【RA4M2-SENSOR開發(fā)板評(píng)測(cè)】基礎(chǔ)架構(gòu)與信號(hào)測(cè)量

收到了 RA 生態(tài)工作室寄來的 RA4M2-SENSOR 開發(fā)板，主控芯片為 R7FA4M2AD3CFL 本系列評(píng)測(cè)的第一篇，我們將啟動(dòng) “數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)” 項(xiàng)目。本文將詳細(xì)介紹如何在 e2 studio 中搭建 FSP 與 FreeRTOS 協(xié)同運(yùn)行的基礎(chǔ)架構(gòu)，并實(shí)現(xiàn) MCU 的核心環(huán)境感知功能：包括 ADC 采集外部信號(hào)、uart波形輸出為后續(xù)復(fù)雜功能的實(shí)現(xiàn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

FreeRTOS 任務(wù)劃分

為了實(shí)現(xiàn)多功能并發(fā)測(cè)試，我們將項(xiàng)目功能分解為多個(gè)獨(dú)立的 FreeRTOS 任務(wù)。本期主要聚焦于如下兩個(gè)任務(wù)。

FreeRTOS 環(huán)境搭建

新建工程

我們選擇使用 Renesas 官方提供的 e2 studio 集成開發(fā)環(huán)境，因?yàn)檫@是使用強(qiáng)大的 QE 工具最便捷的一個(gè)方式。
在 e2studio 中，我們創(chuàng)建一個(gè)新的 FSP 項(xiàng)目，并選擇 FreeRTOS 作為我們的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) (RTOS)。

配置內(nèi)核參數(shù)

啟用 FreeRTOS 后，我們需要仔細(xì)配置其內(nèi)核參數(shù)，如：
啟用 use time slicing
啟用 support dynamic allocation
修改線程的優(yōu)先級(jí)以及動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配

新建線程

在 e2studio 中新建線程十分簡單，進(jìn)入 configuration 界面，可以點(diǎn)擊新建線程：

添加堆分配算法

在任意一個(gè)線程中配置算法，這里選擇 heap4 這個(gè)算法適用于整個(gè) RTOS

點(diǎn)擊生成代碼，可以看到相關(guān)線程文件已經(jīng)被生成。

具體功能實(shí)現(xiàn)

使用芯片的ADC功能，分辨率：12位，采用單次掃描模式，通過ADC_CHANNEL_0進(jìn)行采樣，由線程控制采樣間隔。
采樣得到的ADC值轉(zhuǎn)換為實(shí)際電壓，初始化一個(gè)串口來傳輸信號(hào)。每個(gè)采樣點(diǎn)立即通過UART發(fā)送，確保10kHz的數(shù)據(jù)流。這對(duì)串口的波特率也有要求。采用上位機(jī)可視化，需要封裝相應(yīng)的數(shù)據(jù)包。
連接信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，在上位機(jī)可以觀測(cè)到相應(yīng)波形：

本期總結(jié)

在第一期評(píng)測(cè)中，我們成功地搭建了 R7FA4M2A 基于 FSP 和 FreeRTOS 的穩(wěn)定開發(fā)框架，并驗(yàn)證了其核心的模擬功能。系統(tǒng)能夠高效率地采集環(huán)境數(shù)據(jù)，并提供基礎(chǔ)的視覺反饋。