RL78/G24 快速原型開發板使用指南

在當今的電子設計領域，快速原型開發板為工程師們提供了便捷的開發途徑。Renesas 的 RL78/G24 快速原型開發板就是這樣一款優秀的工具，本文將為大家詳細介紹該開發板的相關信息，幫助大家更好地使用它進行開發。

文件下載：Renesas Electronics RL78，G24快速原型設計板.pdf

一、產品概述

1.1 產品用途

RL78/G24 快速原型開發板是用于評估 Renesas MCU 的工具。本手冊詳細描述了其硬件規格、開關設置方法以及基本的設置流程，旨在讓開發者能夠快速上手，進行相關的開發和測試工作。

1.2 產品特性

該開發板具備多種功能，可實現 Renesas MCU 的編程、用戶代碼調試，還配備了用于開關和 LED 的用戶電路。此外，它還擁有 Pmod? 連接器、Arduino? 連接器和 Grove 連接器等，不過需要注意的是，我們不能保證它能與所有類型的這些連接器兼容，具體的連接器規格可參考文檔中的描述。

1.3 前期準備

在使用開發板之前，需要完成以下準備工作：

• 觀看 “Getting Started with Fast Prototyping Board for RL78 Family” 視頻，獲取快速入門指導。視頻鏈接：https://www.renesas.com/video/getting-started-fast-prototyping-board-rl78-family
• 在主機 PC 上安裝集成開發環境（IDE）和所需軟件。可從 https://www.renesas.com/development-tools 下載相關資源。
• 準備一條用于數據傳輸的 micro - USB 電纜。
• 根據需要，參考 https://www.renesas.com/e2 準備 E2 仿真器，或參考 https://www.renesas.com/e2lite 準備 E2 仿真器 Lite。

1.3.1 安裝 e2 studio IDE

安裝步驟如下：

1. 從 [https://www.renesas.com/software-tool/e - studio](https://www.renesas.com/software-tool/e - studio) 下載最新版本的 e2 studio 安裝程序。
2. 解壓下載的 zip 文件并運行安裝程序。
3. 在 [Device Families] 中選擇 “RL78”。
4. 確認已選擇最新版本的 Renesas CCRL 作為編譯器。
5. 選中 [I accept the terms of the Software Agreements] 復選框，然后點擊 [Install] 按鈕。
6. 安裝過程中軟件彈出安裝窗口時，按照向導的指示繼續安裝。
7. 安裝完成后，點擊 [OK] 按鈕。

1.3.2 安裝 CS + IDE

安裝步驟如下：

1. 從 https://www.renesas.com/software-tool/cs 下載最新版本的 CS + for CC 安裝程序。
2. 解壓下載的 zip 文件并運行安裝程序。
3. 點擊 [Begin CS + Startup]。
4. 確認已選擇 [Tools for RL78 family]。
5. 安裝完成后，點擊 [OK] 按鈕。

1.4 開發板規格

1.5 開發板框圖

開發板的框圖展示了其內部的電路結構和信號流向，有助于我們理解開發板的工作原理。具體的框圖可參考文檔中的 Figure 1 - 1。

二、開發板布局

2.1 外觀布局

文檔中的 Figure 2 - 1 展示了開發板頂部的外觀，通過該圖我們可以直觀地看到開發板上各個部件的位置分布。

2.2 部件布局

Figure 3 - 1 展示了開發板的部件布局，Figure 3 - 2 展示了開發板的外部尺寸。這些信息對于我們在實際使用中進行硬件的安裝和調試非常有幫助。

三、操作環境

開發板的操作需要在主機 PC 上安裝 IDE。Figure 4 - 1 展示了開發板的操作環境，確保在這樣的環境下使用開發板，能夠保證其正常運行。

四、用戶電路

4.1 評估 MCU

開發板發貨時，評估 MCU（RL78/G24）的電源、系統時鐘和復位設置如下：

• 電源：通過 USB 提供 5 V（VBUS）（包括模擬電源）。
• 系統時鐘：使用片上振蕩器運行。
• 復位：由復位開關或 IDE 控制。

4.2 USB 連接器

USB 連接器為 micro - USB Type - B 形狀，它既作為電源輸入接口，又作為與 RL78 COM 端口調試工具進行通信的接口（通過 USB 轉串口轉換）。使用時，需用 USB 電纜將其連接到主機 PC。需要注意的是，開發板包裝中不包含 USB 電纜，且在仿真器供電時，請勿連接 USB 電纜。

4.3 電源 LED

當電源 LED 亮起時，表示正在提供 VDD 電源，該 LED 為綠色。不過，當電源電壓為 2.2 V 或更低時，LED 可能不亮。

4.4 用戶 LEDs

開發板上安裝了兩個可選的用戶 LED（LED1 和 LED2），它們均為綠色。LED1 連接到引腳 19（端口 P62），LED2 連接到引腳 20（端口 P63）。同樣，當電源電壓為 2.2 V 或更低時，LED 可能不亮。

4.5 Arduino? 連接器

Arduino? 連接器的設計是為了能夠連接 Arduino? 盾牌，但不能保證與所有類型的 Arduino? 盾牌兼容。在使用前，需要確認開發板與要使用的 Arduino? 盾牌的規格是否匹配。文檔中的 Figure 5 - 1、Table 5 - 1 和 Table 5 - 2 展示了 Arduino? 連接器的引腳分配情況。

4.6 Pmod? 連接器

Pmod? 連接器的設計是為了能夠連接 Pmod? 模塊，但不能保證與所有類型的 Pmod? 模塊兼容。Pmod1 假定連接到 Pmod? 接口類型 2A 或 3A 模塊，Pmod2 假定連接到 Pmod? 接口類型 6A 模塊。具體的引腳分配情況可參考 Figure 5 - 2、Table 5 - 3 和 Table 5 - 4。

4.7 MCU 引腳頭

MCU 引腳頭通過 J1 和 J2 兩個通孔提供，共 32（16 x 2）個引腳，引腳間距為 2.54 mm，評估 MCU 連接到這些引腳頭的通孔。Table 5 - 5 和 Table 5 - 6 展示了 MCU 引腳頭的引腳分配情況。

4.8 Grove 連接器

Grove 連接器的設計是為了能夠連接 Grove 模塊，GROVE1 至 GROVE3 用于通過 I2C 連接。但不能保證與所有 Grove 模塊（通過 I2C）兼容，使用前需確認開發板與要使用的 Grove 模塊的規格。Figure 5 - 3 和 Table 5 - 7 至 Table 5 - 9 展示了 Grove 連接器的引腳分配情況。

4.9 時鐘

開發板提供了時鐘電路來處理評估 MCU 的時鐘源。評估 MCU 時鐘的具體規格可參考《RL78/G24 User’s Manual: Hardware》，開發板的時鐘電路可參考《RL78/G24 Fast Prototyping Board 電路原理圖》。Table 5 - 10 展示了開發板上時鐘的詳細信息。

4.10 復位開關

按下復位開關（RST）可對評估 MCU 進行硬件復位。

4.11 用戶開關

開發板上安裝了一個可選的用戶開關（SW），它連接到評估 MCU 的引腳 9，該引腳的功能為 P137，同時該引腳還復用了 INTP0 中斷。

4.12 USB 轉串口轉換器和 COM 端口調試

開發板上安裝了 FTDI 的 USB 轉串口轉換器（FT232RQ），在 Windows 10 系統中可使用標準驅動。對于其他操作系統或驅動，可從 http://www.ftdichip.com/ 下載安裝。該轉換器用作與 RL78 COM 端口調試工具的接口，可實現評估 MCU 的調試和編程。需要注意的是，評估 MCU 的 P40、P50 和 P51 引腳分別被占用為 TOOL0、TOOLRxD 和 TOOLTxD 功能。COM 端口調試的方法可參考應用筆記《RL78 Debugging Functions Using the Serial Port (R20AN0632)》。當不使用 USB 轉串口轉換器作為與 RL78 COM 端口調試工具的接口時，使用 P50 和 P51 引腳的 RxD0 和 TxD0 功能可實現主機 PC 與評估 MCU 之間的 UART 通信，此時用戶需要準備終端軟件，如 TeraTerm。

4.13 USB 轉串口轉換器復位引腳頭

通過短接 USB 轉串口轉換器的復位引腳頭（J14），可將其置于強制復位狀態。如果僅讓評估 MCU 運行而不使用 RL78 COM 端口調試工具，可將 USB 轉串口轉換器置于復位狀態，這樣在對其進行復位時，P50（RxD0）和 P51（TxD0）可作為除 UART 之外的其他功能使用，如端口引腳。但即使 P50 和 P51 用作其他功能，仍需使用 USB 電纜將開發板連接到主機 PC。Figure 5 - 4 展示了 USB 轉串口轉換器復位引腳頭的位置。

4.14 電源選擇引腳頭

使用引腳頭（J16）可改變評估 MCU 的工作電源（VDD），可選擇從仿真器或外部電源供電，也可選擇 5 V 或 3.3 V。需要注意的是，只能在未供電時更改 J16 的跳線設置：

• J16 的 1 - 2 短接，選擇 5 - V 電源，這是發貨時的默認設置。
• J16 的 2 - 3 短接，選擇 3.3 - V 電源。
• J16 開路，選擇從仿真器或外部電源供電。

4.15 外部電源

當評估 MCU 需要特定的電源電壓或需要更大電流時，可使用外部電源。外部電源的可用電壓取決于評估 MCU，連接位置為：VDD 連接到外部電源引腳頭的 J17 - 1 引腳，VSS 連接到 J17 - 2 引腳。使用外部電源時，需確認 Arduino? 盾牌、Pmod 模塊或 Grove 模塊的 I/O 電壓是否正確。Figure 5 - 8 展示了外部電源的連接位置。

4.16 電流測量引腳頭

該引腳頭（J9）用于測量評估 MCU 的電流消耗（J9 引腳頭部件未安裝）。將電流表連接到開發板上，可測量評估 MCU 的電流。使用該引腳頭時，需切割給定的切割圖案（VDD）。Figure 5 - 9 展示了電流測量引腳頭和切割圖案的位置。在測量電流時，可通過切割圖案（VCCIO）并關閉 LED 來減少除評估 MCU 之外的其他元件的電流消耗。當在 EVDD 關閉且 MCU 處于低功耗狀態下測量電流時，需切割圖案（VDD_EVDD）以分離 VDD 和 EVDD。Figure 5 - 10 展示了與電流測量相關的電源線路框圖。

4.17 分離 VDD 和 EVDD 的圖案

當需要使用不同電位的 VDD 和 EVDD 時，需切割給定的切割圖案（VDD_EVDD）。EVDD 的外部電源連接到不同電位的源時，連接位置為 EVDD 側的測試引腳。Figure 5 - 11 展示了切割圖案的位置。

4.18 切割 USB 轉串口轉換器 I/O 電源的圖案

如果不連接 USB 連接器使用開發板，需切割給定的切割圖案（VCCIO）。Figure 5 - 12 展示了切割圖案的位置。

4.19 仿真器連接器

14 引腳的仿真器連接器（J7）用于將開發板連接到 Renesas Electronics 的片上調試 E2 仿真器或 E2 仿真器 Lite，以實現評估 MCU 的編程或調試。連接仿真器時，需進行以下電路更改：

• 安裝 J7：14 引腳連接器。
• 短接 J11、J12 和 J13 的 2 - 3 引腳。
• 切割圖案 [TOOL0_USB]、[RESET] 和 [T_RESET]。

具體的設置可參考 Figure 5 - 13 和 Figure 5 - 14。如果要恢復使用 USB 轉串口轉換器進行 COM 端口調試的設置，需將 J11、J12 和 J13 的 1 - 2 引腳短接，將 J14 恢復為開路狀態，對于之前切割的圖案，無需進行焊接操作。Figure 5 - 15 展示了 COM 端口調試的設置。

五、使用注意事項

5.1 供電問題

當通過仿真器或 USB 為開發板供電時，需注意 VDD、EVDD、5 V 和 3.3 V 的總電流不應超過最大電流 200 mA。

5.2 開發板改造

對開發板進行任何修改（包括切割切割圖案），用戶需自行承擔責任。開發板發貨時，J14 為開路狀態，J16 的 1 - 2 引腳短接。文檔中提到的 “短路焊盤” 指的是通過焊接進行短路的焊盤對，“切割圖案” 指的是兩個短路焊盤中間的窄信號圖案。切割切割圖案時，不要切割白色橢圓絲印框內的部分。有些切割圖案可能因被阻焊層覆蓋而不可見，此時可參考電路原理圖。電路原理圖中，特定的符號表示短路焊盤之間有切割圖案，另一種符號表示只有短路焊盤而無切割圖案。

5.3 電源和使用條件