【瑞萨RA系列FSP库开发】RASC+Keil的环境搭建


本节将介绍如何在Keil上开发瑞萨RA MCU (如需了解 e2 studio 开发环境,请私信联系)

一、获取资源包

Keil(MDK-ARM) 的下载页面为:https://www.keil.com/download/product/

使用 Keil 软件开发瑞萨 RA MCU 还需要 RA 芯片包以及 RASC 软件
Renesas Advanced Smart Configurator (RASC) 的下载页面为:https://github.com/renesas/fsp/releases

在该页面下可以找到 RASC 的安装程序,还有 RA 芯片包。

  • “setup_fsp_v4_0_0_rasc_v2022-07.exe”,其文件名表示安装程序包含的 FSP 库版本为 v4.0.0、RASC 版本为 v2022-07。
  • “MDK_Device_Packs_v4.0.0.zip”该压缩包解压之后得到文件“Renesas.RA_DFP.4.0.0.pack”,即对应 FSP 4.0.0 版本的 RA 芯片包(适用于 Keil 软件)。

注意:建议下载 Keil v5.30 以上的版本,因为版本过低可能导致后续的步骤提示“无法安装RA 芯片包”的错误。若安装 RA 芯片包时遇到此错误提示安装失败,请尝试重新安装较新版本的 Keil 软件之后再重新安装 RA 芯片包。

二、安装 Keil 软件、RA 芯片包和 RASC

Keil 软件和 RA 芯片包的安装只需双击它们的安装包然后根据提示进行安装即可,请自行无脑安装。需要注意的是,需要先安装好 Keil 软件,然后再安装 RA 芯片包,因为这里的“芯片包”是作为 Keil 软件的一种组件而存在的。

RASC 的安装步骤如下。
①首先双击 RASC 安装包,并且等待安装程序准备完成后,会弹出一个安装界面,如下图所示。
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②继续单击“Next”,得到如下图所示的界面。然后勾上“I accept the terms of the Software Agreements”之后,单击“Install”即可开始安装。
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③在 RASC 软件安装完成之后,会弹出如下界面,最后点“OK”即可完成安装。
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三、RASC 集成到 Keil

将 RASC 集成到 Keil 的具体步骤如下。
①首先打开 Keil 软件,在菜单栏依次点击:“Tools”→“Customize Tools Menu”。
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② 将弹出如下图所示的定制工具菜单的界面。
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③ 在“Menu Content”窗口中新建一个菜单项“RA Smart Configurator”,然后在“Command”一栏中输入 RASC 程序的路径,在“Initial Folder”一栏中输入 “$P”,在“Arguments”一栏中输入:

--device $D --compiler ARMv6 configuration.xml

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④ 同理,在“Menu Content”窗口中再次新建一个菜单项 “Device Partition Manager”,然后在“Command”一栏中输入 RASC 程序的路径,在“Initial Folder”一栏中输入“$P”,在“Arguments”一栏中输入:

-application com.renesas.cdt.ddsc.dpm.ui.dpmapplication configuration.xml

⑤ 最后再点击“OK”即可。
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⑥ 再次点开 Keil 软件菜单栏的“Tools”,我们可以看到“RA Smart Configurator”和“Device Partition Manager”这两个菜单项已经被加入到 Tools 栏上面了。
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四、使用 RASC 生成 Keil 工程

1. 选择工作空间目录
手动新建一个名为“Workspace_Keil”的文件夹,并将该文件夹作为我们的工作空间,我们的所有 Keil 工程都会放在这个文件夹里面。值得注意的是:为了避免编译错误,该工作空间文件夹必须放在全英文的路径下,不能包含有中文字符。

2. 新建一个工程
使用 RASC 软件新建一个工程的操作步骤与使用 e2 studio 新建工程的步骤是类似的,而在最后一步中,我们要直接借助 RASC 来自动生成一个 Keil 工程。因此,我们新建一个用于 RA MCU开发的 Keil 工程并不是通过 Keil 软件来进行,而是通过 RASC 软件。

① 首先打开 RASC 软件,接着在菜单栏依次点击 “File”→“New”→“FSP Project” ,开始新建一个工程。如下图所示。
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② 然后会弹出如下的默认界面。
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③ 取消勾选“Use default location”,然后将上图中的 Keil 工程名字(Project name)改为统一的名字:EBF_RA6M5,将 Keil 工程的位置路径(Location)设置为:“{工作空间路径}/06_Template”,如下图所示。下图中的“Workspace_Keil”为工作空间文件夹,该文件夹下面将存放多个 Keil 工程。“06_Template”为 Keil 工程文件夹,其命名表示的是“对应工程模板”的意思。
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警告: 注意:为了避免编译错误,Keil 工程所在位置的绝对路径必须是全英文路径,不能包含有中文字符。

④ 接下来点击“Next”进入下一步,到工程选项界面,如下图所示。与使用 e2s 新建工程时的一样,我们需要在这里选择 FSP 库版本、板子型号、设备(MCU)型号、编程语言、编译器等。这里的不同之处主要在于需要额外选择 IDE 类型(Keil、IAR 等),并且不需要选择调试器,因为调试器是在 IDE 里面进行选择和配置的。
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⑤ 按照下面的方式更改上图中的配置:
• FSP Version 那一栏那里的 FSP 库版本选择 “4.0.0”。一般来说选择最新的版本即可。
• 板子型号选择 “Custom User Board (Any Device)”,即用户自定制的板子。因为软件不知道我们的板子用的是什么芯片,所以后面有一个小括号括起来的“Any Device”提示字样。
• Device 一栏,我们要点开“…”按钮,在弹出的界面中选择我们板子上所用的芯片型号,然后点击“确定”即可。
– 对于野火启明 6M5 开发板,选到“RA6M5”列表下的这个型号“R7FA6M5BH3CFC”;
– 对于野火启明 4M2 开发板,选到“RA4M2”列表下的这个型号“R7FA4M2AD3CFP”;
– 对于野火启明 2L1 开发板,选到“RA2L1”列表下的这个型号 “R7FA2L1AB3CFP”。
• 编程语言:我们默认选择 C 语言。
• 在下方的“IDE Project Type”栏里选择“Keil MDK Version 5”。
• 在下方的“Toolchains”栏里选择工具链“ARM Compiler 6”,这个是 Keil 自带的 ARM 官方编译器。

更改完成后的配置如下图所示。然后点击“Next”下一步。
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⑥ 这里默认选择 “Flat (Non-TrustZone) Project”即可。点击“下一步”。
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⑦ 默认选择 “No RTOS”即可,然后点“下一步”。如果需要用到 RTOS,可以在“RTOS Selection”下拉列表里面选择 RTOS。对于初学者来说,RTOS 的内容比较难学一点,因此我们暂时不使用RTOS。
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⑧ 默认选择 “Bare Metal - Minial”即可,然后点“下一步”
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⑨ 接着就会显示如下的界面,新工程这就新建完成了,将该界面关掉即可。
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⑩ 我们可以在“{工作空间路径}/06_Template”目录下面看到 RASC 已经为我们自动地生成了一个Keil 工程。如下图所示。
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五、通过 Keil 打开 RASC 的 FSP 配置器界面

① 双击 Keil 工程文件 “EBF_RA6M5.uvprojx”,打开该 Keil 工程。
然后在菜单栏依次点击“Tools”→“RA Smart Configurator”,即可打开与该 Keil 工程相关联的RASC 软件 FSP 配置界面。
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② 打开的 FSP 配置页面如下图所示。接着单击右上角的 “Generate Project Content”,软件会根据工程现有的 FSP 配置来自动生成 FSP 库代码。
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六、配置和编译 Keil 工程

1. 配置 Keil

需要注意的是,在使用 RASC 生成一个新的 Keil 工程之后,如果直接编译和下载程序,虽然能编译通过,但是程序下载这一步是会报错的。因为 RASC 自动生成的这个 Keil 工程默认情况下并没有配置好一些必需的工程选项。

这里有一个小技巧,能让我们免去配置各个工程选项的烦恼,即:需要在选择芯片型号那里切换到其他芯片型号再切换回来,这样可以让 Keil 软件自动按默认方式配置工程,重新编译之后即可成功下载程序。

如图所示,具体步骤如下:
• ①:单击该工程选项配置按钮。
• ②:点击最左边的“Device”页面。在这个页面可以切换芯片型号。
• ③:在这里首先点到其他一个芯片型号上,然后再点回启明 6M5 开发板所用的芯片型
号:“R7FA6M5BH3CFC”,这样可以让软件自动配置一些关键的工程选项。启明 4M2 和启明 2L1 开发板也类似。
• ④:最后点击“OK”按钮即可。

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添加工程的头文件包含路径:
需要注意,我们在这里需要添加一下头文件包含路径:”./src”,因为在后面编写驱动程序的时候,我们会把所有的驱动代码文件都放到工程根目录的 src 文件夹下面。
添加方法如下。首先打开工程选项配置窗口,并切换到“C/C++ (AC6)”页面,可以看到其中有一栏“Include Paths”,目前为空。我们要做的就是在“Include Paths”当中添加一条头文件包含的相对路径“./src”。

① 点右边的“…”按钮。
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② 然后点“New”按钮,新建一条头文件包含路径。
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③ 加入“./src”路径,然后一路点击确定即可。路径“./src”或者“.\src”表示的是相对于 Keil 工程根目录的相对路径。
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2. 编译工程

单击编译按钮即可对该工程进行编译。右边“LOAD”按钮为下载程序按钮。如下图所示。
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在成功编译工程之后的下一步是调试程序或者下载程序,但是这需要正确配置调试器后才能进行,否者会弹出提示错误信息的窗口。

七、使用调试器下载程序

1. DAP 仿真器简介

野火的 DAP 仿真器遵循 ARM 公司的 CMSIS-DAP 标准,支持所有基于 Cortex 内核的单片机,常见的 M3、M4 和 M7 都可以完美支持,M23、M33 也可支持。

野火的 DAP 仿真器支持下载和在线仿真程序,支持 Windows 操作系统,不需要安装驱动(免驱)即可使用,支持 KEIL 和 IAR 直接下载,非常方便。

2. 硬件连接
用 USB 线连接仿真器到电脑,如果仿真器的灯亮则表示正常,可以使用。然后把仿真器的另外一端连接到开发板,给开发板上电,然后就可以通过软件 KEIL 或者 IAR 给开发板下载程序。仿真器与电脑和开发板连接方式如下图所示:
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3. 仿真器配置
① 在仿真器连接好电脑和开发板且开发板供电正常的情况下,打开编译软件 KEIL,在 KEIL 菜单栏下面的工具栏的魔术棒选项卡里面选择仿真器的型号,具体过程如下。
Debug 页面下选择使用 CMSIS-DAP Debugger:
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② Utilities 页面下勾上选择 Use Debug Driver:
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③ Debug Settings 选项配置如下,只要识别到芯片即可,其它选项可以按照默认配置,无需修改。
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注:此页面保持原本的默认设置即可,不必按上图所示进行配置。

4. 下载程序
如果前面步骤都成功了,接下来就可以把编译好的程序下载到开发板上运行。下载程序不需要其他额外的软件,直接点击 Keil 中的“LOAD”按钮即可。
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程序下载后,Keil 软件下方 Build Output 选项卡如果打印出“Programming Done.”则表示程序下载成功。此时的程序只是成功下载进 Flash 了,并没有自动运行,可按板子上复位键来复位运行程序。
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如果在 Debug Settings → Flash Download 配置下勾选了“Reset and Run”,则会多出一行“Application running …”的提示。此时程序已在下载完成后自动运行。
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