【瑞萨RA2L1入门学习】——RTC时钟

前言

本文将详细介绍如何在e2studio开发环境中为RA2L1（48引脚版本）配置RTC（Real-Time Clock，实时时钟）模块，设置时钟日历，并通过1秒周期中断触发串口打印当前时间。这对于需要实时时间显示的应用（如日志记录、智能设备等）非常实用。

本文假设你已安装e2studio并配置好RA2L1开发板的环境。如果尚未准备好，可以参考瑞萨官方文档安装e2studio和FSP（灵活软件包）。

开发环境

MCU ：Renesas RA2L1（48引脚）
IDE ：e2studio
FSP版本 ：FSP 5.7.0（或最新版本）
工具链 ：Arm GNU Toolchain（13.3或兼容版本）
硬件：RA2L1开发板

配置步骤

1. 创建新项目

打开e2studio，选择 File > New > Renesas C/C++ Project > Renesas RA。
在弹出的窗口中：
- 选择目标MCU：RA2L1。
- 项目名称：例如 RTC_Demo。
- 选择“Executable”类型，点击“Next”。
选择FSP版本（推荐最新），点击“Finish”创建项目。

创建完成后，e2studio会自动生成基础代码和配置文件。

2. 配置RTC模块

打开FSP配置器 ：
- 在项目资源管理器中，双击 configuration.xml（通常在 ra_gen 文件夹下）。
- 打开FSP配置界面。
添加RTC模块 ：
- 点击左侧“Stacks”面板中的“New Stack > Timers > RTC (r_rtc)”。
- RTC模块将被添加到配置堆栈中。
配置RTC参数 ：
- 时钟源 ：选择“Sub-clock”（子时钟，32.768kHz，通常用于RTC低功耗）。
- 模式：选择“Calendar Mode”（日历模式，支持年月日时分秒）。
- 中断：启用“Periodic Interrupt”，设置周期为“1 Second”。
- 回调函数 ：输入回调函数名，例如 rtc_callback。
- 引脚配置 ：确保子时钟晶振引脚（XCIN/XCOUT）已正确分配（通常无需手动设置，FSP会自动映射）。
保存并生成代码 ：
- 点击右上角“Generate Project Content”，FSP会生成相关代码和配置文件。

3. 配置串口（UART）

添加UART模块 ：
- 在FSP配置器中，点击“New Stack > Connectivity > UART (r_sci_uart)”。
- 添加一个UART实例（例如SCI0）。
配置UART参数 ：
- 波特率 ：9600（或其他常用值）。
- 数据位 ：8位。
- 停止位 ：1位。
- 奇偶校验 ：无。
- 引脚：分配TXD和RXD引脚（参考开发板手册，例如P401为TXD，P402为RXD）。
保存并生成代码 ：
- 再次点击“Generate Project Content”。

4. 编写代码

FSP生成代码后，我们需要在用户代码中实现RTC初始化、时间设置、中断处理和串口打印逻辑。

4.1 主函数 (`hal_entry.c`)

在 src/hal_entry.c 中编写以下代码：

#include "hal_data.h"
#include <stdio.h>

void hal_entry(void)
{
    fsp_err_t err;

    /* 打开RTC模块 */
    err = R_RTC_Open(&g_rtc0_ctrl, &g_rtc0_cfg);
    if (FSP_SUCCESS != err) while(1); // 错误处理

    /* 设置初始时间：2025年2月27日 12:00:00 */
    rtc_time_t initial_time = {
        .tm_sec  = 0,   // 秒
        .tm_min  = 0,   // 分
        .tm_hour = 12,  // 时
        .tm_mday = 27,  // 日
        .tm_mon  = 1,   // 月（0-11，1表示2月）
        .tm_year = 125, // 年（从1900年开始，125 = 2025-1900）
    };
    err = R_RTC_CalendarTimeSet(&g_rtc0_ctrl, &initial_time);
    if (FSP_SUCCESS != err) while(1);

    /* 打开UART模块 */
    err = R_SCI_UART_Open(&g_uart0_ctrl, &g_uart0_cfg);
    if (FSP_SUCCESS != err) while(1);

    /* 主循环（可留空，中断会处理打印） */
    while (1)
    {
        R_BSP_SoftwareDelay(1000, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS); // 避免CPU满载
    }
}

说明：
- R_RTC_Open 初始化RTC模块。
- R_RTC_CalendarTimeSet 设置初始时间。
- R_SCI_UART_Open 初始化UART模块。

4.2 RTC回调函数 (`hal_entry.c`)

在同一文件中添加回调函数：

void rtc_callback(rtc_callback_args_t *p_args)
{
    if (p_args->event == RTC_EVENT_PERIODIC)
    {
        rtc_time_t current_time;
        char buffer[32];

        /* 获取当前时间 */
        R_RTC_CalendarTimeGet(&g_rtc0_ctrl, &current_time);

        /* 格式化时间字符串 */
        snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\\\\\\\\r\\\\\\\\n",
                 current_time.tm_year + 1900, // 年份从1900起
                 current_time.tm_mon + 1,     // 月份从0起
                 current_time.tm_mday,
                 current_time.tm_hour,
                 current_time.tm_min,
                 current_time.tm_sec);

        /* 通过UART发送时间 */
        R_SCI_UART_Write(&g_uart0_ctrl, (uint8_t *)buffer, strlen(buffer));
    }
}

说明：
- RTC_EVENT_PERIODIC 表示1秒周期中断。
- R_RTC_CalendarTimeGet 获取当前时间。
- snprintf 格式化时间为“YYYY-MM-DD HH:MM:SS”格式。
- R_SCI_UART_Write 通过串口发送数据。

4.3 添加标准库支持

由于使用了 snprintf，需要启用标准库：

在FSP配置器中，点击“Properties > BSP”，启用“Use newlib”选项。
保存并重新生成代码。

5. 构建与调试

构建项目 ：
- 点击 Project > Build Project，确保无编译错误。
- 如果遇到链接脚本 fsp.ld 缺失问题，参考此文重新生成FSP配置文件。
下载并运行 ：
- 连接RA2L1开发板，点击调试按钮（绿色播放图标）。
- 程序下载后自动运行。
查看输出 ：
- 打开串口终端（如Tera Term），设置波特率为9600。
- 你将看到每秒打印一次时间，例如：
```
2025-02-27 12:00:00
2025-02-27 12:00:01
2025-02-27 12:00:02
...
```

总结

通过以上步骤，我们成功在e2studio中为RA2L1配置了RTC模块，设置了日历时间，并利用1秒中断通过串口实时打印时间。这种方法适用于需要时间戳的嵌入式应用。希望这篇博客能帮助你在RA系列开发中更进一步！

如果你有任何问题或优化建议，欢迎在评论区留言！

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