【RA4M2-SENSOR】介绍、环境搭建、工程测试

本文介绍了 RA4M2-SENSOR 开发板的基本信息，包括产品特点、参数资源、开发环境搭建以及工程测试等。

介绍

RA4M2-SENSOR 是一款基于 RA4M2 系列微控制器的评估套件。

外观

Top view

Bottom view

特点

• 支持 TrustZone 技术和片内安全加密引擎（SCE），提供硬件级安全保护，确保敏感数据安全。
• RA4M2 MCU采用 40nm 工艺，具有出色的低功耗性能（CoreMark®功耗低至 81µA/MHz）。
• 套件支持瑞萨的灵活配置软件包（FSP），FSP 基于 FreeRTOS 构建，能够与其他实时操作系统（RTOS）和中间件兼容，并且可以通过丰富的外设接口（如 I2C、SPI、ADC等）与各种传感器模块（如温湿度、气体、光传感器等）进行无缝连接。
• 套件包括传感器（SENSOR）系列接口以及对微控制器所有引脚的通孔访问，极大地提升了扩展性，满足开发者对不同应用需求的扩展。

参数

• 内核：Arm® Cortex®-M33，频率高达 100MHz，支持 TrustZone
• 存储器：高达 512kB 的 Flash，128kB 的 SRAM
• 引脚：48-pin，LQFP 封装
• 温度：-40 °C 至 105 °C
• 电压范围：2.7 V 至 3.6 V
• 12 位 A/D 转换器、温度传感器，电容式触摸传感单元 (CTSU)
• CAN 2.0B，四线 SPI，独立 SPI/I2C 多主接口
• SCI（UART、简单 SPI、简单 I2C），SDHI 和 MMC

资源

• 两个 USB 全速 2.0 主机（Type-C 连接器）
• 两种烧录方式
  • SWD 烧录口：编程或调试 PC
  • 串口烧录：打印数据或烧录
• 用户指示灯和按钮
  • 三个用户指示灯（红色和黄色）
  • 两个串口指示灯（红色）指示调试连接
  • 两个电源指示灯（红色）
  • 三个用户按键，一个复位按键
• 外部晶振
  • 低速晶振：32.768KHz
  • 高速晶振：12MHz
• 生态系统扩展
  • 微控制器全部引脚由 CN3、CN4、CN7、CN8 引出
  • 传感器（SENSOR）系列 扩展连接器
• 支持多种集成开发环境（IDE）
  • Renesas e^2^ studio
  • Keil MDK
  • IAR EWARM

功能

Top

Bottom

原理图

包括主控 MCU、外设、电源、复位、触摸按键、LED 等 12 个部分。

BOOT

Connect

Crystal

DC-DC

User LED

MCU

Reset

SWD

Touch

UART

USB

User Key

机械图

详见：CoreMaker RA4M2: CoreMaker RA4M2 开发板资料 .

主控

RA4M2-Sensor 开发板主控采用 R7FA4M2AD3CFL 型号芯片。

• 瑞萨电子 RA4M2 32 位微控制器 (MCU) 产品群使用支持 TrustZone 的高性能 Arm® Cortex®-M33 内核。
• 与片内的 Secure Crypto Engine (SCE) 配合使用，可实现安全芯片的功能。
• RA4M2 采用高效的 40nm 工艺，由灵活配置软件包 (FSP) 这个开放且灵活的生态系统概念提供支持，FSP 基于 FREERTOS 构建，并能够进行扩展，以使用其他实时操作系统 (RTOS) 和中间件。
• RA4M2 适用于物联网应用的需求， 如多样化的通信功能、面向未来应用的安全功能、大容量嵌入式 RAM 和较低的运行功耗（从闪存运行 CoreMark® 算法时功耗低至 81µA/MHz）。

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

详见：RA4M2 | Renesas 瑞萨电子 .

环境搭建

开发环境使用 e^2^ studio ；

下载并安装 瑞萨FSP (flexible software package) 灵活配置软件包 。

注意：不需要单独安装 e² studio，FSP 平台安装程序会安装 e² studio 和使用 FSP 所需的所有其他工具。

由于这里使用 RA4M2 主控，仅安装 RA 系列软件包即可。

工程测试

由板载 LED 原理图可知，3 个板载 LED 分别对应 P002、P103 和 P104 管脚，均为高电平点亮。

工程创建

• 打开 e^2^ studio 软件；
• 依次点击 文件 - 新建 - 瑞萨 C/C++ 项目 - Renesas RA ；
• 依次进行工程命名，路径设置，FSP版本，目标开发板选择，Device 选择 R7FA4M2AD3CFL ，工具链选择 GNU ARM Embedded ，调试器选择 J-Link ；
• 完成工程创建 ；
• 进入 FSP 配置界面，打开 Pins 标签页，选中 P002 引脚，模式配置为初始低电平的输出模式；

• 同理，将 P103 和 P104 管脚也配置为初始低电平的输出模式；
• 点击 Generate Code 按钮，生成工程代码。

代码

打开 src/hal_entry.c 文件，在主函数中添加如下代码

#include "hal_data.h"

FSP_CPP_HEADER
void R_BSP_WarmStart(bsp_warm_start_event_t event);
FSP_CPP_FOOTER

void hal_entry(void)
{
    /* TODO: add your own code here */
    while (1)
    {
        // 同时点亮三个LED (假设高电平点亮)
        R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_00_PIN_02, BSP_IO_LEVEL_HIGH); // P002 高
        R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_01_PIN_03, BSP_IO_LEVEL_HIGH); // P103 高
        R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_01_PIN_04, BSP_IO_LEVEL_HIGH); // P104 高
        R_BSP_SoftwareDelay(200, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);                      // 延时200ms

        // 同时熄灭三个LED
        R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_00_PIN_02, BSP_IO_LEVEL_LOW); // P002 低
        R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_01_PIN_03, BSP_IO_LEVEL_LOW); // P103 低
        R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_01_PIN_04, BSP_IO_LEVEL_LOW); // P104 低
        R_BSP_SoftwareDelay(200, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);                     // 延时200ms
    }
#if BSP_TZ_SECURE_BUILD
    /* Enter non-secure code */
    R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}

保存文件，构建工程，使用 J-Link 调试和上传固件。

效果

三个板载 LED 闪烁，间隔为 200 毫秒；

动态演示见底部视频。

总结

本文介绍了 RA4M2-SENSOR 开发板的基本信息，包括产品特点、参数资源、开发环境搭建以及工程测试等，为相关产品的开发设计和应用提供了参考。