如何编写代码以切换EK上的用户LED

8. Hello World! – Hi Blinky!

您将在本章中学到以下内容：

如何从头开始为EK-RA6M4评估板创建项目。

如何在FSP配置器中更改灵活配置软件包的设置。

如何编写代码以切换EK上的用户LED。

如何下载和测试程序。

本章目录：

使用项目配置器创建项目

使用FSP配置器设置运行环境

编写前几行代码

编译第一个项目

下载和调试第一个项目

8.3 编写前几行代码

获取所有自动生成的文件之后，接下来查看创建的内容。IDE左侧的“Project Explorer”（项目资源管理器）列出了当前包含的所有内容。Ra_gen文件夹保存通道号等配置集。Src目录包含一个名为hal_entry.c的文件。这是稍后要编辑的文件。请注意，尽管在ra_gen文件夹中有一个名为main.c的文件，但用户代码必须转到hal_entry.c中。否则，如果您在FSP配置器中进行修改并重新创建项目内容，则更改会丢失，因为每次单击“Generate Project Content”（生成项目内容）时，都将覆盖该文件。

图8-9：FSP配置器创建所需文件后的项目树

该项目还包含几个名称中带有“ra”或“fsp”的目录，其中包含FSP的源文件、包含文件和配置文件。通常的规则是，不得修改这些文件夹（和子文件夹）的内容。其中包含由配置器生成的文件，在此所做的任何更改都将在下次生成或刷新项目内容时丢失。用户可编辑的源文件是直接位于src文件夹或您添加的任何其他文件夹的根目录中的文件。

接下来，为RA产品家族单片机编写第一个真实源代码。计划是在EK-RA6M4评估板上的绿色LED2和红色LED3之间每秒交替切换，因此您必须通过添加代码来点亮和熄灭LED以及实现延时循环。如何实现？

实际上有两种选择：一种是通过接口函数来使用API，另一种是使用BSP实现函数。您认为哪一种更好？如果您不确定答案，可以回顾第2章。

如果查看文件ra_gencommon_data.c中的代码，则会发现I/O端口驱动程序实例g_ioport具有以下定义：

g_ioport_on_ioport是一个结构体，用于声明端口可能执行的操作，将分配给g_ioport实例的API指针。将鼠标悬停在该结构体上，可以轻松查看其中的内容，此结构体显示了其成员之一（.pinWrite）是指向引脚写入函数的指针。

因此，要点亮LED，可以写入：

但这意味着实际上需要知道LED2和LED3连接到哪些I/O端口，以及有多少个LED可用！为此，我们可以阅读电路板的文档或仔细检查原理图以找到正确的端口。或者，也可以只依靠FSP。创建类型为bsp_leds_t的结构体（在board_leds.h中声明）并为其分配在board_leds.c中定义的全局BSP结构体g_bsp_leds即可解决问题。这两个文件均位于项目的raoards a6m4_ek文件夹内。因此，以下两行代码足以获取有关评估板上LED的信息：

现在，可以使用LED结构体来访问电路板上的所有LED，并使用以下语句点亮绿色LED2（将端口设置为低电平将点亮LED，将端口设置为高电平则将熄灭LED）：

此语句后需要有第二条语句，用于将其引脚设置为高电平以熄灭LED3。

最后，需要提供一段延时以使LED以用户友好的方式切换。为此，可以再次调用BSP API：

R_BSP_SoftwareDelay函数的第一个参数是要延迟的单位数，而第二个参数是指定的基本单位，在本例中为秒。其他选项包括毫秒和微秒。

完成这些操作后，接下来要做的是复制/粘贴三行代码，并反转第二组中LED的引脚电平。最后，由于我们想无限期地运行程序，因此必须围绕代码创建一个while(1)循环。

目前，还需要执行的操作是将以下代码行直接输入到hal_entry.c文件中的函数签名之后，替换/* TODO: add your own code here */行。对于由项目配置器和FSP配置器插入的其他代码，请保持不变。单片机需要借助这些代码来正常运行。

编写代码时，始终可以使用e2 studio的自动完成功能。只需按下-，便会出现一个窗口，显示结构体或函数可能的补全代码。如果单击一个条目，它会被自动插入代码中。

图8-10：在变量或函数上按下-将激活e2 studio的代码补全功能

编写程序时，另一个有用的工具是“Developer Assistance”（开发人员帮助），可以从“Project Explorer”（项目资源管理器）中访问此工具。在使用FSP配置器配置了项目的软件堆栈之后，此工具将为您快速了解应用程序代码提供支持。要访问“Developer Assistance”（开发人员帮助），请先在“Project Explorer”（项目资源管理器）中展开项目，此工具随即显示。显示工具后，进一步展开树，直到看到堆栈模块及其API。选择要使用的API，然后将对该API的调用拖放到源文件中。

现在轮到您进行操作：请将上面的代码行输入到项目hal_entry.c文件中。为此，展开项目的src文件夹，然后双击上述文件。此操作会在编辑器中将其打开。如果您不想自己输入所有内容，也可以扫描下方二维码进入本手册的网站下载完整的项目。

8.4 编译第一个项目

输入所有内容后，便可随时编译程序。编译有两种不同的配置：调试和发布。调试配置将包含调试程序所需的所有信息，例如变量和函数名，并且还将关闭编译器的某些优化，例如循环展开。这会使调试更加容易，但会增大代码大小、减慢代码执行速度。发布配置将从输出文件中除去所有这些信息，并开启完全优化，从而减小代码大小、加快代码执行速度，但是，您再也无法执行查看变量等操作（除非您知道它们在存储器中的地址）。

对于第一个测试，可以采用调试配置（也是默认配置）。要编译项目，单击主菜单栏上的“build”（编译）按钮，编译过程随即开始。如果一切正常，编译将以0个错误和0个警告结束。如果存在编译时错误，则需要返回代码，仔细检查是否正确输入了所有内容。如果未正确输入所有内容，请相应地更改代码。为了让您更轻松地定位错误，编译器的反馈将直接插入编辑器窗口（如果可能）。

程序编译成功后，会创建输出文件MyBlinkyProject.elf，需要先将其下载到处理器，然后才能运行和调试该文件。

8.5 下载和调试第一个项目

下一步是在评估板（EK）上实际运行程序。现在需要将评估板连接到Windows工作站：将电路板随附的USB线缆的micro-B端插入系统控制和生态系统访问区域右下角的USB调试端口J10，将另一端插入PC上的空闲端口。白色LED4（构成文字“EK-RA6M4”中的连字符）应点亮，表示电路板已通电。如果该评估板支持开箱即用，则预编程的演示会运行，表明一切都按预期运行。Windows操作系统可能会显示一个对话框，指示正在安装J-Link板上调试器的驱动程序，此过程应自动完成。此外，还可能会出现一个窗口，询问是否更新J-Link调试器。强烈建议允许进行此更新。

如果USB端口旁边的橙色调试LED5在短时间内不停地闪烁，则表示工作站上的J-Link驱动程序可能有问题。如果发生这种情况，请参见第7.1节获取可能的解决方案。

下载

要下载程序，必须先创建一个调试配置。单击“Debug”（调试）符号旁边的小箭头，然后从下拉列表框中选择“Debug Configurations”（调试配置）。

在出现的窗口中，突出显示“Renesas GDB Hardware Debugging”（瑞萨GDB硬件调试）下的MyBlinkyProject Debug_Flat。由于项目配置器已经进行了所有必要的设置，因此无需在此对话框中进行任何更改。只需单击窗口右下角的“Debug”（调试）。此操作会启动调试器，将代码下载到EK上的RA6M4 MCU，并询问您是否要切换到“Debug Perspective”（调试透视图）。请选择“Switch”（切换）。“Debug Perspective”（调试透视图）将打开，并且程序计数器将设置为程序的入口点，即复位处理程序。此调试配置仅需要创建一次。下次只需单击“Debug”（调试）符号便可启动调试器。

图8-11：选择MyBlinkyProject Debug_flat后，无需在其他选项卡上进行任何更改

运行

单击“Resume”（恢复）按钮，下一个停止处将处于main()中调用hal_entry()的位置。再次单击该按钮，程序将继续执行，并按预期的1秒时间间隔在评估板上的绿色和红色LED之间切换。

观察结果

如果一切正常，单击主菜单栏上的“Suspend”（暂停） 按钮。这将停止执行程序但不会将其终止。在编辑器视图中，激活文件hal_entry.c的选项卡，然后右键单击包含对端口的写操作的其中一行；在出现的菜单中，选择“Run to line”（运行至指定行）。执行将恢复，程序将在单击的行处停止。现在来看一下右侧包含变量的视图。您将看到列出的Leds结构体。将其展开，浏览和分析不同的字段。调试较大的项目时，此视图会派上用场。

图8-12：变量及其值可以在“Variables”（变量）视图中进行检查

最后一步是单击“Terminate”（终止）按钮，结束调试会话，以停止程序的执行。

您已经掌握了RA产品家族单片机的第一个程序！

本章要点：

项目配置器将创建新项目所需的所有文件和设置。

FSP配置器允许编程人员基于图形用户界面轻松配置FSP和运行环境。

调试配置是调试项目的必需步骤。它会自动创建，只需要激活即可。

实现所需功能仅需要很少的代码行。

审核编辑：汤梓红