RL78/G22电容触摸评估系统：设计要点与使用指南

前言

在电子设计领域，对于微控制器和触摸技术的应用需求日益增长。Renesas的RL78/G22电容触摸评估系统为工程师们提供了一个全面且实用的平台，用于评估和开发相关项目。今天，我们就来深入探讨这个评估系统的各个方面，希望能为大家的设计工作带来一些启发。

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一、系统概述

1.1 系统目的

RL78/G22电容触摸评估系统（RTK0EG0042S01001BJ）主要是为了评估Renesas Electronics RL78/G22微控制器而设计的。它涵盖了硬件和软件相关的测试与验证，帮助工程师更好地了解该微控制器在电容触摸应用中的性能。

1.2 主要特性与功能

• 编程与调试：支持Renesas微控制器的编程和调试，通过E2/E2 Lite调试器连接器实现。
• 通用开关与LED：配备了多个开关和LED，方便用户进行交互和状态指示。
• 电容触摸传感器：拥有29通道的电容触摸传感器（CTSU2La），可实现高精度的触摸检测。
• 应用板连接：可以连接Renesas电容触摸评估系统应用板，扩展系统功能。

1.3 板卡规格

CPU板

项目	规格
板卡编号	RTKOEG0041C01001BJ
MCU	型号：R7F102GGE2DFB；封装：48pin LFQFP；片上内存：ROM 64KB，RAM 4KB，数据闪存2KB
时钟	高速片上振荡器（f）：32MHz；外部谐振器连接：主时钟20MHz（可选），子时钟32.768KHz（可选）
电源	工作电压：5.0 - 3.3V；DC插孔（2.1mm中心正极）：5.0 - 3.3V输入；USB总线供电（VBUS）：5V
调试接口	Renesas Electronics E2/E2 Lite 14 - 针盒式插头
开关与LED	多种开关和LED用于功能选择和状态指示
接口	USB串行转换接口、应用板接口（GPIO和CTSU）

应用板

项目	规格
板卡编号	RTKOEG0019B01002BJ
触摸电极	按钮、滚轮和滑块等自电容检测触摸电极
屏蔽与LED	触摸电极屏蔽和16个LED
接口	与CPU板连接的接口

1.4 法规合规通知

该产品符合欧盟的相关指令，如电磁兼容性（EMC）指令2014/30/EU和废物电气电子设备（WEEE）指令2012/19/EU。但需要注意的是，这是A类产品，在居民区使用可能会产生射频噪声，用户需自行采取适当的对策。

二、CPU板设计要点

2.1 系统框图

CPU板的系统框图展示了各个模块之间的连接关系，包括电源、时钟、复位、开关、LED、USB串行转换、调试接口和CTSU相关电路等。理解这个框图对于我们进行系统设计和故障排查非常重要。

2.2 产品配置

从零件位置图和板卡尺寸图中，我们可以清晰地看到各个元件的布局和板卡的物理尺寸。这有助于我们在实际设计中进行合理的空间规划和布局优化。

2.3 硬件细节

2.3.1 默认跳线设置

跳线设置决定了板卡的初始功能和电路连接方式。例如，JP1用于选择电源供应方式，SW4 - SW7用于不同功能模块的选择。在使用前，务必检查跳线的默认设置是否符合你的设计需求。

2.3.2 电源供应

该板卡支持USB和DC插孔两种电源供应方式。在设计电源电路时，要注意电源的稳定性和兼容性，避免因电源问题导致系统故障。

2.3.3 时钟电路

时钟电路是系统稳定运行的关键。板卡支持内部振荡器和外部谐振器两种时钟源，可根据实际需求进行选择。同时，要注意时钟信号的稳定性和抗干扰能力。

2.3.4 复位电路

复位电路用于初始化系统。通过复位开关（SW1）可以产生复位信号，重启主MCU。在设计复位电路时，要确保复位信号的可靠性和及时性。

2.3.5 开关与LED

多个开关和LED为用户提供了方便的交互和状态指示功能。在设计过程中，要合理分配开关和LED的功能，提高用户体验。

2.3.6 USB串行转换

USB串行转换接口通过FT234XD USB串行IC实现，方便与计算机进行通信。在使用时，要注意信号的传输稳定性和兼容性。

2.3.7 调试接口

E2/E2 Lite 14 - 针盒式插头为调试提供了便利。在调试过程中，可以通过该接口对系统进行编程和调试。

2.3.8 应用板接口

CN1和CN2作为应用板接口，分别用于GPIO和CTSU的连接。在连接应用板时，要注意引脚的分配和信号的匹配。

2.3.9 CTSU相关电路

CTSU校正电路可以提高电容测量的绝对精度，但需要额外的控制软件。在使用CTSU引脚时，要根据实际情况进行设置。

三、应用板设计要点

3.1 板卡布局

应用板的布局和TS引脚分配图展示了各个触摸电极和引脚的位置。合理的布局可以提高触摸检测的准确性和稳定性。

3.2 应用头

CN1和CN2作为应用头，用于连接Renesas电容触摸评估系统CPU板。在连接时，要确保引脚的对应关系正确，避免出现连接错误。

四、使用注意事项

4.1 静电放电防护

在处理微控制器和相关设备时，静电放电（ESD）是一个需要重点关注的问题。要采取适当的措施，如使用防静电袋、接地工作台和佩戴手腕带等，防止静电对设备造成损坏。

4.2 电源处理

• 上电处理：上电时，产品的状态是不确定的。在复位信号施加到外部复位引脚的成品中，从上电到复位过程完成之前，引脚状态是无法保证的。
• 掉电状态信号输入：在设备掉电时，不要输入信号或I/O上拉电源，以免导致设备故障。

4.3 未使用引脚处理

未使用的引脚要按照手册中的说明进行处理，避免因引脚悬空导致电磁干扰和设备故障。

4.4 时钟信号处理

在应用复位后，要确保时钟信号稳定后再释放复位线。在切换时钟信号时，也要等待目标时钟信号稳定。

4.5 输入引脚电压波形

要注意输入引脚的电压波形，避免因波形失真导致设备故障。可以采取一些滤波和抗干扰措施，提高信号的稳定性。

五、总结

Renesas的RL78/G22电容触摸评估系统为电子工程师提供了一个功能强大、易于使用的开发平台。通过对系统的深入了解和合理设计，我们可以充分发挥其优势，开发出高质量的电容触摸应用产品。在使用过程中，要严格遵守相关的使用注意事项，确保系统的稳定性和可靠性。希望本文能对大家在使用该评估系统时有所帮助。

大家在使用RL78/G22电容触摸评估系统的过程中，有没有遇到过一些特别的问题或者有什么独特的设计经验呢？欢迎在评论区分享交流。