bsp_io_level_t key_state;
R_IOPORT_PinRead(&g_ioport_ctrl, key, &key_state);
if(key_state==BSP_IO_LEVEL_LOW){ //按键按下
R_BSP_SoftwareDelay(10, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS); //软件消抖
//执行按键按下时的操作，如点亮另一个LED
R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, LED2, BSP_IO_LEVEL_HIGH); //假设LED2连接在另一个引脚
//等待按键松开
while(key_state==BSP_IO_LEVEL_LOW){
R_IOPORT_PinRead(&g_ioport_ctrl, key, &key_state);
}
//按键松开后的操作，如熄灭LED2
R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, LED2, BSP_IO_LEVEL_LOW);
}
}
实际代码：
//读取按键状态
bsp_io_level_t Read_Button()
{
bsp_io_level_t button_value = BSP_IO_LEVEL_HIGH ;
R_IOPORT_PinRead(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_00_PIN_05, &button_value);
return button_value;
}
void hal_entry(void)
{
bsp_io_level_t LED_value = BSP_IO_LEVEL_HIGH ;
#if BSP_TZ_SECURE_BUILD
R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
R_IOPORT_Open(&g_ioport_ctrl, &g_ioport.p_cfg);
while(1)
{
R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_00_PIN_08, LED_value);
R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_00_PIN_07, LED_value);
R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_00_PIN_06, LED_value);
if(BSP_IO_LEVEL_LOW==Read_Button())
{
R_BSP_SoftwareDelay(50,BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
if(BSP_IO_LEVEL_LOW==Read_Button())
{
//判断为真的按下 进行状态反转
if(BSP_IO_LEVEL_HIGH==LED_value)
{
LED_value=BSP_IO_LEVEL_LOW;
}else
{
LED_value=BSP_IO_LEVEL_HIGH;
}
while (BSP_IO_LEVEL_HIGH != Read_Button());
}
}
}
}
六、视频
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基础任务：quad-spi flash和octo-spi flash配置及读写速度测试；DAC配置生成波形及性能测试;
一、quad-spi flash和octo-spi flash配置及读写速度测试
配置
quad-spi flash和octo-spi flash的配置通常涉及设置SPI接口的相关参数，时钟频率、数据位宽、传输模式读/写等，配置可以通过微控制器的寄存器或专用的SPI配置函数来完成。
在进行配置之前，需要确保微控制器的SPI接口已经正确初始化，并且与flash存储器的连接正确无误。
读写速度测试
读写速度测试的目的是评估quad-spi flash和octo-spi flash在实际应用中的性能表现。
使用微控制器向flash存储器写入一定量的数据，并记录写入所需的时间，再从flash存储器中读取这些数据，并记录读取所需的时间。
获得更准确的测试结果，多次进行测试，并取平均值作为最终结果，测试不同大小的数据块，以评估flash存储器在不同负载下的性能表现。
代码：
{"Kit Information" , kis_display_menu},
{"Added Demo Information For Test " , Demo_Information}, //added
{"Web Server" , eth_emb_display_menu},
{"Network Name Lookup" , eth_www_display_menu},
{"Quad-SPI and Octo-SPI Speed Comparison" , ext_display_menu},
{"Cryptography and USB High speed (MSC)" , enc_display_menu},
{"Next Steps", ns_display_menu },
{"", NULL }
sprintf (s_print_buffer, "%s%s", gp_clear_screen, gp_cursor_home);
/* ignoring -Wpointer-sign is OK when treating signed char_t array as as unsigned */
print_to_console((void*)s_print_buffer);
sprintf (s_print_buffer, MODULE_NAME, FULL_NAME);
/* ignoring -Wpointer-sign is OK when treating signed char_t array as as unsigned */
print_to_console((void*)s_print_buffer);
sprintf (s_print_buffer, SUB_OPTIONS);
/* ignoring -Wpointer-sign is OK when treating signed char_t array as as unsigned */
print_to_console((void*)s_print_buffer);
for (int8_t test_active = 0; NULL != s_menu_items[test_active].p_func; test_active++ )
{
sprintf (s_print_buffer, "\r\n %d. %s", (test_active + 1), s_menu_items[menu_limit++ ].p_name);
/* ignoring -Wpointer-sign is OK when treating signed char_t array as as unsigned */
print_to_console((void*)s_print_buffer);
}
/* ignoring -Wpointer-sign is OK for a constant string */
print_to_console((uint8_t *)"\r\n");
while ((0 != c))
{
c = input_from_console ();
if (0 != c)
{
/* Cast, as compiler will assume calc is int */
c = (int8_t) (c - '0');
g_selected_menu = c;
if ((c > 0) && (c <= menu_limit))
{
s_menu_items[c - 1].p_func ();
break;
}
}
SPI 接口初始化前提
微控制器的 SPI 接口是与 flash 存储器交互的关键通道，所以要确保其已经正确初始化。这包括配置 SPI 接口的基本引脚功能（如时钟线、数据线等引脚的模式设置），使能 SPI 模块等基础操作，还要检查与 flash 存储器之间的物理连接线路，保证线路连接正确、无断路或短路等问题，避免后续配置和读写操作出现通信故障。
SPI 接口初始化前提
微控制器的 SPI 接口是与 flash 存储器交互的关键通道，所以要确保其已经正确初始化。这包括配置 SPI 接口的基本引脚功能（如时钟线、数据线等引脚的模式设置），使能 SPI 模块等基础操作，同时还要检查与 flash 存储器之间的物理连接线路，保证线路连接正确、无断路或短路等问题，避免后续配置和读写操作出现通信故障。
配置参数说明
时钟频率：决定了 SPI 数据传输的速率，一般可以根据 flash 存储器的规格以及实际应用对速度的需求来设置。有的应用要求快速读写，就可以适当提高时钟频率，但也要考虑到 flash 存储器和微控制器的支持能力，过高的频率可能导致数据传输错误。
数据位宽：确定了每次传输数据的位数，常见的有 8 位、16 位等。不同的 flash 存储器可能支持不同的数据位宽，要按照其手册要求进行合理设置，以便正确地进行数据收发。
传输模式（读 / 写）：明确了当前操作是向 flash 存储器写入数据还是从中读取数据。这涉及到 SPI 接口的控制信号以及数据流向等设置，要根据具体的读写需求进行相应切换。
输出结果：
软件工作流程图：
二、DAC配置生成波形及性能测试
DAC配置
DAC的配置涉及设置其工作模式、分辨率、输出范围等参数，参数可以通过微控制器的寄存器或专用的DAC配置函数来完成。
DAC的工作模式通常包括正常模式和自动模式。DAC根据数据寄存器中的数字值输出对应的电压。
波形生成
波形生成是通过向DAC的数据寄存器写入一系列数字值来实现的。数字值可以表示不同的电压电平，从而在DAC的输出端产生相应的模拟信号。
为了生成特定的波形（正弦波、锯齿波等），需要按照波形的数学模型计算出一系列数字值，并将它们依次写入DAC的数据寄存器。可以通过微控制器的定时器中断或DMA直接存储器访问来实现。
连接实物图，连接P014引脚：
在实物连接图中，会展示微控制器的主体部分以及 DAC 相关电路模块，P014 引脚会用清晰的线条标识出来，它作为 DAC 输出引脚，连接到外部的测量设备或者后续需要接收模拟信号的电路部分。
在波形图上可以同时标注出这个 P014 引脚对应的波形，也就是经过 DAC 配置和波形生成操作后，从该引脚输出的实际模拟信号波形情况，以此表明波形图与实物连接之间的对应关系，让使用者能直观看到电路连接后的实际信号输出表现。
使用逻辑分析仪抓取输出波形：
正弦波生成波形图：
以时间为横轴，DAC 输出电压为纵轴。按照正弦波的数学模型对于 8 位分辨率，设定好满量程对应的电压幅值等参数，计算出一系列对应不同时刻的数字值，将这些值依次写入 DAC 数据寄存器后，在输出端就会生成一个周期性的正弦波形。波形呈现出平滑的、周期性的、以一定频率在设定的输出电压范围内上下波动的形状，从波峰到波谷再到波峰，符合正弦函数的曲线特征，并且这个波形的频率取决于向 DAC 写入数据的速度由定时器中断触发写入的频率等因素决定。
锯齿波生成波形图：
同样以时间为横轴，电压为纵轴，开始时电压从最低值输出范围的下限开始，随着向 DAC 数据寄存器按顺序写入逐渐增大的数字值，电压会呈线性上升趋势，形成一条斜率固定的直线段不断上升，直到达到输出范围的上限电压后，又快速跳回下限电压或者按需求设置循环起始点等情况，然后重复这个过程，形成一个个锯齿状的周期波形，波形的周期取决于写入一轮完整数字值的时间间隔，而锯齿的斜率与每次写入数字值的增量大小等配置有关。
视频：
2024-12-12 23-28-26
进阶任务：示例程序中新增命令打印信息;
导入示例程序：
在IDE（e²studio）中正确导入了 _quickstart 示例程序，在IDE中导入已下载的例程包中的“_quickstart”例程，并进行检查，是否有错误，需要把错误的地方进行更改。
打印函数：
在 _quickstart 示例程序中，查找与串口通信相关的部分，UART初始化代码和用于发送数据的函数，并进行移植并配置了 xprintf() 库类似于标准 printf() 的扩展，用于嵌入式系统，则可以直接使用它进行打印。
测试打印信息：
在进行调试时，一定要进行调试运行后，才会有端口显示，不然PC端无法进行端口显示。
通过串口调试工具或软件自带终端，观察输出的打印信息。
扩展任务：设计一个类似信号发生器功能的例程。可在示例程序上修改。通过命令或按键，设置DAC输出波形，可通过flash存储历史波形等信息。
一、代码实现
配置好DAC、Flash存储器、USART（用于接收命令）和GPIO（用于按键输入）的外设。
初始化配置
生成初始化代码，包括DAC、Flash、USART和GPIO的配置。
DAC波形生成函数
创建不同的波形生成函数，正弦波、方波、三角波等。
参考示例 ：
#include <math.h> // 为了使用 sin() 函数
#include <stdint.h>
#include <string.h> // 为了使用 memset()
// 假设这些宏和变量已经在其他地方定义
//#define QSPI_DEVICE_START_ADDRESS 0x...
//#define SECTOR_SIZE 0x...
//extern fsp_ctrl_t g_qspi_ctrl;
//extern qspi_cfg_t g_qspi_cfg;
//extern char s_print_buffer[];
// 正弦波生成函数
void GenerateSineWave(uint16_t *buffer, int num_samples, int amplitude, double frequency, int sample_rate) {
for (int i = 0; i < num_samples; i++) {
double theta = 2.0 * M_PI * frequency * i / sample_rate;
buffer[i] = (uint16_t)(amplitude * (sin(theta) + 1.0) / 2.0 * 0xFFFF); // 转换到0-0xFFFF范围
}
}
// 修改后的 SaveWaveToFlash 函数
void SaveWaveToFlash(uint16_t *buffer, int num_samples) {
fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;
uint8_t *p_mem_addr = (uint8_t*) QSPI_DEVICE_START_ADDRESS;
spi_flash_protocol_t current_spi_mode;
/* 初始化 QSPI 和设置通信模式 */
err = qpi_init();
if (FSP_SUCCESS != err) {
sprintf(s_print_buffer, "Failed to initialize QSPI module\r\n");
return;
}
current_spi_mode = g_qspi_cfg.spi_protocol;
/* 擦除 QSPI 的指定扇区 */
err = R_QSPI_Erase(&g_qspi_ctrl, p_mem_addr, SECTOR_SIZE);
if (FSP_SUCCESS != err) {
sprintf(s_print_buffer, "Failed to erase QSPI flash\r\n");
deinit_qspi(current_spi_mode);
return;
}
/* 等待擦除完成 */
err = get_flash_status();
if (FSP_SUCCESS != err) {
sprintf(s_print_buffer, "Failed to get flash status after erase\r\n");
deinit_qspi(current_spi_mode);
return;
}
/* 生成正弦波数据 */
int amplitude = 0xFFFF; // 最大振幅
double frequency = 1.0; // 正弦波频率（需要根据实际情况调整）
int sample_rate = num_samples * 10; // 假设每个样本代表0.1秒（需要根据实际情况调整）
memset(buffer, 0, num_samples * sizeof(uint16_t)); // 清空缓冲区
GenerateSineWave(buffer, num_samples, amplitude, frequency, sample_rate);
/* 写入正弦波数据到 QSPI 闪存 */
err = R_QSPI_Write(&g_qspi_ctrl, buffer, p_mem_addr, num_samples * sizeof(uint16_t));
if (FSP_SUCCESS != err) {
sprintf(s_print_buffer, "Failed to write sine wave data to QSPI flash\r\n");
} else {
err = get_flash_status();
if (FSP_SUCCESS != err) {
sprintf(s_print_buffer, "Failed to get flash status after write\r\n");
}
}
/* 关闭 QSPI 模块 */
deinit_qspi(current_spi_mode);
}
实际输出代码：
void DAC_Wave(char wavetype)
{
static int value=0;
if(wavetype==1) R_DAC_Write(&g_dac0_ctrl, value); //added 锯齿波
if(wavetype==2) R_DAC_Write(&g_dac0_ctrl, value > 2050 ? 4095 : 0); //added 方波
value=value+20;
if(value>=4095) value=0;
}
fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;
uint32_t page_write_count = 0;
uint8_t *p_mem_addr = (uint8_t*) QSPI_DEVICE_START_ADDRESS;
spi_flash_protocol_t current_spi_mode;
/* Cast to req type */
p_mem_addr = (uint8_t*) QSPI_DEVICE_START_ADDRESS;
/* initialise the QSPI, and change mode to that set in FSP */
err = qpi_init ();
if (FSP_SUCCESS == err)
{
/* The comms mode has changed. So if recovering, this new mode required */
current_spi_mode = g_qspi_cfg.spi_protocol;
}
/* 擦除 QSPI 的指定扇区 */
err = R_QSPI_Erase (&g_qspi_ctrl, p_mem_addr, SECTOR_SIZE);
if (FSP_SUCCESS != err)
{
sprintf (s_print_buffer, "Failed to erase QSPI flash\r\n");
return;
}
/* 等待擦除完成 */
err = get_flash_status ();
if (FSP_SUCCESS != err)
{
sprintf (s_print_buffer, "Failed to get flash status after erase\r\n");
return;
}
err = R_QSPI_Write (&g_qspi_ctrl, &buffer[0], p_mem_addr, 1);
if (FSP_SUCCESS != err)
{
sprintf (s_print_buffer, "Failed to write data to QSPI flash\r\n");
}
else
{
err = get_flash_status ();
if (FSP_SUCCESS != err)
{
sprintf (s_print_buffer, "Failed to get flash status after write\r\n");
}
}
/* close QSPI module */
deinit_qspi (current_spi_mode);
采用示波器抓取P014引脚的波形，在测量波形时，需要对示波器进行波形校准一下，不然出现的波形就会有失真。
方波：
三角波：
输入命令：
测量逻辑图：
输视频：
2030af231033c76c1181325435db4f50
软件工作过程图：
总结：
总结一下我这些天弄这个6M5的心得，说一下个人的感受，瑞萨的环境装了有七八天，没有成功，最后请了其它的工程师也没有装成功，还请了野火的工程师帮助了我，无解，最后还是用虚拟机搞成功了。
从入门到进阶的MCU开发任务，包括环境搭建、基础配置与测试，以及进阶功能的实现。通过下载并安装FSP软件包，配置开发环境，成功运行了LED Blink示例程序，掌握了基础的开发流程。进行了quad-spi flash和octo-spi flash的配置及读写速度测试，这一步骤对于理解高速存储器的应用至关重要。还进行了DAC配置，生成了波形并进行了性能测试，为模拟信号的处理提供了基础。在进阶任务中，示例程序中新增了命令打印信息，提高了程序的可读性和可调试性。扩展任务设计了一个类似信号发生器功能的例程，通过命令或按键设置DAC输出波形，并可通过flash存储历史波形等信息，这一设计不仅提升了程序的实用性，也为后续的信号处理应用提供了有力支持。整个开发过程涵盖了从基础到进阶的多个层面，为MCU开发打下了坚实基础。
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变色卡
千斤顶
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