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jf_37047872

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【RA4M2设计挑战赛】基于瑞萨RA4M2开发板设计的多参数物联网采集终端（作品提交）

本帖最后由 jf_37047872 于 2023-3-5 17:06 编辑

【作品概述】

本次参赛作品是一款基于瑞萨RA4M2开发板设计的多参数物联网采集终端，主要用于研究温湿度与光照对植物生长的影响。根据比赛规则，本次主要采用瑞萨R7FA4M2AD3CFP作为主控芯片，通过瑞萨HS3003低功耗MEMS高精度传感器采集温湿度数据，通过瑞萨ISL29035传感器采集环境光照强度数据，通过Dialog半导体公司(瑞萨电子全资子公司)的DA16200超低功耗WIFI模块实现相关数据定时上传至OneNet中国移动物联网开放平台，同时可通过0.96寸OLED显示屏实时查看终端当前数据。考虑到物联网采集终端部署环境可能缺少外接电源供应，本次设计采用2节18650锂电池作为移动电源，通过LDO及DCDC提供5V及12V各5组系统电源接口，带有电源电量指示功能，同时还通过USB Type-C接口实现5V输入升压充电功能。考虑到采集终端固件升级的便利性需求，实现了USB程序自升级功能。


【应用背景】

随着现代农业技术的不断进步，越来越多的植物可以通过人工方式进行培育和种植。在各类环境因素中，温湿度和光照强度对于植物的生长具有非常显著的影响，而且不同的植物对于温湿度和光照强度的要求更是具有很大的差异。在大面积、多品种开展同步对比试验的情况下，依靠人工方式每天记录这些环境参数已经几乎不可能，基于“物联网平台+边缘计算+传感器”的解决方案已成为该领域的标配。虽然应用需求旺盛，市场前景广阔，但目前在能耗、采样精度、通信、存储、便携性及边缘计算能力等方面依然存在诸多问题需要技术解决。

【方案设计】


1、整体架构：本项目隶属于智慧农业物联网解决方案的一部分，重点解决终端数据采集问题。详见下图。

2、硬件框图：本项目涉及的硬件包括独立电源、主控、温湿度传感器、光照强度传感器、WIFI通信模块和OLED显示屏等部分，下图展示了具体的系统结构、硬件型号和主要技术参数。

3、软件框架：本项目以“RASC配置器+KEILv5”方式开发，依托瑞萨官方提供的FSP（灵活软件配置包）代码框架，快速实现各类应用层逻辑及功能，整体框架及应用层各模块功能说明如下图所示。


【成果展示】

1、实现功能清单：

（1）电源模块：2节18650锂电池独立供电，提供5组LDO降压5V输出接口及5组DCDC升压12V输出接口，提供TYPE-C充电接口，5V升压充电，提供5段电量指示功能，带USB接口OVP。本模块通过自制PCB方式设计制作。

（2）温湿度测量模块：实现温湿度参数测量、分辨率设置、获取当前传感器分辨率、获取传感器ID、切换工作模式（配置模式及工作模式）等功能。通过单一I2C硬件接口，以“挂载多个从设备”方式与主控通信，通过从设备地址切换实现多设备通信功能。

（3）光照强度测量模块：实现光照强度参数测量、单字节读写数据、批量读写数据、工作模式切换、ADC分辨率设置、设备ID获取等功能。由于本模块与温湿度测量模块从设备硬件地址相同，只能以INT引脚的中断信号通过切换模块工作模式实现单一I2C硬件接口多个从设备同时挂载目标。

（4）OLED显示模块：实现命令与数据的发送、屏幕开启和关闭、数据与字符显示、清屏等功能。根据项目目标，通过自定义屏幕显示字库，实现界面显示框架及各项参数动态显示。通过单一I2C硬件接口，以“挂载多个从设备”方式与主控通信，通过从设备地址切换实现多设备通信功能。

（5）WIFI通信模块：实现设备初始化、模式设置（AP、STA及AP+STA模式）、联网、数据发送、数据获取等功能。根据项目目标，通过调用互联网API接口实现北京时间获取；由于接口返回数据采用JSON格式，通过将KEIL官方JANSSON库移植到RA4M2主控，实现了结果数据解析。实现相关传感器测量结果实时传送至中移物联OneNET平台。

2、功能模块代码展示：考虑到本文篇幅有限，且网页编辑器代码展示效果有限（无缩进格式支持），本部分仅展示部分模块代码，完整KEIL工程及代码请下载附件。

（1）HS3003模块：

  1. /**********************************************************************************************************************
  2. 模块说明
  3. **********************************************************************************************************************/
  4. /*
  5. 描述：本模块为HS3003温湿度传感器驱动程序，该传感器采用I2C接口通信；HS3003硬件地址：0x44
  6. MCU接口描述：I2C接口选择：I2C3；I2C引脚：SDA：0409；SCL：0408
  7. 作者：yagi@2023-2-18
  8. 转载请注明出处，版权由@yagi所有
  9. */

  11. /**********************************************************************************************************************
  12. 文件引用
  13. **********************************************************************************************************************/
  14. #include "bsp_hs3003_i2c.h"
  15. #include "bsp_sci_i2c.h"
  16. #include "bsp_api.h"
  17. #include "common_data.h"
  18. #include "hal_data.h"

  20. //#define HS300X_DEBUG



  24. /**********************************************************************************************************************
  25. 全局变量定义
  26. **********************************************************************************************************************/
  27. double Humidity = 0.0;                                                                                                                        //湿度测量结果（百分数）
  28. double Temperature = 0.0;                                                                                                           //温度测量结果
  29. extern volatile bool I2C_send_complete_flag;                                //I2C发送完成标志
  30. extern volatile bool I2C_receive_complete_flag;                 //I2C接收完成标志

  32. #ifdef HS300X_DEBUG
  33. uint8_t tmp01,tmp02,tmp03,tmp04;
  34. #endif


  37. /**********************************************************************************************************************
  38. 函数定义
  39. **********************************************************************************************************************/
  40. /******************************
  41. * @brief         测量函数
  42. * @param
  43. *         @arg         无
  44. * @retval 无
  45. ******************************/
  46. void Measurement(void)
  47. {
  48.         uint16_t timeout_ms = 100;                                     //等待超时时间（100毫秒）
  49.         //uint8_t Slaver_Addr = 0x88;                                    //采用大端格式，bit0:读写方向（0），bit1~bit7:从设备地址（0x44）
  50.         uint8_t p_dest[4] = {};                                                                 //接收从设备数据指针
  51.         bool MeasurementCompleted = false;    //测量完成标志位

  53.         //向从设备（hs3003）发送测量请求
  54.         R_SCI_I2C_Write (g_sci3_i2c.p_ctrl,NULL,0,false);
  55.         I2C_send_complete_flag = false;
  56.         //等待I2C发送完毕
  57.         while ((true != I2C_send_complete_flag) && timeout_ms)
  58.         {
  59.                 R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
  60.                 timeout_ms--;
  61.         }
  62.         timeout_ms = 100;
  63.         //向从设备（hs3003）获取数据，根据标志位状态，判断测量是否完成
  64.         while(true != MeasurementCompleted)
  65.         {
  66.                 R_SCI_I2C_Read (g_sci3_i2c.p_ctrl,&p_dest[0],4,false);
  67.                 I2C_receive_complete_flag = false;
  68.                 //等待I2C接收完毕
  69.                 while ((true != I2C_receive_complete_flag) && timeout_ms)
  70.                 {
  71.                         R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
  72.                         timeout_ms--;
  73.                 }
  74.                 timeout_ms = 100;
  75.                 //判断测量标志位：00表示测量结果数据有效，01表示测量结构数据已过期
  76.                 if(0 == ((p_dest[0] & 0xC0) >> 6))
  77.                 {
  78.                         MeasurementCompleted = true;
  79.                 }
  80.         }
  81.         //计算测量结果
  82. #ifdef HS300X_DEBUG
  83.         tmp01 = p_dest[0];
  84.         tmp02 = p_dest[1];
  85.         tmp03 = p_dest[2];
  86.         tmp04 = p_dest[3];
  87. #endif
  88.         Humidity = (double)(((p_dest[0] & 0x3F) << 8) | p_dest[1]) / (double)(16383U) * 100.0 ;
  89.         Temperature = (((p_dest[2] << 8) | (p_dest[3] & 0xFC)) >>2 ) * 165.0 / (double)(16383U) - 40 ;
  90. }

  92. /******************************
  93. * @brief         HS3003工作模式切换（上电后10ms内执行）
  94. * @param
  95. *         @arg         tmp_mode:工作模式
  96. *                                                设置模式：hs3003_cmd_enter_programming_mode
  97. *                                                普通模式：hs3003_cmd_enter_normal_mode
  98. * @retval 无
  99. ******************************/
  100. void Mode_Set(hs3003_cmd_t tmp_mode)
  101. {
  102.         uint16_t timeout_ms = 100;                                     //等待超时时间（100毫秒）
  103.         uint8_t src[3] =        {(uint8_t)tmp_mode,0x00,0x00};                                //组装成完整指令
  104.         R_SCI_I2C_Write (g_sci3_i2c.p_ctrl,&src[0],3,false);                //发送指令
  105.         I2C_send_complete_flag = false;
  106.         //等待I2C发送完毕
  107.         while ((true != I2C_send_complete_flag) && timeout_ms)
  108.         {
  109.                 R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
  110.                 timeout_ms--;
  111.         }
  112. }

  114. /******************************
  115. * @brief         读取HS3003温湿度分辨率
  116. * @param
  117. *   @arg  tmp_type:温度/湿度选择
  118. *                                          湿度：0x01
  119. *                                                温度：0x02
  120. *        @retval        分辨率：
  121. *                                                8位精度  : resolution_8bit
  122. *                                                10位精度 : resolution_10bit
  123. *                                                12位精度 : resolution_12bit
  124. *                                                14位精度 : resolution_14bit
  125. ******************************/
  126. hs3003_resolution_t Resolution_Get(uint8_t tmp_type)
  127. {
  128.         uint8_t tmp_r[3];                                                                                        //保存HS3003中当前分辨率结果
  129.         uint16_t timeout_ms = 100;                                     //等待超时时间（100毫秒）
  130.         if(0x01 == tmp_type)
  131.         {
  132.                 Mode_Set(hs3003_cmd_Humidity_read_reg);                                                //发送读取湿度分辨率指令
  133.         }
  134.         else
  135.         {
  136.                 Mode_Set(hs3003_cmd_Temperature_read_reg);                                //发送读取温度分辨率指令（默认）
  137.         }
  138.         R_SCI_I2C_Read (g_sci3_i2c.p_ctrl,&tmp_r[0],3,false);                        //接收HS3003返回的分辨率读取结果
  139.         I2C_receive_complete_flag = false;
  140.         while ((true != I2C_receive_complete_flag) && timeout_ms)                //等待I2C接收完毕
  141.         {
  142.                 R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
  143.                 timeout_ms--;
  144.         }
  145.         if(0x81 == tmp_r[0])                                                        //判断返回结果状态（0x81表示获取成功）
  146.         {
  147.                 switch ((uint8_t)((tmp_r[1] & 0x0C) >> 2))
  148.                 {
  149.                         case 0x00:
  150.                         {
  151.                                 return hs3003_resolution_8bit;
  152.                                 break;
  153.                         }
  154.                         case 0x01:
  155.                         {
  156.                                 return hs3003_resolution_10bit;
  157.                                 break;
  158.                         }
  159.                         case 0x02:
  160.                         {
  161.                                 return hs3003_resolution_12bit;
  162.                                 break;
  163.                         }
  164.                         case 0x03:
  165.                         {
  166.                                 return hs3003_resolution_14bit;
  167.                                 break;
  168.                         }
  169.                 }                       
  170.         }
  171.         return hs3003_resolution_14bit;                                        //默认返回结果为14位精度
  172. }

  174. /******************************
  175. * @brief         设置HS3003温湿度分辨率
  176. * @param
  177. *   @arg  tmp_type:温度/湿度选择
  178. *                                          湿度：0x01
  179. *                                                温度：0x02
  180. *                @arg        tmp_res:分辨率
  181. *                                                8位精度  : resolution_8bit
  182. *                                                10位精度 : resolution_10bit
  183. *                                                12位精度 : resolution_12bit
  184. *                                                14位精度 : resolution_14bit
  185. * @retval 无
  186. ******************************/
  187. void Resolution_Set(uint8_t tmp_type,hs3003_resolution_t tmp_res)
  188. {
  189.         uint8_t tmp_r[3];                                                                                        //保存HS3003中当前分辨率结果
  190.         uint16_t timeout_ms = 100;                                     //等待超时时间（100毫秒）
  191.         if(0x01 == tmp_type)
  192.         {
  193.                 Mode_Set(hs3003_cmd_Humidity_read_reg);                                                //发送读取湿度分辨率指令
  194.         }
  195.         else
  196.         {
  197.                 Mode_Set(hs3003_cmd_Temperature_read_reg);                                //发送读取温度分辨率指令（默认）
  198.         }
  199.         R_SCI_I2C_Read (g_sci3_i2c.p_ctrl,&tmp_r[0],3,false);                        //接收HS3003返回的分辨率读取结果
  200.         I2C_receive_complete_flag = false;
  201.         while ((true != I2C_receive_complete_flag) && timeout_ms)                //等待I2C接收完毕
  202.         {
  203.                 R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
  204.                 timeout_ms--;
  205.         }
  206.         if(0x81 == tmp_r[0])                                                        //判断返回结果状态（0x81表示获取成功）
  207.         {
  208.                 if(0x01 == tmp_type)
  209.                 {
  210.                         tmp_r[0] = (uint8_t)hs3003_cmd_Humidity_write_reg;                                                //写入湿度分辨率指令
  211.                 }
  212.                 else
  213.                 {
  214.                         tmp_r[0] = (uint8_t)hs3003_cmd_Temperature_write_reg;                                        //写入温度分辨率指令
  215.                 }
  216.                 tmp_r[1] = (uint8_t)(tmp_res << 2);                                                                                                                                                //分辨率值
  217.                 timeout_ms = 100;                                                                                                                                                                             //设置等待超时时间（100毫秒）               
  218.                 R_SCI_I2C_Write (g_sci3_i2c.p_ctrl,&tmp_r[0],3,false);                                        //发送指令
  219.                 I2C_send_complete_flag = false;
  220.                 while ((true != I2C_send_complete_flag) && timeout_ms)                                        //等待I2C发送完毕
  221.                 {
  222.                         R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
  223.                         timeout_ms--;
  224.                 }
  225.         }
  226. }

  228. /******************************
  229. * @brief         读取HS3003设备ID
  230. * @param
  231. *   @arg  无
  232. *        @retval        设备ID（32bit）
  233. ******************************/
  234. uint32_t ID_Get(void)
  235. {
  236.         uint32_t tmp_id;                                                                                                                                        //保存HS3003设备ID读取结果
  237.         uint8_t tmp_r[3] = {0x00,0x00,0x00};                                                        //保存I2C读取结果
  238.         uint16_t timeout_ms = 100;                                                                                     //等待超时时间（100毫秒）
  239.         Mode_Set(hs3003_cmd_Sensor_ID_UPPER_reg);                                        //发送读取设备ID高16位指令
  240.         R_SCI_I2C_Read (g_sci3_i2c.p_ctrl,&tmp_r[0],3,false);                                //接收I2C读取结果
  241.         I2C_receive_complete_flag = false;
  242.         while ((true != I2C_receive_complete_flag) && timeout_ms)                //等待I2C接收完毕
  243.         {
  244.                 R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
  245.                 timeout_ms--;
  246.         }
  247.         timeout_ms = 100;
  248.         if(0x81 == tmp_r[0])                                                                                                                                                                //判断返回结果状态（0x81表示获取成功）
  249.         {
  250.                 tmp_id = (uint32_t)((tmp_r[1] << 24) | (tmp_r[2] << 16));                //保存设备ID高16位
  251.         }
  252.         Mode_Set(hs3003_cmd_Sensor_ID_LOWER_reg);                                        //发送读取设备ID低16位指令
  253.         R_SCI_I2C_Read (g_sci3_i2c.p_ctrl,&tmp_r[0],3,false);                                //接收I2C读取结果
  254.         I2C_receive_complete_flag = false;
  255.         while ((true != I2C_receive_complete_flag) && timeout_ms)                //等待I2C接收完毕
  256.         {
  257.                 R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
  258.                 timeout_ms--;
  259.         }
  260.         if(0x81 == tmp_r[0])                                                                                                                                                                //判断返回结果状态（0x81表示获取成功）
  261.         {
  262.                 tmp_id = (uint32_t)((tmp_r[1] << 8) | (tmp_r[2]));                //保存设备ID低16位
  263.         }
  264.         return tmp_id;
  265. }

（2）OLED模块：

  1. /**********************************************************************************************************************
  2. 模块说明
  3. **********************************************************************************************************************/
  4. /*
  5. 描述：本模块为OLED屏幕显示驱动程序，该显示屏采用I2C接口通信；ISL29035硬件地址：0x78
  6. MCU接口描述：I2C接口选择：I2C3；I2C引脚：SDA：0409；SCL：0408
  7. 作者：yagi@2023-2-20
  8. 转载请注明出处，版权由@yagi所有
  9. */

  11. /**********************************************************************************************************************
  12. 文件引用
  13. **********************************************************************************************************************/
  14. #include "bsp_oled_i2c.h"
  15. #include "bsp_sci_i2c.h"
  16. #include "bsp_api.h"
  17. #include "common_data.h"
  18. #include "hal_data.h"
  19. #include "bsp_font.h"

  21. //#define OLED_DEBUG



  25. /**********************************************************************************************************************
  26. 全局变量定义
  27. **********************************************************************************************************************/
  28. extern volatile bool I2C_send_complete_flag;                                //I2C发送完成标志
  29. extern volatile bool I2C_receive_complete_flag;                 //I2C接收完成标志



  33. /**********************************************************************************************************************
  34. 函数定义
  35. **********************************************************************************************************************/
  36. /******************************
  37. * @brief         oled写命令
  38. * @param
  39. *         @arg         tmp_cmd:命令
  40. * @retval 无
  41. ******************************/
  42. void oled_write_cmd(uint8_t tmp_cmd)
  43. {
  44.         uint16_t timeout_ms = 100;                                                                                                                     //等待超时时间（100毫秒）
  45.         uint8_t p_dest[2] = {0x00,tmp_cmd};                                                                                                 //指令存放空间
  46.         R_SCI_I2C_Write (g_sci3_i2c.p_ctrl,&p_dest[0],2,false);                //发送指令
  47.         I2C_send_complete_flag = false;
  48.         //等待I2C发送完毕
  49.         while ((true != I2C_send_complete_flag) && timeout_ms)
  50.         {
  51.                 R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
  52.                 timeout_ms--;
  53.         }
  54. }

  56. /******************************
  57. * @brief         oled写数据
  58. * @param
  59. *         @arg         tmp_data:数据
  60. * @retval 无
  61. ******************************/
  62. void oled_write_data(uint8_t tmp_data)
  63. {
  64.         uint16_t timeout_ms = 100;                                                                                                                     //等待超时时间（100毫秒）
  65.         uint8_t p_dest[2] = {0x40,tmp_data};                                                                                                 //数据存放空间
  66.         R_SCI_I2C_Write (g_sci3_i2c.p_ctrl,&p_dest[0],2,false);                //发送数据
  67.         I2C_send_complete_flag = false;
  68.         //等待I2C发送完毕
  69.         while ((true != I2C_send_complete_flag) && timeout_ms)
  70.         {
  71.                 R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
  72.                 timeout_ms--;
  73.         }
  74. }

  76. /******************************
  77. * @brief         oled初始化
  78. * @param
  79. *         @arg         无
  80. * @retval 无
  81. ******************************/
  82. void oled_init(void)
  83. {
  84.         R_BSP_SoftwareDelay(200U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);                //延时200ms
  85.         oled_write_cmd(0xA8);                                                //设置分辨率
  86.         oled_write_cmd(0x3F);                                                //128*64
  87.         oled_write_cmd(0xDA);                                                //设置COM硬件引脚配置，适应分辨率       
  88.         oled_write_cmd(0x12);                                                //128*64
  89.         oled_write_cmd(0xD3);                                                //设置显示偏移
  90.         oled_write_cmd(0x00);                                                //0x00为没有偏移
  91.         oled_write_cmd(0x40);                                                //设置显示存储器开始行（40-7F，对应行0-63）
  92.         oled_write_cmd(0xA1);                                                //设置SEGMENT重映射
  93.         oled_write_cmd(0x81);                                                //设置对比度
  94.         oled_write_cmd(0xFF);                                                //00-FF，数值越大对比度越高
  95.         oled_write_cmd(0xA4);                                                //恢复RAM内容显示（RESET），0xA5：进入显示开启状态（不管RAM内容）
  96.         oled_write_cmd(0xA6);                                                //设置显示方式：正常显示，0xA7：反向显示
  97.         oled_write_cmd(0xD5);                                                //设置显示时钟分频（[A0:A3]）及振荡器频率([A7:A4])
  98.         oled_write_cmd(0xF0);                                                //（RESET:10000000）
  99.         oled_write_cmd(0x8D);                                                //充电泵设置（使能充电）
  100.         oled_write_cmd(0x14);                                                //0x14:允许在显示开启的时候使用  0x10:不允许在显示开启的时候使用
  101.         oled_write_cmd(0xAE);                                                //显示关
  102.         oled_write_cmd(0x20);                                                //设置内存地址模式
  103.         oled_write_cmd(0x02);                                                //0x00:水平模式；0x01:垂直模式；0x02:页地址模式（RESET）
  104.         oled_write_cmd(0xB0);                                                //设置GDDRAM页起始地址（页地址模式:B0-B7）
  105.         oled_write_cmd(0xC8);                                                //设置COM扫描方式（0xC0:上下反置左到右，0xC8:正常右到左）
  106.         oled_write_cmd(0x00);                                                //设置列的起始地址（页地址模式）
  107.         oled_write_cmd(0x10);                                                //设置列的最低有效位（LSB）地址（页地址模式）
  108.         oled_write_cmd(0x40);                                                //设置显示存储器开始行（40-7F，对应行0-63）
  109.         oled_write_cmd(0xD9);                                                //设置预充电时间
  110.         oled_write_cmd(0x22);                                                //预充电时间
  111.         oled_write_cmd(0xDB);                                                //设置取消选择级别
  112.         oled_write_cmd(0x20);                                                //0.65*VCC：0x00；0.77*VCC：0x20（RESET）；0.83*VCC：0x30
  113.         oled_write_cmd(0xAF);                                                //显示开
  114.        
  115.         oled_clear();
  116.         oled_off();
  117. }

  119. /******************************
  120. * @brief         oled清屏
  121. * @param
  122. *         @arg         无
  123. * @retval 无
  124. ******************************/
  125. void oled_clear(void)
  126. {
  127.         for(uint8_t i = 0;i<8;i++)
  128.         {
  129.                 oled_write_cmd(0xB0 | i);                                //设置GDDRAM页起始地址（页地址模式）
  130.                 oled_write_cmd(0x00);                                                //设置低列的起始地址（页地址模式）
  131.                 oled_write_cmd(0x10);                                                //设置高列的起始地址（页地址模式）
  132.                 for(uint8_t j = 0;j<128;j++)
  133.                 {
  134.                         oled_write_data(0x00);
  135.                 }
  136.         }
  137. }

  139. /******************************
  140. * @brief         oled屏幕测试
  141. * @param
  142. *         @arg         无
  143. * @retval 无
  144. ******************************/
  145. void oled_test(void)
  146. {
  147.         for(uint8_t i = 0;i<8;i++)
  148.         {
  149.                 oled_write_cmd(0xB0 | i);                                //设置GDDRAM页起始地址（页地址模式）
  150.                 oled_write_cmd(0x00);                                                //设置低列的起始地址（页地址模式）
  151.                 oled_write_cmd(0x10);                                                //设置高列的起始地址（页地址模式）
  152.                 for(uint8_t j = 0;j<128;j++)
  153.                 {
  154.                         oled_write_data(0x01);
  155.                 }
  156.         }
  157. }

  159. /******************************
  160. * @brief         oled开启
  161. * @param
  162. *         @arg         无
  163. * @retval 无
  164. ******************************/
  165. void oled_on(void)
  166. {
  167.         oled_write_cmd(0x8D);                                                //充电泵设置（使能充电）
  168.         oled_write_cmd(0x24);                                                //0x14:允许在显示开启的时候使用  0x10:不允许在显示开启的时候使用
  169.         oled_write_cmd(0xAF);                                                //显示开
  170. }

  172. /******************************
  173. * @brief         oled关闭
  174. * @param
  175. *         @arg         无
  176. * @retval 无
  177. ******************************/
  178. void oled_off(void)
  179. {
  180.         oled_write_cmd(0x8D);                                                //充电泵设置（使能充电）
  181.         oled_write_cmd(0x24);                                                //0x14:允许在显示开启的时候使用  0x10:不允许在显示开启的时候使用
  182.         oled_write_cmd(0xAE);                                                //显示关
  183. }

  185. /******************************
  186. * @brief         oled显示
  187. * @param
  188. *         @arg         x:起始页编号
  189. *         @arg         y:起始列编号
  190. *         @arg         g:字符高度（页）
  191. *         @arg         k:字符宽度（位）
  192. *         @arg         *data:指向存放显示数据空间的指针
  193. * @retval 无
  194. ******************************/
  195. void oled_display(uint8_t x,uint8_t y,uint8_t g,uint8_t k,uint8_t * data)
  196. {
  197.         for(uint8_t i = 0;i<g;i++)
  198.         {
  199.                 oled_write_cmd(0xB0 | (i + x));
  200.                 oled_write_cmd(0x10 + (y >> 4 & 0x0F));
  201.                 oled_write_cmd(y & 0x0F);
  202.                 for(uint8_t j = 0;j<k;j++)
  203.                 {
  204.                         oled_write_data(*data++);
  205.                 }
  206.         }
  207. }

  209. /******************************
  210. * @brief         oled显示3位数字（16*8）
  211. * @param
  212. *         @arg         x:起始页编号
  213. *         @arg         y:起始列编号
  214. *         @arg         n:位数（取值范围：2-5）
  215. *         @arg         tmp_num:指向存放显示数据空间的指针
  216. * @retval 无
  217. ******************************/
  218. void oled_display_num(uint8_t x,uint8_t y,uint8_t n,uint8_t tmp_num)
  219. {
  220.         switch (n)
  221.         {       
  222.                 case 0x02:
  223.                 {
  224.                         oled_display(x,y,2,8,font_char[tmp_num/10]);
  225.                         oled_display(x,y+8,2,8,font_char[tmp_num%10]);
  226.                         break;
  227.                 }
  228.                 case 0x03:
  229.                 {
  230.                         oled_display(x,y,2,8,font_char[tmp_num/100]);
  231.                         oled_display(x,y+8,2,8,font_char[tmp_num%100/10]);
  232.                         oled_display(x,y+16,2,8,font_char[tmp_num%10]);
  233.                         break;
  234.                 }
  235.                 case 0x04:
  236.                 {
  237.                         oled_display(x,y,2,8,font_char[tmp_num/1000]);
  238.                         oled_display(x,y+8,2,8,font_char[tmp_num%1000/100]);
  239.                         oled_display(x,y+16,2,8,font_char[tmp_num%100/10]);
  240.                         oled_display(x,y+24,2,8,font_char[tmp_num%10]);
  241.                         break;
  242.                 }
  243.                 case 0x05:
  244.                 {
  245.                         oled_display(x,y,2,8,font_char[tmp_num/10000]);
  246.                         oled_display(x,y+8,2,8,font_char[tmp_num%10000/1000]);
  247.                         oled_display(x,y+16,2,8,font_char[tmp_num%1000/100]);
  248.                         oled_display(x,y+24,2,8,font_char[tmp_num%100/10]);
  249.                         oled_display(x,y+32,2,8,font_char[tmp_num%10]);
  250.                         break;
  251.                 }
  252.                 default:
  253.                         break;
  254.         }
  255. }

3、主要功能演示效果：

（暂略）


【设计心得】

通过本项目的设计制作，基本掌握了瑞萨RA系列产品的开发方式和代码框架体系。与之前使用的意法半导体、兆易创新、国民技术、武汉芯源等同类基于ARM Cortex-M系列MCU产品相比，作为基于ARM内核的MCU产品起步较晚的瑞萨，目前已具有非常完整产品线，包括基于ARM Cortex-M4、M23、M33、M85等内核MCU产品，每种内核又包括入门（E）、增强（M）、低功耗（L）、联网应用（W）、电机（T）等系列产品。与此同时，瑞萨官方提供的开发体系非常成熟，支持e2studio和RASC+等两种开发方式，后者支持主流嵌入式开发平台（包括KEIL及IAR等）。依托于完整的FSP（灵活配置软件包）代码框架，极大减少了用户开发所需时间和代码编写工作量，有效提升了项目开发效率。例如：本项目中使用到的各类板载外设，包括GPIO、UART、I2C、RCU、AGT等，只需引用HAL库相关文件，通过调用其中的设备CTRL、CFG、API等对象（这部分对象的声明和定义已通过RASC可视化配置后自动生成代码），仅需寥寥几行代码即可轻松实现相关功能，相较于其他厂商基于寄存器、库函数及HAL库等开发方式，效率之高不言而喻。此外，瑞萨RA系列MCU产品在低功耗、触摸应用、RTOS及安全协议等方面具有显著的技术优势。

在本项目的制作过程中，也发现了一些有待完善的问题。一是FSP代码体系较为庞杂，要发挥其强大的开发辅助作用，需要开发人员熟悉其代码框架。同时，官方提供的FSP说明文档中描述的文件体系结构，仅适用于采用e2studio系统进行开发的场景，而KEIL或IAR中的文件体系与说明文档存在较大差异，对于刚接触的新手并不是十分友好。为此，我在论坛里专门发表了一篇帖子（【RA4M2设计挑战赛】第一步：熟悉瑞萨的代码框架（非常重要） ），以帮助大家尽快熟悉FSP体系。二是板载的部分功能（例如：触摸按键）必需使用特定的编程器（JLINK V9以上），而这些设备的价格不菲，且本次活动中官方并未提供，在一定程度上影响和制约了学生等群体对这些功能的体验和学习，希望在未来的活动中能提供更多支持。


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