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創客、工程師以及開發者要如何透過瑞薩RL78/L1A 推廣板加快開發與原型製作的速度

 

By Seraphin Bikek

就提高競爭力以及縮短上市時間而言,工程師與嵌入式系統開發者都面臨了持續增加的時間壓力,這是因為新產品的推出週期必須要越來越短。因此,他們永遠都在追求彈性化、方便、而且隨時可用的開發工具,除了能夠協助他們縮短產品開發週期之外,還可以因應客戶的需求並持續的關注成本。

為支援具有LCD顯示功能的低功率與類比應用從設計、原型製作到實現,瑞薩提供了快速入門推廣板RPBRL78/L1A(RS庫存編號125-8414),用以展示RL78/L1A系列16位元微控制器的能力。該套件包括了評估用電路板、內建除錯器、以及免費的展示用範例程式。此外,軟體開發工具也可以免費下載。左側的圖1中所示即為該電路板的照片。 

 當我第一次拿到RL78/L1A推廣電路板時,它確實讓我印象深刻!它是一組功能豐富的快速製作原型電路板,能夠用以協助工程師、創客以及嵌入式系統開發者在不需要額外硬體的狀況下,快速的開始並實現他們的新概念與自身的想法。

最重要的是,創客與開發者可以免費取得展示應用程式的原始碼!這真是一項好產品,棒透了,它看起來而且感覺上比其他MCU供應商提供的類似開發套件更加的容易。瑞薩電子做得好,繼續保持下去!

在研究這組套件時還有一點我注意到的是,RPBRL78/L1A推廣電路板是開箱即用的,並同時搭配了所有能夠使其更容易立刻投入開發完整嵌入式應用與除錯的必要元件。下方的圖2中所示為RPBRL78/L1A推廣板的完整PCB套件,其中包含RL78/L1A MCU電路板與顯示板。

更多有關RPBRL78/L1A電路板的細節,以及一些能夠下載該軟體與更多該套件文檔的連結,請至www.renesas.com/RPB-RL78-L1A

開始使用RPBRL78/L1A輕鬆上手!

看到瑞薩電子如何以RL78微控制器家族使嵌入式設計變得盡可能簡單,真是太棒了。

該電路板透過可運作以及免費的範本展示軟體包(包含信號產生器、示波器/資料記錄應用程式示範)提供了預編程(pre-program),讓創客、工程師還有開發者能夠更快速的開始進行評估,加快他們的設計,並且立即將RL78/L1A所提供的功能充分的利用。RPBRL78/L1A pdf檔使用者手冊提供了運行預編程示範的逐步說明,而且也提供了因充分利用RL78/L1A所提供強大LCD驅動、類比與低功耗等特點所建構可運作裝置的說明。

RPBRL78/L1A主要元件與特點

  • 24MHz R5F11MPGAFB(RL78/L1A)MCU,

  • 128KB ROM,8KB資料快閃記憶體,5KB RAM

  • 使用於編程與除錯的整合式E2 Lite 模擬器,

  • 與e²studio IDE無縫整合

  • 128 x 128 彩色點矩陣PMOD顯示板,

  • LCD顯示板的PMOD 連接器,

  • 瑞薩標準RSK LCD顯示板的擴充接頭,

  • USB 介面(USB-UART 串聯橋),

  • 溫度感測器,

  • 各種使用者介面選項:

    • 做為使用者類比輸入的電位計

    • 使用者按鈕

    • 物理開關

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

利用瑞薩RPBRL78/L1A實現您的設計理念

  • 應用導向方案:

    • 擁有一組豐富功能的評估板,它具有實際可運作展示應用與樣本代碼範例,顯著提高了軟體開發的效率。這就是讓嵌入式系統開發者特別高興的原因。

  • RPBRL78/L1A將會加速開始您的下一個嵌入式系統開發。

    • RPBRL78/L1A 因為具有可編程的信號產生器與示波器以及資料記錄器(Data logger)示範應用程式代碼,因此可以立即開始使用。

    • RPBRL78/L1A的設計是為了展示RL78/L1A微控制器的類比與低功耗能力,並且提供易於使用的人機介面(HMI)。

    • 有一點值得注意的是您可以使用所提供的示範應用程式代碼來做為實際產品的基礎。.您只需要免費下載可以針對您的特定應用需求進行修改的電路圖以及C語言原始碼。

  • 所有功能都由單一元件──RL78/L1A 驅動

    ──它是如何運作的

如圖3中所示,類比前端被嵌入到RL78/L1A當中並且使用2組運算放大器、一組SAR 12位元ADC、2組12位元DAC、以及可配置參考電壓(configurable voltage reference)。內部RAM被用來將工作波形儲存在絕對緩衝區當中。RL78/L1A元件所使用的瑞薩低功耗功能,像是DTC(資料傳輸控制器)與ELC(事件連結控制器),有助於實現此類完全整合式信號產生器與示波器/資料記錄器示範的低功耗需求。

為了要展示使用RL78/L1A這類具有豐富類比整合特性的低功耗MCU的某些功能與優勢,讓我們仔細研究下圖3,其中顯示了RPBRL78/L1A中實現某些主要特性的簡化功能方塊圖。

可調式信號產生器 

  • 信號產生器乃是源自於一組整合式12位元DAC與軌對軌運算放大器,用以提供各種使用者可設定組態的波形,像是三角形、方形、正弦...等等。

  • 每種波形類型的基本波形模式被儲存在快閃記憶體當中。然而,工作波形緩衝區是設置在RAM記憶體當中,並且由多項參數(包括所挑選的波形模式、比例因子、以及由使用者即時決定的偏移值(offset value))加以定義。

  • 當使用者修改了任一項參數時,波形緩衝區就會依據預先定義的演算法則而加以重新計算。

  • 然後使用定時器陣列單元依據以信號產生器的時間基礎所定義的規則區間來安排輸出的變化。

  • 重點:信號產生器的運作不需要CPU的參與,因此可以減輕其工作負擔和整體功耗

可編程增益示波器

  • 示波器區塊是由軌對軌運算放大器、12位元ADC、以及相關的類比與低電阻開關、還有顯示級所組成。

  • 當示波器軌跡沒有被記錄時,系統就會等待觸發事件。

  • 示波器運作時會使用DAC通道與類比比較器週邊來觸發示波器”軌跡”的採集。

  • 重點:示波器軌跡擷取程序會在無CPU介入之下由ELC與DTC自動處理。

 

ELCDTC事件的處理

RPBRL78/L1A示範應用代碼展示了在無CPU介入下使用DTCELC週邊執行複雜任務的情形。如此將可以讓CPU去執行其它任務,或是進入低功耗模式。

DTC特點:基本上,資料傳輸控制器DTC允許記憶體內容從某個位置傳輸到另一個位置,依據硬體事件而定:

  • 在這個示範範例當中,ADC樣本的完成會觸發DTC將ADC結果附加到緩衝區當中。

  • 當定時器區間中斷發生時,DTC週邊也會被用來更新DAC,如此一來DAC運作就可以在無CPU介入下發生。

另一項DTC特點:DTC的運作也可以鏈結在一起,如此只要單一事件就可以自動啟動一系列的作業: 

  • 在示範範例當中,當比較器中斷發生時,DTC會開始第一次的ADC採集,而之後直接就是一系列的連鎖作業。最後一項獨立的DTC作業會由ADC中新的樣本資料出現而觸發。此DTC會自動的將新的樣本附加到軌跡緩衝區當中。

  • RL78/L1A微控制器當中的DTC與ELC週邊組合會對樣本的採集加以排序。此將會減輕CPU的工作負擔,並且有助於功率耗損的降低。

ELC特點:ELC允許以週邊作業的完成去觸發另一個週邊作業的開始:

  • 重點:ELC的組態設定為當每次定時器區間中斷發生時就自動啟始ADC轉換。此將會對來自於示波器的資料執行規律採集,並且讓ADC轉換在無CPU介入下進行。這將允許CPU可以執行其它任務,或是進入低功耗模式以節省電力。

人機介面

  • 應用程式提供了簡單易用的選單系統,讓使用者可以設定與操作示波器展示。

  • 所產生出來的電壓波形會由示波器即時顯示出來。

    • 透過SPI介面輸出至PMODTM

    • 或是透過UART介面輸出至Virtual的COM Port

 

有關瑞薩RL78/L1A套件的軟體以及更多文件,可前往以下網頁下載:

www.renesas.com/RPB-RL78-L1A

相關諮詢:

www.renesas.com/RPBRL78L1A-inquiry

 

採購資訊:

YRPBRL78L1A(RS庫存編號125-8414

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9 Feb 2018, 2:54