【瑞萨RA4系列开发板体验】如何让RA4M2开发板运行你的第一个程序（第二帖）

本帖最后由 jf_37047872 于 2022-12-15 15:31 编辑

概述
        最近william hill官网 很多发烧友都陆续发布了RA4M2开发板的开发环境搭建教程，因此关于这一部分内容仅作一些梳理和总结，本期重点将放在如何在这块开发板上运行你的第一个程序。
【第一步】准备工作
        要在一块开发板上运行程序，需要先完成以下准备工作：
         0、资料下载
        为什么编号从0开始，因为这部分是无论你选择以下哪一种集成开发环境，都必须搭配使用的部分（作为官方提供的软件，当然已经集成到官方集成开发环境e2里面了），所以放在最前面，这就是RA官方提供的FSP（灵活配置软件包）及RASC软件。
         （1）FSP提供了一整套开箱即用的中间件-和协议（例如 TCP/IP 协议或安全功能协议）、板级支持包 (BSP)（可为瑞萨的 MCU 和开发板提供启动和初始化代码），以及用于所有外设的硬件抽象层 (HAL) 驱动程序。所有驱动程序、 协议栈和中间件功能均可通过易于使用的应用程序编程接口 (API) 进行访问，从而轻松实现互换，并可与实时操作系统 (RTOS) 以及裸机实现搭配使用。此外，软件的各个层均内置了对 ARM 的 TrustZone的感知，并使用 Arm 的统一 API 来保证安全。 FSP 是开源软件，提供完整的源代码，但仅限用于瑞萨的硬件。除了上述软件外， FSP 还采用 Amazon 的 FreeRTOS® 作为实时操作系统。

          有关FSP下载及安装，可以参考以下帖子：https://bbs.elecfans.com/jishu_2316329_1_1.html（教程）
https://www.bilibili.com/video/BV1E44y1X7Qd/?spm_id_from=333.788.recommend_more_video.-1&vd_source=5251805bfcd3862ad0ab8abe9bba117b（视频教程）
         （提示：官网下载资源都来自github.com，国内的不少小伙伴可能访问不了，幸好有了RA生态社区网站，可以从这里下载资源：https://ramcu.cn/lists/21.html）
         （2）RASC是一款桌面应用程序，可为用户提供与集成到 e2studio 中的 Smart Configurator 相同的功能。借助 RASC，使用第三方工具链和 IDE 的开发人员可以像 e2studio 的用户一样，以相同的方式访问软件系统（BSP、 HAL 驱动程序、中间件、 RTOS）的项目设置和图形化配置、引脚分配和时钟设置。完成设置后一键生成标准的工程代码，免去了很多基础性、重复性的底层代码编写工作。

         关于RASC的安装配置，可以参考以下帖子：https://bbs.elecfans.com/jishu_2319410_1_1.html
         1、开发环境搭建
         说人话就是你得找个可以编写代码的软件，通过这个软件编写好代码以后，它可以帮你把你写的代码“翻译”成芯片能够理解的形式，并且“发送”给开发板上的芯片运行。根据官方提供的文档，能够实现上述目的的软件一共有这么几种：
          (1）e2 studio：这是官方提供的基于 Eclipse 的集成开发环境 (IDE) ，包含用于创建、编译和调试 RA 产品家族项目的所有必要工具。其配置器允许轻松地以图形方式访问诸如创建新项目之类的任务，或访问诸如时钟模块或引脚功能选择之类的不同硬件功能的配置，以及访问用于中间件、驱动程序、板级支持包和 RTOS 的软件模块选项。所有这些操作均不需要特别详细地研究用户指南。这些配置器都将自动创建所有必要的设置和初始化代码，并包含错误检查功能，以便在设计阶段就检测出有问题的设置。对于代码编译， e2 studio 使用 GNU Arm® Embedded 工具链的 GCC 编译器。

         有关e2 studio集成开发环境的搭建教程可以参考以下帖子：https://bbs.elecfans.com/jishu_2316329_1_1.html
         （2）KEIL5：这是很多发烧友比较熟悉的一款集成开发环境，虽然有点古老，但还是占有率保持较高水平。对于这款软件不需要更多介绍，只是提醒大家，最好选择更新一点的版本（比如5.3X及以上），否则可能会出现不兼容的情况。

         有关KEIL集成开发环境的搭建教程可以参考以下帖子：https://bbs.elecfans.com/jishu_2318812_1_1.html
         （3）IAR：这是另外一款大家比较熟悉的集成开发环境，同样提醒大家需要使用更新的版本（IAR9.X及以上）。

         有关IAR集成开发环境的搭建教程可以参考以下帖子：https://bbs.elecfans.com/jishu_2318059_1_1.html
         2、选择官方示例程序
         想要独立编写一个可以在这块开发板上运行的程序，对于现在的你来说可能有点困难，那么可以选择先找一个官方提供的示例程序来运行。这样做的好处包括：

• 快速验证开发板及芯片是否正常
• 快速体验板载或片上提供的相关功能（一般是点灯）
• 快速了解针对该款开发板及芯片最基本的代码结构、语法和命名习惯
  

         那么我们在哪里可以找到一个既简单、又方便的官方示例程序呢？其实在官方提供的FSP（灵活配置软件包）中就提供了这样的例程。

【第二步】编辑并烧录官方示例程序
        在进行本步骤前，默认您已经安装了BSP、RASC以及KEIL等必需的软件，如果还没有搞定的话，请向上翻看对应的章节。
         1、生成官方示例程序blinky的工程文件
         （1）打开RASC，依次点击File、New、FSP Project……，打开新建工程向导；

         （2）填写Project name（工程名称）、取消勾选Use default location（用户默认路径）、点击Browse…（浏览）、选择保存工程文件的文件夹（文件夹名称最好与工程名称保持一致），点击Next（下一步）；

         （3）选择开发板型号（EK-RA4M2）、设备（R7FA4M2AD3CFP）及IDE Project Type（集成开发环境类型，选择Keil MDK Version 5），点击Next（下一步）；

         （4）选择Flat（Non-TrustZone）Project（非安全区项目），点击Next（下一步）；

         （5）选择No RTOS（不包含RTOS），点击Next（下一步）；

         （6）选择Bare Metal-Blinky官方示例程序，点击Finish（完成）；

         （7）通过查看开发板原理图，找到LED1、LED2、LED3的正极分别接MCU的P415、P404、P405三个引脚（高电平LED点亮）；

         （8）在RASC中，点击Pins选项卡，依次选中P415、P404和P405三个引脚，分别设置为Output mode（Initial Low）;

         （9）点击Generate Project Content生成KEIL工程文件；

         2、通过KEIL编译并上传开发板运行
         （1）从上一步的（2）中保存工程的路径下，找到RASC生成的工程文件（默认保存在：C:UsersXXX（电脑用户名）RASmartConfiguratorworkspaceBlinky_Keil5），并双击打开；

         （2）在打开的KEIL5软件中，找到hal_entry.c文件，用户的代码都存放在这个文件里，我们看到RASC已经替我们生成了LED闪烁的代码，因此我们无需作任何修改；

         （3）点击Options for Target…按钮，打开目标选项对话框；

         （4）选择Debug选项卡，根据你所使用的编程器选择对应的型号（我用的是ST-Llink Debugger），点击Settings，打开设置对话框；

         （5）确认以下红框中的内容是否正常，特别是右侧SW Device栏中是否正常识别出ARM CoreSight设备；

         此步骤中可能出现以下错误提示：
         一是“No ST-LINK detected”、“No Target Connected”或“ST-LINK connect error”，这种情况说明编程器尚未与芯片成功连接，重点检查线缆连接是否正确，供电是否正常；

         二是“Internal command error”，这是我实际遇到的一个问题。这种情况在网上查资料，你会发现原因很多，但根据这些“指南”根本解决不了问题。

         经过反复试验，终于完美解决，下面将原因和解决方法分享给大家。
         在遇到这个问题之前，我只做了一步，就是升级了我电脑上安装的KEIL5软件，从5.22版本升级到了5.38版本（原因是为了适配RASC）。因此，我分析可能是不是因为升级了KEIL5软件，导致与其配合使用的ST-Link编程器固件版本过低，造成不能适配的问题。于是我在KEIL5的安装目录下，找到了ST-Link编程器升级软件ST-LinkUpgrade.exe。

         双击运行，点击Device Connect连接ST-LINK（注意：一定要与开发板断开连接，否则可能提示“不在XX模式，无法连接”，必要时重新插拔一下）。发现新的固件版本，果断点击YES，等待进度条完成后，提示升级成功。

         重新连接开发板后，查看SW Device栏中已正常识别到ARM CoreSight设备；

         （6）依次点击Utilities选项卡、Settings按钮，打开对话框；

         （7）按下图步骤，设置好各部分内容，点击确定按钮；

         （8）依次点击编译、烧录按钮，待结果出现Verify OK的提示，说明程序已经正常烧录进开发板。

         （9）此时您应该就可以看到开发板上三个用户LED正常闪烁了（如果没有闪烁，可以按一下RESET按钮）。

         至此，恭喜您成功地在这款开发板上运行了自己的第一个程序！从下一篇开始，我将从代码角度详细解释如何写出第一个真正属于自己的程序，一起期待吧~