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[嵌入式]33、基于CACX和R7F0C004M的瑞萨单片机入门教程

一、开发环境介绍

CS+ for CACX： 瑞萨单片机开发环境，已经停止更新，含有图形化配置工具，免费。
CS+ for CC： 瑞萨单片机开发环境，未来主推的开发环境，含有图形化配置工具，收费，适合财力雄厚的开发者。(其实用CACX足以)
IAR for RL78： 瑞萨单片机开发环境，IAR推出的RL78系列的开发环境，寄存器编程，不集成图形化配置工具。
AP4 for RL78_EC：瑞萨单片机独立图形化配置工具，是单独的一个软件，把生成的代码导入到工程里即可。
注1：瑞萨单片机型号有中国区的，中国区的一般在开发环境中看不到型号，需要首先导入设备文件才能看到。
注2：本单片机入门教程基于 CS+ for CACX(开发环境) 和 R7F0C004 (MCU型号)进行讲解，为入门解决各种头疼的问题。

二、下载与仿真器的选择

瑞萨单片不像STM32一样内部有boot程序，所以裸机情况下不支持串口下载。IECUBE、E2 Lite 、E1 、E20 、EZ均为瑞萨单片机的下载&仿真器，其中E1功能最多，但也非常昂贵，好几千的价格。E2 Lite是E2的硬件简化版本，网上有很多自己制作的，一个也就卖一二百，建议使用这款，去某宝购买的时候，名字可不是E2 Lite，而是EZ CUBE2，所以花费200左右去某宝买一个EZ CUBE2就可以完成下载和仿真的工作了。(软件中没有EZ CUBE2，只 有E2 Lite,设置仿真器为E2 Lite即可，废话不多说，上图）
在这里插入图片描述

三、CS+ for CACX软件安装

CS+ for CACX安装非常简单，也不需要破解，一直点同意&下一步即可完成安装，这里不在赘述。
如需软件安装包和MCU支持包，可以去瑞萨官网自行下载、或者加全国大学生电子交流QQ群649692007下载、5积分下载。
在这里插入图片描述
MCU支持包安装方式如下：
在这里插入图片描述
CSPlus_CACX_Package_V40500.7z <===点击此处下载CS+ FOR CACX，仅需5积分

R7F0C001_002_003_004_019_MCU设备文件.zip <===点击此处下载MCU设备文件，仅需5积分

四、新建工程

说明：但凡通过添加支持包的MCU型号在软件中都不支持图形化配置，需要用AP4生成后导入，由于R7F0C004M和R5F10WMG几乎完全一样，R7F0C004M仅是在R5F10WMG的基础上阉割了一两个外设而已，为了使用CACX内部的集成配置工具，这里使用R5F10WMG进行建立工程，多出的外设不配置，直接关闭即可。(以下是特别全乎的建工程模板的教程，可以避免很多CACX软件BUG带来的问题—原创哦)
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至此，工程建立完成，建议按照图片教程配置，会省去很多不必要的麻烦(不要感谢我，我只会个helloworld，收藏一下我吧)
CACX软件只能函数跳转，不能变量跳转，只能用查找的方式进行变量跳转，或者使用外部编辑器编辑**推荐vscode。

五、开发板选择与原理图分享

MCU最小系统电路
在这里插入图片描述
四线下载电路
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
完整开发板原理图和PCB请加全国大学生电子交流QQ群获取：649692007

六、定时器(基于状态机制，下同)

在这里插入图片描述
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//根据BaseTimerCount计算差值函数
uint32_t  CheckTimer(uint32_t Timer) 
{
    if(BaseTimerCount > Timer){ return(BaseTimerCount - Timer); }
    else{ return ~(Timer - BaseTimerCount) + 1; }
}

//示例函数：实现1s、2s、3s周期的定时
int main(void)
{
    uint32_t timerx_1s;
    uint32_t timerx_2s;
    uint32_t timerx_3s;
    R_TAU0_Channel0_Start();//定时器初始化
    timerx_1s = BaseTimerCount;
    timerx_2s = BaseTimerCount;
    timerx_3s = BaseTimerCount;
    while(1U)
    {
       	if(CheckTimer(timerx_1s)>1000)
       	{
		    timerx_1s = BaseTimerCount;
		    //..........   <---1s周期任务
		}
		if(CheckTimer(timerx_2s)>2000)
       	{
		    timerx_2s = BaseTimerCount;
		    //..........   <---2s周期任务
		}
		if(CheckTimer(timerx_3s)>3000)
       	{
		    timerx_3s = BaseTimerCount;
		    //..........   <---3s周期任务
		}
    }
}

七、LED流水灯

在这里插入图片描述

//示例函数：实现1s、2s、3s周期的定时
int main(void)
{
    uint32_t timerx_1s;
    R_TAU0_Channel0_Start();//定时器初始化
    timerx_1s = BaseTimerCount;
    while(1U)
    {
       	if(CheckTimer(timerx_1s)>1000)
       	{
		    timerx_1s = BaseTimerCount;
		    P1^=0x01;                //LED 1s翻转一次
		}
    }
}

八、串口初始化

在这里插入图片描述
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/**
  * @brief : Uart0字节发送函数
  * @param : 
  *	@u8Data: 要发送的数据
  * @note  : 非中断方式
  * @retval: 是否超时
  */
uint8_t Uart0_SendByte(uint8_t u8Data)
{
   uint16_t timesout = 0;
   STMK0 = 1U;
   STIF0 = 0U;
   TXD0 = u8Data;
   while(STIF0 == 0U)
   {
      timesout++;
      if(timesout>50000){
      	break;
      }
   }   
   STIF0 = 0U;
   return (timesout>5000)?1:0;
}

volatile uint8_t Uart0Rx_Buf[128];  
/**
  * @brief : Uart0任务函数
  * @param : 无
  * @note  : 收到什么数据，打印什么数据
  * @retval: 无
  */
typedef enum SAUTASK //TaskState-Enum
{
   SauTask_Init = 0,   //Init----Mode
   SauTask_Idle,       //Idle----Mode
   SauTask_Rev,        //Receive-Mode
   SauTask_NoExBat,    //NoExBat-Mode
   SauTask_Stop,       //Stop----Mode
}SauTaskState_Type;
extern volatile uint16_t  g_uart0_rx_count;
SauTaskState_Type  SauTaskState0;  
void Sau0_Run_Task(void)
{
   uint8_t i = 0;
   static uint8_t sau_first_flag = 0;
   static uint32_t sau_timer = 0;
   static uint8_t last_rx_count = 0xFF;  
   switch(SauTaskState0)
   {
      case SauTask_Init:
        last_rx_count = 0xFF;
	R_UART0_Start();
	R_UART0_Receive(Uart0Rx_Buf,128);
	SauTaskState0 =  SauTask_Idle;
      break;
      case SauTask_Idle:
        if(g_uart0_rx_count>1)
	{
           last_rx_count = (uint8_t)(g_uart0_rx_count&0x0FF);
           sau_timer = BaseTimerCount;
	   SauTaskState0 = SauTask_Rev;
	}
      break;      
      case SauTask_Rev:
        if(g_uart0_rx_count!=last_rx_count)
	{
	   last_rx_count = (uint8_t)(g_uart0_rx_count&0x0FF);
           sau_timer = BaseTimerCount;
	}
	else
	{
	   if(CheckTimer(sau_timer)>TIME_5MS)
	   {  
	      for(i=0;i<last_rx_count;i++)
	      {
		  Uart0_SendByte(Uart0Rx_Buf[i]);
	      }
	      sau_timer = BaseTimerCount;
	      R_UART0_Receive(Uart0Rx_Buf,128); 
              SauTaskState0 = SauTask_Idle;
           }
	}	      
      break;  
      case SauTask_NoExBat:
        R_UART0_Stop();
      break;
      default:break;
   }
}

//主函数
int main(void)
{
    R_TAU0_Channel0_Start();//定时器初始化
    while(1U)
    {
        Sau0_Run_Task();
    }
}

九、串口printf

   /*注意:由于单片机是16位的，遵循双字节对齐，所以数字项最大值为65535,超过的部分将被强制转化*/
   #define __out_putchar  Uart0_SendByte //需要用户修改
   /*--以下部分直接拷贝即可--*/
   #define MAX_NUMBER_BYTES  64
   typedef char *  va_list;
   #define _INTSIZEOF(n)   ((sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1))
   #define va_start(ap,v)  ( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) + 6 )               //v = 第一个传入参数*,ap = 第二个传入参数的地址
   #define va_arg(ap,t)    ( *(t *)( ap=ap + _INTSIZEOF(t), ap - _INTSIZEOF(t)) ) //返回当前参数地址，ap指向下一个参数  
   #define va_end(ap)      ( ap = (va_list)0 )
   unsigned char hex_tab[]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','a','b','c','d','e','f'};
   static int outc(int c) 
   {
      __out_putchar((unsigned char)c);
      return 0;
   }
   static int outs (const char *s)
   {
      while (*s != '\0')	
	 __out_putchar(*s++);
      return 0;
   } 
   static int out_num(long n, int base,char lead,int maxwidth) 
   {
      unsigned long m=0;
      char buf[MAX_NUMBER_BYTES], *s = buf + sizeof(buf);
      int count=0,i=0;
      *--s = '\0';
      if (n < 0){m = -n;}else{m = n;}//m=|n|
      do{
	  *--s = hex_tab[m%base];
	  count++;
      }while ((m /= base) != 0);
      if( maxwidth && count < maxwidth){
	for (i=maxwidth - count; i; i--)	
	    *--s = lead;	
        }
	if (n < 0)*--s = '-';
	return outs(s);
   } 
   static int my_vprintf(const char *fmt, va_list ap) 
   {
      char lead = ' ';
      int  maxwidth = 0;
      for(; *fmt != '\0'; fmt++)
      {
	 if (*fmt != '%') {outc(*fmt);continue;}//continue:只结束本次循环
	 lead=' ';maxwidth=0;		
	 fmt++;	
	 if(*fmt == '0'){     
	    lead = '0';fmt++;	
	 }
	 while(*fmt >= '0' && *fmt <= '9'){
	    maxwidth *=10;
            maxwidth += (*fmt - '0');
            fmt++;
	 }
	 switch (*fmt) {
	    case 'd': out_num(va_arg(ap, int),10,lead,maxwidth); break;
	    case 'o': out_num(va_arg(ap, unsigned int),  8,lead,maxwidth); break;				
	    case 'u': out_num(va_arg(ap, unsigned int), 10,lead,maxwidth); break;
	    case 'x': out_num(va_arg(ap, unsigned int), 16,lead,maxwidth); break;
	    case 'c': outc(va_arg(ap,int)); break;		
	    case 's': outs(va_arg(ap, char *)); break;		  						
	    default: outc(*fmt);break;
	}
      }
      return 0;
   }
   int printf(const char *fmt,...) 
   {
      va_list ap;
      va_start(ap,fmt);
      my_vprintf(fmt, ap);
      va_end(ap);
      return 0;
   }
   int my_printf_test(void)
   { 
      printf("全国大学生电子交流群:649692007\n\r") ;	
      printf("test char =%c,%c\n\r", 'A','a') ;	      
      printf("test decimal number =%d\n\r",12345);   /*注:max=65535*/
      printf("test decimal number =%d\n\r",-12345);  /*注:max=65535*/	
      printf("test hex number =0x%x\n\r",0x55aa);    /*注:max=65535*/	
      printf("test string =%s\n\r","www.100ask.org");/*注:max=65535*/
      printf("num=%08d\n\r",12345);                  /*注:max=65535*/
      printf("num=%8d\n\r",12345);                   /*注:max=65535*/
      printf("num=0x%08x\n\r",0x2345);               /*注:max=65535*/
      printf("num=0x%8x\n\r",0x2345);                /*注:max=65535*/
      printf("num=0x%02x\n\r",0x1);                  /*注:max=65535*/
      printf("num=0x%2x\n\r",0x1);                   /*注:max=65535*/
      printf("num=%05d\n\r",0x1);                    /*注:max=65535*/
      printf("num=%5d\n\r",0x1);                     /*注:max=65535*/
      return 0;    
   }

十、ADC电压采集

十一、ADC+DMA

十二、PWM呼吸灯

十三、IIC驱动EEPROM

十四、RTC实时时钟

十五、LCD控制器

十六、按键

在这里插入图片描述
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