RT-Thread-【开发板评测】Renesas RA2L1 开发板之 I2CRT-Thread问答社区

【开发板评测】Renesas RA2L1 开发板之 I2C

发布于 2022-10-21 19:45:19 浏览：1562 订阅该版

[tocm]

# 开发板介绍
CPK-RA2L1评估板是一款专门针对中国本地的开发板，主MCU是一款主频为48MHz，内核为Arm® Cortex®-M23 超低功耗通用微控制器，具备256kB 代码闪存, 32kB SRAM，64脚LQFP封装，器件型号为R7FA2L1AB2DFM。
## 开发板主要特性
- 三个电容触摸按键
- 板载Jlink调试器 (SWD) 
- 用户 LED 指示灯
- 一个用户按钮
- 一个复位按钮
- 两个 Digilent Pmod™ (SPI 和 UART) 连接器
- Arduino™ (Uno R3) 连接器
- Grove I2C连接器

## 开发板框图
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/33819aaa4fdd2982dc6b1bff85681057.png.webp)
## 开发板实物图片
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/defb4c4fae4dbf21327861fa414f303a.png.webp)
# 任务说明
本次任务是RT-Thread社区与Renesas官方合作举办的一次评测任务，本人有幸参加这次的i2c硬件评测任务，使用主控MCU硬件I2C主机功能点亮OLED屏幕。感谢RT-Thread社区管理员和瑞萨官方给了这个机会。由于个人水平有限，文章难免存在疏漏和不合理的地方，可以评论指出，本人会认真回复解答。 
# 硬件准备
- CPK-RA2L1评估板 x1
- 4p杜邦线x1
- [0.96寸OLED显示屏模块x1](https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.3-c-s.w4002-24362052676.10.6ac3546esJX7KC&id=43639171586 "0.96寸OLED显示屏模块x1")
# 软件环境
- [MDK V5.37.00](https://www.keil.com/demo/eval/arm.htm "MDK V5.37.00")
  项目集成开发环境
- [RT-Thread(master分支)](https://gitee.com/rtthread/rt-thread/tree/master/ "RT-Thread(master分支)")
  嵌入式实时操作系统、BSP等
- [RT-Thread-Package: u8g2](https://github.com/olikraus/u8g2 "RT-Thread-Package: u8g2")
  U8g2是一款针对嵌入式设备使用的一套单色屏幕图形库软件

# 功能模块的硬件介绍（*）

## 开发板硬件I2C
- 2路IIC接口
- 支持I2C标准格式和SMBus格式
- 支持主从模式通讯
- 支持自动安全的数据建立、保持和总线释放时序
- 支持快速模式400kbps
- 主机模式下SCL时钟占空比可调节范围为4%-96%
- 主机模式下可自动产生I2C标准的开始、重复开始、停止条件
- 从机模式下可配置高达3个从机地址
- 支持7位和10位地址
- 支持广播地址、设备ID地址和SMBus主机地址侦测
- 支持自动ACK应答位
- 支持SCL为低的等待
- 支持多主机仲裁
- 支持超时功能
- 支持噪声干扰滤波功能
- 支持多种中断条件（传输错误中断、事件发生中断、I2C总线条件中断、地址匹配中断、传输数据空/满/完成中断）
- 可设置模块终止状态
- 支持主机发送、主机接收、从机发送、从机接收功能

## OLED显示模块
OLED显示模块采用的是信泰微电子的OLED显示屏模块，详细资料见文末“资源参考链接”章节。
模块链接：[0.96寸蓝色 黄蓝双色 白色 I2C IIC通信 显示器 OLED液晶屏模块-淘宝网 (taobao.com)](https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.3-c-s.w4002-24362052676.9.6ac3546esJX7KC&id=43639171586 "0.96寸蓝色 黄蓝双色 白色 I2C IIC通信 显示器 OLED液晶屏模块-淘宝网 (taobao.com)")

- 分辨率128*64
- 驱动芯片ssd1306
- 通信接口i2c

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/84ffaef7b665753f1574ab046dfe2857.png.webp)

# 功能模块的使用说明（*）
## 硬件连接
### 屏幕连接

屏幕的连接使用了I2C0硬件接口（P408, P407)

| 开发板引脚 |引脚名称| 功能 | OLED引脚 |
|--------|---|-----|--|
|    J1-11 | / | 3.3V   |    1 (VDD)   |
|    J1-08 | / | GND    |    2 (GND)   |
|    J1-15 | P408 | SCL    |    3 (SCL)   |
|    J1-16 | P407 | SDA    |    4 (SDA)   |

### 调试串口连接

调试串口使用了SCI9接口

| 开发板引脚 |引脚名称 | 功能 |
|--------|-------|---------|
|    J2-2 |P109  | TXD |
|    J2-3 |P110  | RXD |
|    J2-8 | /    | GND |

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/051578c7a73c9874f3d28f27e62fa73e.png.webp)

## 软件安装
1、	MDK 5.37
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/b9e0e31a05542de580194191a1c1bcc2.png.webp)

2、	安装瑞萨芯片设备库[Renesas RA series MDK device family pack(DFP)](https://www2.renesas.eu/Keil_MDK_Packs/Renesas.RA_DFP.3.6.0.pack "Renesas RA series MDK device family pack(DFP)")
因为瑞萨提供的bsp版本最新为3.6.0，所以我们也安装3.6.0版本，安装好之后如下图所示：
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/77023f2c22f280ad3582a93215585132.png.webp)

3、	安装瑞萨灵活配置软件包 (FSP)-V3.6.0,相关资源可在文章末尾链接下载
**建议：最好安装在C盘，这样MDK运行时环境可以直接找到并启动**
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/c94aa2ef74bb956c231aab4dcb6c3f71.png.webp)

4、	安装瑞萨CPK评估板的BSP,导入bsp,相关资源可在文章末尾链接下载
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/65db60ca13f5250df2158b40c95c5965.png.webp)

5、	克隆 rt-thread最新Master代码
[https://gitee.com/rtthread/rt-thread/tree/master/](https://gitee.com/rtthread/rt-thread/tree/master/ "https://gitee.com/rtthread/rt-thread/tree/master/")
6、	项目模板配置修改
由于瑞萨官方提供的设备包存在bug，程序的下载算法都是跑在ram中的，所以要修改算法运行的地址为**0x20000000**，算法文件比较大，要给足够的空间**0x2000**,打开**bsp\renesas\ra2l1-cpk\template.uvprojx**模板，修改模板的工程配置

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/a497ae43ee5a4a6998f01db4e5e9fe39.png.webp)
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/23f228af65c662c356cd03bba9ec9507.png.webp)
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/6f0b4c2cb0afdaa61daa73b41d9553a5.png.webp)

7、	项目配置(menuconfig)
在目录bsp\renesas\ra2l1-cpk下运行env环境（[教程](https://www.rt-thread.org/document/site/#/development-tools/env/env "教程")）,键入：menuconfig，进入项目的菜单配置
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/819d88abe332caf8679afd124d090fcc.png.webp)

使用v2版本的串口驱动
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/fb83945b10e11598e2bb0637206fecc1.png.webp)

修改控制台使用的串口为uart9
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/f084218f91fcb7d8880e9d91ad4cbf7d.png.webp)

开启芯片上的外设UART和硬件I2C
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/3bfb3f89d30e468fd243fcfdbf9a5bd3.png.webp)

开启UART9，并进行配置,设置发送接收缓冲区都为256字节
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/670856b63b69502e7fce3f9840ce65a4.png.webp)
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/4e03fd17877f99f5c8695091827960d9.png.webp)

开启硬件I2C
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/87756ceb8261fbf364de15ba595e08ae.png.webp)

选择多媒体包u8g2，并配置u8g2使用的i2c接口，开启u8g2的example
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/6b666f344d06b26273cf06f8afd9ade3.png.webp)
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/6f60d6b6f9ef5177623b8cdc3907ded4.png.webp)

选中SSD1306基本示例（硬件i2c）
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/8d203738713bb38a045ff1f71edbfe83.png.webp)

一路按ESC退出菜单，并保存当前配置
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/f96fbd446f6116d4a01b00d70617edd6.png)

8、	使用**pkgs --update** 命令更新项目所使用的软件包
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/705d5a03d54e86f4df22da0f3576b64d.png.webp)

9、	使用**scons –target=mdk5** 命令重新创建MDK的项目
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/c0c5e27333dd0028e16c1e3973b3c4bd.png.webp)

这里提示无法获取armcc的版本，通过对比发现最新的代码MDK项目生成的功能可能有点不兼容？（猜测），但也有解决办法，即恢复旧版本的MDK项目创建的文件
将**tools**目录和此分支的代码比较：https://gitee.com/rtthread/rt-thread/tree/gitee_master/tools
恢复以下文件到gitee-master分支的旧版本，来创建MDK项目
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/2009a8bb3b7bce046f347f4373e709ec.png.webp)

再次执行**scons –target=mdk5** 命令重新创建MDK的项目，就可以成功了
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/3522fef908c9b74e8798498e8db95fa2.png.webp)

10、	使用瑞萨fsp工具rasc对项目重新配置
打开**bsp\renesas\ra2l1-cpk\project.uvprojx**项目，点击运行时按钮启动项目软件包环境配置
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/0f0090edfcea7fedc3aea30518c7fafa.png.webp)

点击“Flex Software >RA configuration”右边的绿色小三角按钮启动瑞萨的RASC配置程序
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/18279a601421bde93b7d53e664305faa.png.webp)

选择调试串口UART9的引脚为P109,P110，配置UART9的参数和中断回调函数
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/733f03eab8b2e93cbeb209c3e4d9ee4c.png.webp)
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/782569ee57b905617e41bf87dee63171.png.webp)

开启I2C0外设，并配置I2C引脚为P407,P408
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/21f54428f591ff6051e2321989fea162.png.webp)

添加I2C Master组件模块，并配置模块的相关参数

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/2b651a9b36d7f87a330b477eab2f0671.png.webp)
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/06078eb2cb4ccb0c436358d29ea08750.png.webp)

使用按钮“Generate Project Content”生成配置代码，然后关闭RASC配置程序。
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/639da9632449456209b685a249233cc4.png.webp)

11、	重新对项目进行编译，然后使用下载按钮对程序进行下载，查看运行结果
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/90e76d85fdda75c75fad2d32c90999e6.png.webp)

此时会弹出当前版本的jlink不适配未知设备“**R7FA2L1AB2DFM**”
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/e26261d4abe03845a38ce985325b8be1.png.webp)

点击OK按钮，自动弹出设备选择对话框，输入图中的过滤条件，选中 **R7FA2L1AB**，确定后再次下载
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/809d81beda8518991b71bd1f62db4977.png)
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/936ad66909a1512a3978b91c756ca9a1.png.webp)

通过串口终端查看运行效果，按下Tab键显示当前支持的所有命令
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/9f4121c0651b0f7fb9d86c133e4393aa.png.webp)
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/36ace55c6500bef5e9fe56184f74310f.png.webp)

输入u8g2_ssd1306_128，然后按Tab键自动会补全OLED示例程序的命令, 执行查看效果

# 完成模块功能的演示（*）
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/64609d774aa278aae93345f77d742350.png.webp)
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20221021/55b8f7ddb6c24bca302234eb84b66ac7.png.webp)

# 可编译下载的代码（*）
完成的可编译代码：[https://gitee.com/nes6502/cpk-ra2l1-i2c.git](https://gitee.com/nes6502/cpk-ra2l1-i2c.git)

# 心得体会（*）
1. bsp的驱动库还不够完善，目前只支持1路硬件i2c功能
2. SCI也可当作i2c硬件使用（主机模式）可多出5路i2c功能
3. DMA功能待完善
4. FSP感觉上手很容易，图形化的组件配置很方便
5. Bsp部分目前官网只有3.6.0版本，很遗憾不能使用最新4.0.0的fsp
# 资源参考链接
## 瑞萨官方资料
[CPK-RA2L1/RA2E1评估板入门](https://www2.renesas.cn/cn/zh/document/qsg/1596891?language=zh&r=1596841)
[CPK-RA2L1/RA2E1原理图](https://www2.renesas.cn/cn/zh/document/sch/1596866?language=zh&r=1596841)
[CPK-RA2L1示例项目](https://www2.renesas.cn/cn/zh/document/scd/1596871?language=zh&r=1596841)
[RA2L1数据手册](https://www2.renesas.cn/cn/en/document/dst/ra2l1-group-datasheet?language=en&r=1596841)
[RA2L1硬件技术手册](https://www2.renesas.cn/cn/en/document/mah/ra2l1-group-users-manual-hardware?language=en&r=1398061)
[FSP中添加CPK评估板的BSP-V3.6.0](https://www2.renesas.cn/cn/zh/document/gde/1596896?language=zh&r=1596841)
[灵活配置软件包 (FSP)-V3.6.0](https://www2.renesas.cn/cn/zh/software-tool/flexible-software-package-fsp)
[CPK评估板的BSP (FSP 3.6.0)](https://www2.renesas.cn/cn/zh/document/swo/1596886?language=zh&r=1596841)
[Renesas RA series MDK device family pack(DFP)](https://www2.renesas.eu/Keil_MDK_Packs/Renesas.RA_DFP.3.6.0.pack)
## 模块资料
[IIC-OLED显示屏新资料(SSD1306)](https://pan.baidu.com/s/17gxBhj6mSmShORSg9yiHRQ)