【瑞萨RA4系列开发板体验】开发环境搭建和新手点灯指南

修改记录：

• 2022-11-20 初版开始
• 2022-11-24 初版完成

本文介绍将如何从零搭建RA4M2 Keil开发环境，以及如何点亮RA-Eco-RA4M2-100PIN开发板上的一个LED灯。开发环境搭建部分，详细介绍了不依赖额外硬件调试器的开发环境，即搭建一个只是用使用开发板自带USB口进行烧录的开发环境。新手点灯指南部分，以点灯为例，详细记录了创建项目、编写代码、编译代码、烧录固件、运行程序的完整操作步骤，即便你此前完全没有使用过瑞萨MCU，参考这里的步骤也可以完成整个过程。

一、简单开箱

感谢电子发烧友组织的试用活动，感谢瑞萨生态社区提供的 RA-Eco-RA4M2-100PIN开发板 。

上周一（14号）收到了快递，鸽了一周，今天周天（20号）终于开始写环境搭建的帖子了。

拆开塑料快递包装袋，里面是朴实无华的包装盒：

拆开包装盒，可以看到防静电袋包装的板子和一根Type-C数据线：

拆开包装袋，就是开发板了：

开发板也很简洁，几乎是正方形的，可以看到：

• 上方两个USB Type-C口、一个电源指示灯（POWER）；
  • 左边Type-C为串口、右边Type-C为烧录口
• 下方是三个按键、两个触摸按键和三个LED灯；
• 中间偏上两边各有一个PMOD扩展接口；
• 中间偏下两边各有一个40pin的扩展接口；
• 正中间是主控MCU——R7FA4M2AD3CFP；

二、芯片简介

芯片手册（中英文）：https://ramcu.cn/public/uploads/files/20220902/11cd840caf4b98cdfc43f7c10f672be4.pdf

芯片手册（英文）：https://www.renesas.cn/cn/en/document/dst/ra4m2-group-datasheet?r=1469026

RA4M2系列MCU关键特性：

• 支持 TrustZone 的 100MHz Arm Cortex-M33
• 安全芯片的功能
• 256kB - 512kB 闪存、64kB SRAM（支持奇偶校验）以及 64kB ECC SRAM
• 8KB 数据闪存，提供与 EEPROM 类似的数据存储功能
• 1kB 休眠用 SRAM
• 从 48 引脚封装扩展至 100 引脚封装
• 电容式触摸传感单元 (CTSU)
• 全速 USB 2.0，支持主机模式和设备模式
• CAN 2.0B
• 四线 SPI
• SCI（UART、简单 SPI、简单 I2C）
• 独立SPI/I2C 多主接口
• SDHI 和 MMC

主控芯片特写，可以清楚的看到型号：

三、开发环境搭建

这里搭建的是硬件依赖最少的开发环境，即使用开发板的USB烧录口进行固件烧录。如果你准备使用JLink或DAP-Link其他硬件调试器进行烧录，部分操作步骤略有差异，这里不再介绍。

2.1 安装FSP(RASC)

Flex Software Package ，简称 FSP ，它包含了HAL库和配置工具；其中，配置工具叫 RA Smart Configurator ，简称 RASC 。

FSP官网下载页面：https://www2.renesas.cn/cn/zh/software-tool/flexible-software-package-fsp

FSP GitHub下载页面：https://github.com/renesas/fsp/releases

当前最新版本v4.1.0安装包：https://github.com/renesas/fsp/releases/download/v4.1.0/setup_fsp_v4_1_0_rasc_v2022-10.exe

安装没啥难度，一路“下一步”就好了，安装完成界面如下：

2.2 安装Keil MDK

MDK安装，默认设置，一路下一步就好了，没啥难度，不再详细介绍。

2.3 安装RA4M2 Keil Pack

Keil默认不支持RA系列MCU，需要安装瑞萨RA系列MCU Keil支持包才能支持RA系列MCU。

瑞萨RA系列MCU Keil支持包，可以在瑞萨生态社区提供的网盘中找到，网盘链接如下：

https://pan.baidu.com/s/1h-qcTIGobEBK88NgHODUhg?pwd=odqe

2.4 安装RFP(瑞萨烧录工具)

烧录工具软件及手册：https://ramcu.cn/public/uploads/files/20220713/2fa558318112ab2330e2cdb7a60291ab.zip)

安装程序运行后界面如下：

接受协议，一路下一步即可，不再赘述。

三、新手点灯指南

这里以点灯为例，详细记录了创建项目、编写代码、编译代码、烧录固件、运行程序的完整操作步骤，即便你此前完全没有使用过瑞萨MCU，参考这里的步骤也可以完成整个过程。本节名为“新手点灯指南”即为此意，即便你是完完全全的新手，也可以顺利点灯。

3.1 创建RASC项目

开始菜单，打开“Renesas RA Smart Configurator 4.1.0”，开始创建RASC项目：

其中，项目名称、保存路径可以修改，默认的项目名称是FSP_Project，我这里没有修改。

接下来是选择设备：

本次试用的RA-Eco-RA4M2-100PIN开发板主控MCU型号是R7FA4M2AD3CFP；

接下来选择IDE：

这里选Keil MDK Version 5.

TrustZone类型选择：

这里不使用TrustZone，因此选择第一个。

接下来是RTOS类型选择：

这里不使用RTOS，下拉菜单无需修改。除此之外，还有FreeRTOS和AzureRTOS可供选择。

接下来是项目模板选择：

因为前面选择了“No RTOS”，这一步只有一个裸机（Bare Metal）可供选择了。

到这里，创建项目所需的选择全部完成，FSP界面如下：

这里需要注意的是这几个地方：

3.2 查阅开发板原理图

开发板原理图，见此帖内容：https://bbs.elecfans.com/jishu_2313024_1_1.html

开发板LED相关原理图：

可以看到，三个LED对应引脚分别为：

• LED1：P415
• LED2：P404
• LED3：P405

3.3 设置LED1引脚为输出

接下来回到FSP软件，点击pins标签，切换到引脚配置视图，找到P415引脚：

修改mode配置：

修改后，Ctrl+S保存，再点击右上角的“Generate Project Content”生产Keil项目。

3.4 编写LED1闪烁的代码

FSP生成Keil项目后，可以切回到Summary视图，查看项目位置。点击右侧的小箭头按钮，可以在文件管理器中打开位置：

双击打开Keil项目文件FSP_Project.uvprojx，项目结构如下图：

打开hal_entry.c开始编写代码：

在/* TODO: add your own code here */代码下方添加代码：

R_BSP_PinAccessEnable();
    while(1) {
        R_BSP_PinWrite(BSP_IO_PORT_04_PIN_15, BSP_IO_LEVEL_HIGH);
        R_BSP_SoftwareDelay(500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);

        R_BSP_PinWrite(BSP_IO_PORT_04_PIN_15, BSP_IO_LEVEL_LOW);
        R_BSP_SoftwareDelay(500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
    }

编写代码时，可以查阅FSP API参考，具体可以通过FSP Summary页的帮主文档图标打开本地网页，或者查看在线的API文档：https://renesas.github.io/fsp/modules.html

PS：API参考对后续开发非常有用，毕竟这么多底层接口不可能全部记住。

比如，可以查阅上面点灯代码用到的：

• IO访问接口（这里的R_BSP_PinWrite）：https://renesas.github.io/fsp/group___b_s_p___i_o.html
• MCU接口（这里的R_BSP_SoftwareDelay）：https://renesas.github.io/fsp/group___b_s_p___m_c_u.html

另外，点灯使用如下代码也可以：

while(1) {
        R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_04_PIN_15, BSP_IO_LEVEL_HIGH);
        R_BSP_SoftwareDelay(500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);

        R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_04_PIN_15, BSP_IO_LEVEL_LOW);
        R_BSP_SoftwareDelay(500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
    }

二者差别是：

• 使用R_BSP_PinWrite之前，需要先调用R_BSP_PinAccessEnable，否则后续的R_BSP_PinWrite不起作用；
• R_BSP_PinWrite是两个参数，而R_IOPORT_PinWrite是三个参数，前者更方便、更优雅一些；

接下来就可以准备 编译、烧录、运行 了。

3.5 设置Keil生成hex文件

添加完了代码之后，就可以编译项目了。

由于我准备使用开发板的USB烧录口进行烧录，瑞萨烧录工具需要使用hex文件，因此需要让Keil生成hex文件。

具体设置为：

1. 右击选择“Options for Target 1”；

2. 点Output标签页；

3. 勾选“Create HEX File”，如下图：

   

4. 点OK确认设置。

3.6 编译Keil项目

接下来是Keil中编译项目，可以直接点击编译按钮，或者按F7键；编译完成后，build output视图输出如下：

3.8 准备烧录——切换开发板MODE跳线

刚拿到的开发板，MODE跳线默认为“Internal Flash”，开始烧录前需要将其切换为“SCI/USB Boot”，切换后如下图：

跳线切换完成后，将开发板USB烧录口连接到PC。

此时，将会被识别为虚拟串口设备，可以通过“设备管理器”查看：

3.7 创建RFP项目

瑞萨烧录工具（Renesas Flash Programmer，简称RFP）安装后，通过开始菜单“Renesas Flash Programmer V3.08”可以将其打开。初次打开后界面如下：

该烧录工具也要创建项目，由于初次使用没有创建项目，因此Start按钮是灰色的。

接下来，点击File -> New Project菜单，开始创建RFP项目：

其中，

• Microcontroller为MCU系列，选择RA；
• Project Name为项目名，可以自行命名，这里填写LED1；
• Project Folder为项目文件夹，可以修改，这里保持默认；
• Tool下拉为烧录设备端口，选择COM port，如果有多个串口设备可以通过Tool按钮选择；

填写完如下图：

此时点击Connect，将会创建项目，并连接设备：

可以看到，已经成功读出了设备信息。

3.8 使用RFP烧录hex

接下来就可以使用RFP烧录hex了。首先点击Browse按钮，选择hex文件：

测试发现，MCU复位之后，只能使用RFP进行一次操作，包括读取设备信息、烧录等。

**注意：**烧录之前，需要再按一次开发板的复位键（因为点击Connect之后，读了一次设备信息）；

接下来，点击Start，开始烧录，烧录完成后界面如下：

3.9 准备运行——切回开发板MODE跳线

烧录完成后，将开发板USB Type-C口的USB线拔下（断电），将MODE跳线切回原来的Internal Flash模式。

再次插上USB线（上电），就可以看到LED闪烁了：

*项目文件包：FSP_Project.rar

四、参考链接

1. GitHub FSP最新版
2. e² studio | Renesas
3. RA4M2 - 100MHz Arm® Cortex®-M33 TrustZone®，具有高集成度和低功耗 | Renesas
4. RA Flexible Software Package Documentation: MCU Board Support Package (renesas.github.io)
5. RA SC User Guide for MDK and IAR
6. RA4M2 - 瑞萨 RA MCU 生态社区
7. 灵活配置软件包 (FSP) | Renesas