探索RX111 Group Renesas Starter Kit：硬件设计与开发全解析

引言

在电子工程的世界里，合适的开发工具对于项目的成功至关重要。Renesas Starter Kit（RSK）RX111 Group就是这样一款强大的工具，它为工程师们提供了一个便捷的平台，用于评估和开发基于Renesas微控制器的应用。今天，我们就来深入了解一下这款RSK的各项特性、使用方法以及相关注意事项。

文件下载：Renesas Electronics RSK-RX111入门套件.pdf

一、RSK概述

1.1 目的与特性

RSK RX111是一款用于评估Renesas微控制器的工具。它具备多种特性，包括支持Renesas微控制器编程、用户代码调试功能，板载有用户电路，如开关、LED和电位器等，还提供了示例应用和示例外设设备初始化代码。这些特性使得工程师们可以方便地进行各种应用的开发和测试。

1.2 电源供应

• 电源要求：RSK配备了E1调试器，调试器能够为RSK板提供最高200mA的电源。当RSK连接到其他系统时，应由该系统为RSK供电。此外，该板还有一个可选的中心正极电源连接器，使用5.0mm桶形电源插孔。外部电源供应要求和配置在相关表格中有详细说明，默认的电源配置以粗体蓝色文本显示。
• 上电行为：购买RSK时，板上的Renesas微控制器已预编程了示例教程软件的“Release”或独立代码。上电后，LED开始闪烁，闪烁200次或按下任意开关后，LCD显示屏上的文本会改变，LED将开始以电位器控制的速率闪烁。

二、板载布局与连接

2.1 板载布局

• 组件布局：通过相关的布局图可以清晰看到板上各组件的位置，这对于了解硬件结构和进行后续的开发非常重要。
• 板尺寸：板的尺寸和连接器位置在图中明确给出，所有通孔连接器都在一个通用的0.1英寸网格上，方便进行接口连接。
• 组件放置：图中展示了各个组件在顶层PCB上的放置位置，组件类型和值可以通过板原理图查找。

2.2 连接性

• 内部连接：从内部连接图可以了解到RSK板组件与MCU的连接情况，这有助于我们理解硬件的工作原理。
• 调试器连接：通过调试器连接图，我们可以清晰看到RSK、E1调试器和主机PC之间的连接方式，为后续的调试工作提供了指导。

三、用户电路

3.1 复位电路

RSK上安装了复位控制电路，由RES开关触发，用于生成所需的复位信号。关于复位信号的时序要求可以参考RX111硬件手册，复位电路的详细信息可以参考RSK原理图。

3.2 时钟电路

时钟电路用于生成驱动MCU和相关外设所需的时钟信号。时钟信号的要求可以参考RX111 Group硬件手册，RSK上使用的时钟电路信息可以参考RSKRX111板原理图。板上安装的振荡器信息在相关表格中列出，例如主MCU振荡器X1频率为16MHz，RX111子振荡器X2频率为32.768kHz等。

3.3 开关

RSK板上有四个开关，每个开关的功能和连接情况在表格中有详细说明。例如，RES开关用于复位微控制器，SW1 - SW3连接到IRQ输入，用于用户控制，其中SW3还连接到ADTRG输入，用于触发AD转换。

3.4 LED

板上有五个LED，每个LED的颜色、功能和连接情况也在表格中列出。例如，POWER LED为绿色，用于指示Board_3v3电源轨的状态，其他LED为用户操作LED。

3.5 电位器

单圈电位器作为分压器连接到模拟输入AN000引脚，可用于在Board_3V3和地之间创建电压，为微控制器提供可变模拟输入。但它不一定能反映控制器ADC的准确性，更多详细信息可参考RX111 Group硬件手册。

3.6 Pmod™调试LCD模块

RSK配备了Pmod™兼容的调试LCD模块，应连接到PMOD1头。安装时要注意避免引脚弯曲或损坏，由于LCD模块易受静电放电影响，需要采取适当的ESD保护措施。

3.7 USB串口

RSK上安装了由另一个Renesas低功耗微控制器（RL78/G1C）实现的USB串口，连接到微控制器的串行通信接口（SCI）模块，提供了多种选项以实现串行接口的复用。

3.8 本地互连网络（LIN）

RSK上安装了LIN收发器IC，连接到扩展串行模式MCU外设。LIN信号与微控制器的连接在表格中有详细说明。

3.9 通用串行总线（USB）

RSK设备配备了USB主机插座（A型）和功能插座（Mini B型），USB模块USB0连接到主机和功能插座，可作为主机或功能设备运行。在评估OTG时，需要将默认的USB连接器（USB0_3）更换为USB Micro - AB连接器。

3.10 I2C总线

RX111具有一个I2C（Inter - IC总线）接口模块，RIIC连接到一个16Kbit EEPROM。EEPROM设备的具体细节和连接信息可以在板原理图中找到，设备地址的第一位可以通过修改选项链接进行配置。

四、配置

4.1 修改RSK

通过修改选项链接可以改变RSK的操作方式，以访问不同的配置。配置方式包括修改链接电阻、使用可移动跳线的头或配置DIP开关。在操作时要注意避免对附近组件造成损坏，同时要检查相关选项链接，防止信号冲突或短路。

4.2 MCU操作模式

MCU支持单芯片模式和引导模式（SCI和USB），相关的选项链接在表格中有详细说明。在更改MCU操作模式时，必须确保RSK处于复位或关闭状态，否则可能会损坏MCU。

4.3 电源供应配置

电源供应配置涉及多个选项链接，用于配置不同的电源连接和调节器输出。例如，通过J6和J7的设置可以选择不同的电源源和输出电压。

4.4 时钟配置

时钟配置的选项链接用于控制外部时钟或晶体与MCU的连接，确保时钟信号的正常供应。

4.5 ADC与DAC配置

相关选项链接用于配置ADC和DAC的参考电压、输入输出信号等，具体信息在表格中详细列出。

4.6 E1调试器配置

E1调试器的配置涉及多个信号的连接和选项链接的设置，以确保调试器与MCU之间的正常通信。

4.7 I2C EEPROM配置

I2C EEPROM的配置包括SCL、SDA等信号的连接和相关选项链接的设置，用于实现与EEPROM的通信。

4.8 I/O端口配置

I/O端口配置的选项链接用于确定不同引脚的功能，如模拟输入、中断输入等。

4.9 IRQ与开关配置

IRQ和开关的配置与相关选项链接有关，用于设置中断信号和开关的功能。

4.10 LIN配置

LIN配置的选项链接用于设置LIN的主从模式和信号连接。

4.11 MTU与POE配置

MTU和POE配置的选项链接用于控制相关定时器和端口输出使能信号。

4.12 PMOD接口配置

PMOD1和PMOD2接口的配置涉及多个信号的连接和选项链接的设置，以实现与外部设备的通信。

4.13 串口配置

串口配置的选项链接用于设置LIN、SCI等串口的信号连接和功能。

4.14 USB配置

USB配置包括USB模块的信号连接和选项链接设置，以及USB模式的选择，如主机模式、功能模式和OTG模式。

五、头文件

5.1 应用头文件

RSK上安装了应用头文件，可用于连接兼容的Renesas应用设备或方便访问MCU引脚。相关表格详细列出了应用头文件的连接信息，如JA1、JA2、JA5和JA6等。

5.2 微控制器引脚头文件

微控制器引脚头文件用于访问MCU的所有引脚，相关表格列出了J1、J2、J3和J4等引脚头的连接信息。

六、代码开发

6.1 概述

使用Renesas软件工具进行代码调试时，RSK板必须通过E1/E20调试器连接到PC。关于E1/E20调试器的调试能力，可参考相关的用户手册。

6.2 编译器限制

随RSK提供的编译器在首次使用后的60天内完全可用，60天后编译器默认限制代码和数据最大为128k。若要使用更大的程序，需要从经销商处购买完整工具。同时，编译器的保护软件会检测系统时钟的变化，更改系统时钟可能会导致试用期提前结束。

6.3 模式支持

MCU支持单芯片和引导模式（SCI和USB），这些模式在RSK板上进行配置，其他MCU操作模式在MCU的寄存器中配置。更改MCU操作模式时，必须确保RSK处于复位或关闭状态。

6.4 调试支持

E1仿真器支持断点、事件点和基本跟踪功能，但有一定的限制，如最多8个片上事件点、256个软件断点和256个分支/周期跟踪。更多详细信息可参考RX Family E1/E20 Emulator User’s Manual。

6.5 地址空间

MCU的地址空间在相关图和表格中有详细说明，不同容量的ROM和RAM有对应的地址范围。需要注意的是，保留区域不应被访问。

七、注意事项

在使用RSK时，有许多注意事项需要我们牢记。例如，操作RSK时应在实验室环境下，保持适当的温湿度条件，与敏感设备保持安全距离；使用时要注意静电防护，避免对设备造成损坏；在进行各种配置和操作时，要严格按照手册中的说明进行，避免因操作不当导致设备损坏或功能异常。

八、总结

RSK RX111 Group为电子工程师们提供了一个功能强大、方便易用的开发平台。通过对其硬件布局、连接性、配置和代码开发等方面的深入了解，我们可以更好地利用这个平台进行各种应用的开发。在使用过程中，务必严格遵守相关的注意事项，以确保开发工作的顺利进行。希望本文能对大家在使用RSK RX111时有所帮助，如果你在使用过程中有任何疑问，欢迎在评论区留言讨论。