Renesas RL78/L13 RSK:功能、配置與開發指南
在電子設計領域,評估工具對于工程師了解和應用微控制器至關重要。Renesas RL78/L13系列的Renesas Starter Kit(RSK)就是這樣一款實用的評估工具,下面將詳細介紹其特點、硬件配置、用戶電路以及代碼開發等方面的內容。
文件下載:Renesas Electronics RL78,L13入門套件.pdf
一、RSK概述
1.1 目的
RSK主要作為Renesas微控制器的評估工具,本手冊聚焦于RSK硬件的技術細節,而軟件安裝和調試環境的詳情則可參考《Quick Start Guide》和《Tutorial Manual》。
1.2 特點
- 微控制器編程與調試:支持Renesas微控制器的編程以及用戶代碼的調試。
- 豐富的用戶電路:板上配備了如開關、LED和電位器等用戶電路,方便工程師進行各種實驗。
- 示例應用與代碼:提供了示例應用和外圍設備初始化代碼,為開發者提供了參考。
二、電源供應
2.1 要求
RSK配備了E1調試器,該調試器可為RSK板提供高達200mA的電源。當RSK連接到其他系統時,由該系統為其供電。此外,該板還有一個可選的中心正極電源連接器,使用2.0mm桶形電源插孔。外部電源供應要求和配置詳情如下表所示,默認配置以粗體藍色文本顯示。
| J5 Setting | J6 Setting | 5V Supply Source | 3.3V Supply Source | Board_5V | Board_VDD |
|---|---|---|---|---|---|
| Pin1 - 2 shorted | Don't care | E1/PWR Connector | Not connected | 5V | 5V |
| Pin2 - 3 shorted | All open | PWR connector | Not connected | 5V | 3.3V |
| Pin2 - 3 shorted | Pin1 - 2 shorted | Not connected | 5V | 1.8V | |
| Pin2 - 3 shorted | Pin2 - 3 shorted | Not connected | 5V | 1.6V | |
| All open | Don't care | E1(3.3V) | 5V | 3.3V | |
| All open | Don't care | Not connected | E1(3.3V) | OV | 3.3V |
連接到PWR1的主電源應至少提供5W,以確保其功能的完整性。
2.2 上電行為
購買RSK時,Renesas微控制器中已預編程了示例教程軟件的“Release”或獨立代碼。上電后,LED開始閃爍,閃爍200次或按下任意開關后,LCD顯示屏上的文本會改變,LED將開始以電位器控制的速率閃爍。
三、電路板布局
3.1 組件布局
電路板的頂部組件布局如圖所示,通過該圖可以直觀地看到各個組件的位置分布。
3.2 電路板尺寸
電路板的尺寸和連接器位置如下圖所示,所有通孔連接器都位于一個通用的0.1英寸網格上,便于進行接口連接。
3.3 組件放置
圖展示了頂層PCB上各個組件的放置位置,組件類型和值可通過電路板原理圖進行查詢。
四、連接性
4.1 內部RSK連接
RSK板組件及其與MCU的連接關系如下圖所示,通過該圖可以清晰地了解內部電路的連接情況。
4.2 調試器連接
RSK、E1調試器和主機PC之間的連接關系如下圖所示,這對于進行調試工作至關重要。
五、用戶電路
5.1 復位電路
RSK上安裝了復位控制電路,用于生成所需的復位信號,該信號由RES開關觸發。關于復位信號的時序要求,可參考《RL78L13硬件手冊》;關于復位電路的詳細信息,可參考RSK原理圖。
5.2 時鐘電路
時鐘電路用于為MCU和相關外設生成所需的時鐘信號。時鐘信號的要求可參考《RL78L13 Group Hardware Manual》,RSK上使用的時鐘電路信息可參考《RSKRL78L13 board schematics》。板上安裝的振蕩器詳情如下表所示。
| Crystal | Function | Default Placement | Frequency | Device Package |
|---|---|---|---|---|
| X1 | Main MCU oscillator. | Fitted | 20MHz | Encapsulated, SMT |
| X2 | Sub MCU oscillator | Fitted | 32.768kHz | Encapsulated, SMT |
5.3 開關
RSK板上有四個開關,每個開關的功能和連接情況如下表所示。如需了解更多開關連接信息,可參考RSK原理圖。
| Switch | Function | MCU | |
|---|---|---|---|
| Port | Pin | ||
| RES | When pressed, the microcontroller is reset. | RESETn | 10 |
| SW1 | Connects to an IRQ input for user controls. | INTPO (P137) | 13 |
| SW2 | Connects to an IRQ input for user controls. | INTP5 (P01) | 63 |
| SW3 | Connects to an IRQ input for user controls. | INTP7 (P02) | 62 |
5.4 LED
RSK上有五個LED,每個LED的功能、顏色和連接情況如下表所示。
| LED | Colour | Function | MCU | |
|---|---|---|---|---|
| Port | Pin | |||
| POWER | Green | Indicates the status of the Board_VDD power rail. | ||
| LED0 | Green | User operated LED. | P05 | 59 |
| LED1 | Orange | User operated LED. | P45 | 4 |
| LED2 | Red | User operated LED. | P15 | 67 |
| LED3 | Red | User operated LED. | P41 | 8 |
5.5 電位器
單圈電位器作為分壓器連接到模擬輸入ANI0(引腳79),可用于在Board_VDD和地之間創建電壓。不過,它不一定能反映控制器ADC的精度,更多詳情可參考《RL78L13 Group Hardware Manual》。
5.6 LCD面板
RSK配備了多功能LCD顯示屏,應連接到JA4頭。面板由MCU內部電路直接驅動,連接信息如下表所示。
| Pin | Circuit Net Name | MCU | Pin | Circuit Net Name | MCU | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Port | Pin | Port | Pin | ||||
| 1 | VL4 | VL4 | 25 | 4 | VL3 | VL3 | 26 |
| 3 | VL2 | VL2 | 24 | 4 | VL1 | VL1 | 23 |
| 5 | Ground | - | 6 | Ground | |||
| 7 | COMO | COMO | 56 | 8 | COM1 | COM1 | 55 |
| 9 | COM2 | COM2 | 54 | 10 | COM3 | COM3 | 53 |
| 11 | SEG0 | SEG0 | 52 | 12 | SEG1 | SEG1 | 51 |
| 13 | SEG2 | SEG2 | 50 | 14 | SEG3 | SEG3 | 49 |
| 15 | SEG4 | SEG4 | 48 | 16 | SEG5 | SEG5 | 47 |
| 17 | SEG6 | SEG6 | 46 | 18 | SEG7 | SEG7 | 45 |
| 19 | SEG8 | SEG8 | 44 | 20 | SEG9 | SEG9 | 43 |
| 21 | SEG10 | SEG10 | 42 | 22 | SEG11 | SEG11 | 41 |
| 23 | DLCDD4_SEG12 | SEG12 | 40 | 24 | DLCDD5_SEG13 | SEG13 | 39 |
| 25 | DLCDD6_SEG14 | SEG14 | 38 | 26 | DLCDD7_SEG15 | SEG15 | 37 |
| 27 | SEG16 | SEG16 | 36 | 28 | SEG17 | SEG17 | 35 |
| 29 | SEG18 | SEG18 | 34 | 30 | SEG19 | SEG19 | 33 |
| 31 | SEG20 | SEG20 | 32 | 32 | SEG21 | SEG21 | 31 |
| 33 | SEG22 | SEG22 | 30 | 34 | SEG23 | SEG23 | 29 |
| 35 | SEG24 | SEG24 | 28 | 36 | SEG25 | SEG25 | 27 |
| 37 | SEG26 | SEG26 | 3 | 38 | SEG27 | SEG27 | 2 |
| 39 | SEG28 | SEG28 | 1 | 40 | SEG29 | SEG29 | 78 |
| 41 | SEG30 | SEG30 | 77 | 42 | SEG31 | SEG31 | 76 |
| 43 | SEG32 | SEG32 | 75 | 44 | SEG33 | SEG33 | 74 |
| 45 | SEG34 | SEG34 | 73 | 46 | SEG35 | SEG35 | 72 |
| 47 | SEG36 | SEG36 | 71 | 48 | SEG37 | SEG37 | 70 |
| 49 | SEG38 | SEG38 | 69 | 50 | SEG39 | SEG39 | 68 |
5.7 調試LCD模塊
RSK上配備了調試LCD頭,但套件中未提供兩行調試LCD。調試LCD和LCD面板不能同時使用,安裝LCD模塊時要注意避免引腳彎曲或損壞,且該模塊易受靜電放電(ESD)影響,需采取適當的ESD保護措施。其連接信息如下表所示。
| Pin | Circuit Net Name | MCU | Pin | Circuit Net Name | MCU | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Port | Pin | Port | Pin | ||||
| 1 | GROUND | 2 | Board_5V | ||||
| 3 | No Connection | - | 4 | DLCDRS | P07 | 57 | |
| 5 | R/W(Pulled to ground) | - | 6 | DLCDE | P06 | 58 | |
| 7 | No Connection | 8 | No Connection | ||||
| 9 | No Connection | 10 | No Connection | ||||
| 11 | DLCDD4_SEG12 | P70 | 40 | 12 | DLCDD5_SEG13 | P71 | 39 |
| 13 | DLCDD6_SEG14 | P72 | 38 | 14 | DLCDD7_SEG15 | P73 | 37 |
5.8 RS232串口
RSK上安裝了RS232串口,通過電平轉換器連接到微控制器的串行陣列單元(SAU)。連接信息如下表所示,部分連接在默認RSK配置中不可用,具體修改方法可參考§6.2。
| Function | MCU | Connector | RS232 | |
|---|---|---|---|---|
| Pin | Signal Name | |||
| TXD2 | SAU UART2 Transmit Signal. | TXD2 | 60 | 2 |
| RXD2 | SAU UART2 Receive Signal | RXD2 | 61 | 3 |
| RS232TX | External SCI Transmit Signal. | n/a | 2* | |
| RS232RX | External SCI Receive Signal. | n/a | 3* | |
| SO00_TXD0 | SAU UART0 Transmit Signal. | LINTXD_SO00_TXD0 | 64 | 2* |
| SI00_RXD0 | SAU UART0 Receive Signal | LINRXD_SI00_RXD0 | 65 | 3* |
| SO10_TXD1 | SAU UART1 Transmit Signal. | SO10_TXD1 | 7 | 2* |
| SI10_RXD1 | SAU UART1 Receive Signal | SI10_RXD1_IVCMP1 | 6 | 3* |
5.9 本地互連網絡(LIN)
RSK上安裝了LIN收發器IC,并連接到LIN MCU外設。關于LIN協議和支持的操作模式的更多詳情,可參考《RL78L13硬件手冊》。連接信息如下表所示。
| LIN Signal | Function | MCU | |
|---|---|---|---|
| Port | Pin | ||
| LINTXD | LIN Transmit Signal | P00 | 64 |
| LINRXD | LIN Receive Signal | P17 | 65 |
| LINNSLP | LIN Transceiver Device Sleep Control | P16 | 66 |
六、配置
6.1 修改RSK
可通過修改鏈接電阻或帶有可移動跳線的頭來改變RSK的操作方式,以實現不同的配置。下表展示了RSKRL78L13的默認配置,部分外設功能默認禁用,可通過相關修改來激活,但可能會影響默認外設功能。修改時需注意避免信號沖突或短路,更多信息可參考《RL78L13 Group Hardware Manual》和《RSKRL78L13 schematics》。
| Primary Function | See § | Secondary Function | See § | Tertiary Function | See § |
|---|---|---|---|---|---|
| RS232 with UART2 | 6.2 | RS232/LIN with UART0/1 | 6.2 | Voltage Comparator/ E1 Debugger | 6.2 6.3 |
| Debug LCD | 6.4 | I/O Ports | 6.4 | N/A | 6.4 |
| LCD Panel | 6.5 | ADC | 6.5 | General | 6.5 |
| IIC | 6.6 | TAU | 6.6 | N/A | 6.6 |
| LED3 | 6.7 | TAU input | 6.7 | N/A | 6.7 |
| On board Crystals | 6.8 | External clocks supplied | 6.8 | N/A | 6.8 |
6.2 - 6.9 各項配置
包括RS232串口配置、E1調試器接口配置、調試LCD配置、LCD面板配置、IIC引腳配置、LED3引腳配置、時鐘電路配置和電源供應配置等,每種配置都有相應的選項鏈接,通過添加或移除鏈接電阻來啟用或禁用特定功能,具體信息可參考手冊中的相關表格。
七、頭信息
7.1 應用頭
RSK配備了應用頭,可用于連接兼容的Renesas應用設備或方便訪問MCU引腳。各應用頭(如JA1、JA2、JA5、JA6)的連接信息在手冊中有詳細表格列出。
7.2 微控制器引腳頭
RSK還配備了MCU引腳頭,用于訪問MCU的所有引腳,各引腳頭(如J1、J2、J3、J4)的連接信息也在手冊中有詳細表格說明。
八、代碼開發
8.1 概述
使用Renesas軟件工具進行代碼調試時,RSK板必須通過E1/E20調試器連接到PC,本RSK產品配備了E1調試器。關于E1/E20調試器的調試功能的更多信息,可參考《E1/E20 Emulator Additional Document for User's Manual (R20UT1994EJ)》。
8.2 編譯器限制
RSK附帶的編譯器最多可構建64k的代碼和數據,若要使用更大規模的程序,需從Renesas供應商處購買編譯器許可證。
8.3 模式支持
RL78L13微控制器僅支持單芯片操作模式。
8.4 調試支持
E1仿真器支持硬件斷點、軟件斷點和基本跟蹤功能,更多詳情可參考《E1/E20 Emulator User’s Manual (R20UT0398EJ)》。
8.5 地址空間
MCU的地址空間詳情可參考手冊中的相關圖示,該圖示取自《Hardware Manual Rev.1.00》。RSK上的MCU有128KB的ROM,更多信息可參考《RL78L13 Group Hardware Manual》。
九、附加信息
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