【Follow me第二季第3期】EK_RA6M5任务汇总

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【Follow me第二季第3期】EK_RA6M5任务汇总

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如果使用e2 studio开发，仅仅需要下载setup_fsp_v5_5_0_e2s_v2024-07.exe文件即可，如果习惯使用keil或者其他工具开发，就需要下载另外两个文件。例如官方给出的例程是e2 studio工程，我们下载e2 studio安装包即可。

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更改安装目录，不能含有空格

直接统统下一步等待安装完成，同时设置桌面快捷方式

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为了能够快速开发，我们选则该板子的工程模板。

3.选择FreeRTOS工程，方便后续开发。
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4.工程创建完成后，检查是否有下载算法，如果没有，将工程切换为其他芯片，再切换回来就会有下载算法。
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接着在stacks中添加对应的stack，也就是外部中断9和10

配置他们的属性，包括中断名称，触发方式，中断优先级和回调函数

我们新建一个Key_driver.c文件来实现按键的功能。主要就两个对外的接口，一个就是中断的初始化函数。另外一个就是在中断函数中注册回调函数。这样就能实现按键功能的解耦。下面就是该文件的代码。

#include "driver_key.h"

/* KEY 外部中断初始化函数 */
void Key_IRQ_Init(void)
{
fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;

/* Open ICU module */
err = R_ICU_ExternalIrqOpen(&g_external_irq9_ctrl, &g_external_irq9_cfg);
err = R_ICU_ExternalIrqOpen(&g_external_irq10_ctrl, &g_external_irq10_cfg);
/* 允许中断 */
err = R_ICU_ExternalIrqEnable(&g_external_irq9_ctrl);
err = R_ICU_ExternalIrqEnable(&g_external_irq10_ctrl);
}



// 注册回调函数的接口
void key_register_callbacks(callback_func_t key0_cb, callback_func_t key1_cb) {
callbacks.key0_cb = key0_cb;
callbacks.key1_cb = key1_cb;
}

// key0 的中断处理函数
void key0_callback(external_irq_callback_args_t *p_args) {
if (callbacks.key0_cb != NULL) {
callbacks.key0_cb();
}
}

// key1 的中断处理函数
void key1_callback(external_irq_callback_args_t *p_args) {
if (callbacks.key1_cb != NULL) {
callbacks.key1_cb();
}
}

6. 在LED线程中调用按键的接口，注册回调函数来调节LED的闪烁频率。
   

static uint8_t Led_frequencyindex = 0;
static uint32_t Led_frequency[] = {10, 300, 500, 1000, 1300};

void my_key0_handler(void) {
Led_frequencyindex = (Led_frequencyindex+1)%5;
}

void my_key1_handler(void) {
if(Led_frequencyindex == 0)
{
Led_frequencyindex = sizeof(Led_frequency)/sizeof(Led_frequency[0]) - 1;
}
else
{
Led_frequencyindex = (Led_frequencyindex-1)%(sizeof(Led_frequency)/sizeof(Led_frequency[0]));
}
}
void blinky_thread_entry (void * pvParameters)
{
FSP_PARAMETER_NOT_USED(pvParameters);

/* LED type structure */
bsp_leds_t leds = g_bsp_leds;
Key_IRQ_Init();
key_register_callbacks(my_key0_handler, my_key1_handler);
/* If this board has no LEDs then trap here */
if (0 == leds.led_count)
{
while (1)
{
; // There are no LEDs on this board
}
}

/* Holds level to set for pins */
bsp_io_level_t pin_level = BSP_IO_LEVEL_LOW;

while (1)
{
/* Enable access to the PFS registers. If using r_ioport module then register protection is automatically
* handled. This code uses BSP IO functions to show how it is used.
*/
R_BSP_PinAccessEnable();

/* Update all board LEDs */
for (uint32_t i = 0; i < leds.led_count; i++)
{
/* Get pin to toggle */
uint32_t pin = leds.p_leds[i];

/* Write to this pin */
R_BSP_PinWrite((bsp_io_port_pin_t) pin, pin_level);
}

/* Protect PFS registers */
R_BSP_PinAccessDisable();

/* Toggle level for next write */
if (BSP_IO_LEVEL_LOW == pin_level)
{
pin_level = BSP_IO_LEVEL_HIGH;
}
else
{
pin_level = BSP_IO_LEVEL_LOW;
}

vTaskDelay(Led_frequency[Led_frequencyindex]);
}
}

1. 全局变量定义：定义了两个全局变量Led_frequencyindex和Led_frequency。Led_frequencyindex用于记录当前选择的闪烁频率索引，而Led_frequency数组存储了五个不同的闪烁频率（单位为毫秒），分别为10ms、300ms、500ms、1000ms和1300ms。
2. 按键处理函数：
   1. my_key0_handler：当按下键0时，Led_frequencyindex递增1，然后取模5，确保其值始终在0到4之间循环，对应于Led_frequency数组中的五个频率。
   2. my_key1_handler：当按下键1时，如果Led_frequencyindex已经是0，则将其设置为最大索引值（即4），否则减1并取模5，同样保证索引值在有效范围内。
3. 线程入口函数blinky_thread_entry
   1. 初始化按键中断和注册按键回调函数my_key0_handler和my_key1_handler，这样当用户按下键0或键1时，会分别调用这两个函数来更新Led_frequencyindex。

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• 接下来打开配置界面，确认pin脚配置是否正确

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• 打开xshell，通过串口连接。

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• 通过命令4开始执行上面的代码，结果打印在控制台。可以看到OSPI的通信速率要比QSPI快很多。  我尝试了将HIGH_SPEED_MODE定义为0，结果程序卡死了。

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2.4 DAC测试

• 添加DAC设备，设置通道0，同时设置引脚。

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• 因为没有示波器，我们也添加一个ADC设备

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• 通过杜邦线将两个引脚连接起来

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• 编写测试代码

/**初始化DAC*/
fsp_err_t common_init(void)
{
    fsp_err_t fsp_err = FSP_SUCCESS;
    fsp_err = R_DAC_Open(&g_dac0_ctrl, &g_dac0_cfg);
    fsp_err = R_DAC_Start(&g_dac0_ctrl);
    fsp_err = adc_initialize();
    ....
}
/**初始化ADC*/
static fsp_err_t adc_initialize(void)
{
    fsp_err_t fsp_err = FSP_SUCCESS;

    fsp_err = R_ADC_Open (&g_adc_ctrl, &g_adc_cfg);
    if (FSP_SUCCESS != fsp_err)
    {
        return fsp_err;
    }

    fsp_err = R_ADC_ScanCfg (&g_adc_ctrl, &g_adc_channel_cfg);
    if (FSP_SUCCESS != fsp_err)
    {
        return fsp_err;
    }

    fsp_err = R_ADC_ScanStart (&g_adc_ctrl);
    if (FSP_SUCCESS != fsp_err)
    {
        return fsp_err;
    }

    /* Read TSN cal data (value written at manufacture, does not change at runtime) */
    //fsp_err = R_ADC_InfoGet (&g_adc_ctrl, &g_adc_info_rtn);

    return fsp_err;
}
uint16_t Read_ADC_Voltage_Value(void)
{
   uint16_t adc_data;

   (void)R_ADC_ScanStart(&g_adc_ctrl);
   while (!scan_complete_flag) //等待转换完成标志
   {
      ;
   }
   scan_complete_flag = false; //重新清除标志位

   /* 读取通道0数据 */
   R_ADC_Read(&g_adc_ctrl, ADC_CHANNEL_0, &adc_data);

   return adc_data;
}
void gpt_blue_callback(timer_callback_args_t * p_args)
{
    /* Void the unused params */
    FSP_PARAMETER_NOT_USED(p_args);
    double angle = 2 * M_PI * i / TABLE_SIZE;
    double sine_value = sin(angle);
    int mapped_value = (sine_value + 1.0) * 0.5 * MAX_VALUE;
    R_DAC_Write(&g_dac0_ctrl, mapped_value);
    i = (++i)%TABLE_SIZE;

    SEGGER_RTT_printf(0, "adcvalue :%d\r\n",Read_ADC_Voltage_Value());
  .....
  }

• 打印结果显示

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3 进阶任务：示例程序中新增命令打印信息

3.1 例程中命令实现原理 

       在示例程序中，定义了一个名为 menu_fn_tbl 的命令结构体，用于封装每个命令的名称及其对应的功能实现。此结构体包含两个成员：一个是命令名称的字符串指针 p_name，另一个是指向函数的指针 p_func，该函数负责执行与命令相关的操作。

      同时，示例程序中还定义了一个名为 s_menu_items[] 的结构体变量数组。每一个数组元素都是一个 menu_fn_tbl 类型的实例，代表菜单中的一个条目。要添加新的命令到菜单中，只需在这个数组中加入相应的命令名称和关联的功能实现即可。

      当用户在控制台选择特定命令时，程序会查找 s_menu_items[] 数组，找到匹配项后调用其 p_func 成员指向的函数来执行相应功能。

typedef struct menu_fn_tbl
{
    char_t * p_name; /*<! Name of Test */
    test_fn ( * p_func)(void); /*<! Pointer to Test Function */
} st_menu_fn_tbl_t;

/* Table of menu functions */
static st_menu_fn_tbl_t s_menu_items[] =
{
    {"Kit Information"                         , kis_display_menu},
    {"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 }
};

3.2 具体命令功能实现

本命令的目标是在控制台窗口中显示通过ADC采集到的数据。在之前的小任务中，我们已经完成了ADC功能的实现，因此在这个任务中，我们将直接读取ADC的值，并将其输出到控制台上。为了达到这个目的，定义了一个名为 showADCdata 的函数，它是一个测试函数 (test_fn)，负责执行以下操作：

• 清屏并将光标移至屏幕起始位置。

• 在一个无限循环中：

  • 将当前ADC值格式化为字符串，并发送到控制台进行显示。

  • 暂停500毫秒，以防止更新速度过快导致显示混乱。

  • 再次清屏并重置光标位置，确保每次更新时数据都在相同的位置显示。

test_fn showADCdata(void)

{

int8_t c = -1;

uint16_t temp[50];

uint8_t i;

uint16_t adcvalue;

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);



while(1)

{

sprintf (s_print_buffer, "%s:%d\r\n", "ADC:", g_adcvalue);

print_to_console((void*)s_print_buffer);

sprintf (s_print_buffer, "%s%s", gp_clear_screen, gp_cursor_home);

vTaskDelay(500);

print_to_console((void*)s_print_buffer);


}



return (0);

}

3.3 功能展示

 

 

我们将ADC引脚连接至3.3V,可以看到控制台正确输出了adc的值。

 

4 扩展任务：信号发生器

4.1 功能流程

简单的功能流程图如下图所示，详细的功能介绍会在代码部分详解。

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4.2 工程配置

 

 

为了方便功能的实现，我有连接了一个额外的按键模块

 

通过RASC配置初始工程，用到的模块如图左边所示。

4.3 代码部分

main 函数

void hal_entry(void)
{
    /* TODO: add your own code here */
    uint16_t i = 0;
    uint16_t j = 0;
    uint32_t FlashID = 0;
    uint32_t FlashDeviceID = 0;
    uint16_t u16temp;
    Debug_UART4_Init(); // SCI4 UART 调试串口初始化
    printf("hellow world\r\n");
    QSPI_Flash_Init();  // 串行FLASH初始化
    adc_init();
    dac_init();
    R_ICU_ExternalIrqOpen(&g_external_irq9_ctrl, &g_external_irq9_cfg);
    R_ICU_ExternalIrqOpen(&g_external_irq10_ctrl, &g_external_irq10_cfg);
    /* 允许中断 */
    R_ICU_ExternalIrqEnable(&g_external_irq9_ctrl);
    R_ICU_ExternalIrqEnable(&g_external_irq10_ctrl);
    while(1)
    {
        u16temp = getadcvalue();
        writebuf[i++] = u16temp;
        printf("line1=%d\r\n",u16temp);
        if(i == 1000)
        {
            i = 0;
            QSPI_Flash_Write((uint8_t *)writebuf, 0x000000, 2000);
        }
        if(readflag == 1)
        {
            readflag = 0;
            QSPI_Flash_BufferRead((uint8_t *)readbuf,0x000000,2000);
            for( j = 0; j<1000; j++)
            {
                printf("line2=%d\r\n",readbuf[j]);
            }
        }
        R_BSP_SoftwareDelay(1,BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
    }
#if BSP_TZ_SECURE_BUILD
    /* Enter non-secure code */
    R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}

// key0 的中断处理函数
void key0callback(external_irq_callback_args_t *p_args) {
    if(get_wave_type() == WAVE_SINE)
    {
        set_wave_type(WAVE_SQUARE);
    }
    else
    {
        set_wave_type(WAVE_SINE);
    }
}

// key1 的中断处理函数
void key1callback(external_irq_callback_args_t *p_args) {
readflag = 1;

}
uint8_t amplitude_index;
// key2 的中断处理函数
void key2callback(external_irq_callback_args_t *p_args) {
    set_wave_amplitude(amplitude_index++);
    amplitude_index = amplitude_index%4;

}
      
uint32_t g_frequency = 500;
// key3 的中断处理函数
void key3callback(external_irq_callback_args_t *p_args) {
    set_wave_frequency(g_frequency);
    g_frequency+=200;
    g_frequency = g_frequency%1500;

}

该工程没有使用操作系统，只有主函数一个线程，这部分代码主要实现以下功能：

• 初始化外设，包含以下这些外设：

  • 初始化uart4，用于输出调式信息和用于输出ADC波形。

  • 初始化QSPI，主要用于存储历史波形，存储的数据为adc采集到的波形。

  • 初始化DAC，用于输出0-3.3v的自定义波形，设置的波形目前只有正弦波和方波。

  • 初始化ADC，由于手头没有示波器工具，只能使用板载的ADC，由于测试使用ADC的功能在主函数中实现，采样率只有勉强1khz。

  • 开启外部中断，实现按键功能，用于调整波形和输出历史波形。

• 开启一个1ms执行一次的循环，实现的功能如下：

  • 获取ADC采样的数据，adc的值存储在一个全局变量中。

  • 将ADC的值存储到一个数组中，当数组存了大概1s的数据后，存储到外部flash中，该过程可能比较耗时，因为擦除这个过程花费很多时间，会稍微影响其他任务，但不影响DAC的波形输出。

  • 如果检测到读取历史波形的按键按下，会读取flash中的数据，并打印出来。

定时器中断

DAC的功能主要依赖定时器中断，下面列出这部分代码

volatile uint32_t timer_ticks = 0;  // 用于计数定时器中断次数
uint32_t wave_frequency = 1000;  // 波形频率，默认1kHz
uint64_t pclkd_freq_hz           //时钟频率
uint16_t wave_amplitude = 2048;  // DAC最大值
WaveType current_wave_type = WAVE_SINE;  // 默认为正弦波
uint16_t dac_value = 0;
// 定时器中断回调函数
void dac_timercallback(timer_callback_args_t * p_args) {
    FSP_PARAMETER_NOT_USED(p_args);
    switch (current_wave_type) {
        case WAVE_SINE:
            // 正弦波的计算
            dac_value = (wave_amplitude * (1 + sin(2 * M_PI * timer_ticks / wave_frequency))) / 2;
            break;
        case WAVE_SQUARE:
            // 方波的计算
            dac_value = (timer_ticks < wave_frequency / 2) ? wave_amplitude : 0;
            break;
    }

    R_DAC_Write(&g_dac0_ctrl,dac_value);
    timer_ticks++;
    if (timer_ticks >= wave_frequency) {
        timer_ticks = 0;
    }
}
// 设置波形频率
void set_wave_frequency(uint32_t freq) {
    // 重新配置定时器以适应新的频率
    uint32_t period_counts =(uint32_t) (((uint64_t) pclkd_freq_hz ) / freq)-1;
    // 这里需要根据实际使用的定时器进行相应的配置
    R_GPT_PeriodSet(&dac_timer_ctrl, period_counts);
}

// 设置波形幅值
void set_wave_amplitude(Amplitude amp) {
    switch(amp)
    {
        case AMP_500:
            wave_amplitude = 500;
            break;
        case AMP_1500:
            wave_amplitude = 1500;
            break;
        case AMP_2500:
            wave_amplitude = 2500;
            break;
        case AMP_3500:
            wave_amplitude = 3500;
            break;
    }
}

// 设置波形类型
void set_wave_type(WaveType type) {
    current_wave_type = type;
}

WaveType get_wave_type(void) {
    return current_wave_type;
  }

在dac_timercallback定时器中断回调函数中实现的功能如下。

• 根据用户选择的波形计算DAC输出值

  • 正弦波

    • 使用 sin() 函数生成周期性的波动。
    • 将时间（timer_ticks）映射到正弦波的一个完整周期。
    • 调整输出范围以匹配DAC的输出值，确保输出在0到最大幅值之间。
  • 方波
    • 根据定时器计数值 (timer_ticks) 判断当前是否处于半个周期内。
    • 如果是前半个周期，则输出最大幅值； 否则输出0，形成高、低电平的交替。

同时，我们还提供了以下的几个外部接口，用以调整波形

• set_wave_frequency：设置波形，主要利用R_GPT_PeriodSet接口来设置定时器的周期，通过R_FSP_SystemClockHzGet接口可以获取定时器的时钟频率，利用时钟频率和需求的定时器频率就可以计算出定时器的溢出值。

• set_wave_amplitude：设置幅值，这部分简单，调整wave_amplitude变量就能实现DAC波形的变化。

• set_wave_type：设置波形的类型，即用以输出正弦波和方波。

adc中断

uint16_t getadcvalue(void)
{
    return g_adcvalue;
}

void g_adc0_callback(adc_callback_args_t * p_args)
{
    FSP_PARAMETER_NOT_USED(p_args);
    R_ADC_Read(&g_adc0_ctrl, ADC_CHANNEL_0, &g_adcvalue);
    (void)R_ADC_ScanStart(&g_adc0_ctrl);
}

该中断的任务比较简单，就是在ADC转换完成后，读取adc的值存储到g_adcvalue变量中，并重新开启adc转换。 同时提供外部一个接口getadcvalue用以获取g_adcvalue中的值。

4.4 功能展示

我们使用串口打印adc的值，利用串口工具将数值通过波形展示，

 

 

 

蓝色的线条为输出的历史波形，目前只做了保存1s。

 

总结

参加这项活动还是非常开心的，能够和很多大佬一起交流，得捷提供的开发板不得不说性能非常强大，我只是简单测试了一些基本的功能，希望以后能够好好利用这款开发板，进一步学习这块开发板。

视频链接

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代码链接

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