單片機入門：無需入門套件即可啟動！使用軟仿真器的開發(fā)方法資料下載

使用微控制器時，是否認(rèn)為必須使用硬件,例如入門套件等進(jìn)行調(diào)試？我們將為您提供更好的解決方案。您可使用瑞薩的集成開發(fā)環(huán)境“e2studio”在PC上簡單進(jìn)行開發(fā)。 支持物聯(lián)網(wǎng)的微控制器 至今，讓我們談一下微控制器的介紹與嵌入式編程。微控制器在諸多領(lǐng)域的程序處理控制中發(fā)揮著作用，如消費類電子，汽車和工業(yè)設(shè)備。從控制設(shè)備的核心到觸摸屏用戶接面和LCD顯示等功能時，都在利用微控制器在后臺操作。 目前，智能手機和智能電視與可運行1GHz以上的多核處理器的SoC（系統(tǒng)LSI）結(jié)合起來支持強大的OS操作系統(tǒng)，例如Linux等。然而，這并不意味著所有處理過程都可以通過類似強大系統(tǒng)（例如SoC）單獨執(zhí)行。在尋求軟件靈活性的同時，也有很多不使用OS的情況下達(dá)到實時和低功耗的目的。例如，當(dāng)從紅外遙控器的接收部分進(jìn)行信號處理（信號和噪音分離）和解碼（控制信號再生）時，如果微控制器能夠持續(xù)監(jiān)視遙控器接收，則實時控制將更加可靠而不需由高性能SoC每隔幾毫秒處理一次。 微控制器同樣適用于最近熱門的物聯(lián)網(wǎng)。多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的處理過程都是報告和指導(dǎo)性的類型。復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理不是由物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備執(zhí)行，而是由接收數(shù)據(jù)的云服務(wù)器在執(zhí)行。對于物聯(lián)網(wǎng)來說重要的是更低功耗和即時反應(yīng)。在實際處理過程中，根據(jù)通用I/O端口的模擬輸入或數(shù)字輸入判斷是否報告情況，再將數(shù)據(jù)發(fā)送到通信模塊。此處理過程是微控制器最理想的操作。 嘗試使用RL78、 瑞薩RL78族是一款具有良好聲譽并易于使用的微控制器。此系列產(chǎn)品以16bit CPU為核心，將RAM，閃存，AD轉(zhuǎn)換器，定時器，通用I/O端口和串行接口等集合為單一芯片。此外，芯片內(nèi)置高速且精確的片上振蕩器，不需要外部振蕩器，只需極少數(shù)外部元件即可操作。除了以上基本功能之外，一些產(chǎn)品根據(jù)不同的應(yīng)用配備不同的外圍功能，例如響應(yīng)各種需求的電機控制和無線設(shè)備控制。 集成開發(fā)環(huán)境有什么好處 集成開發(fā)環(huán)境“e2studio”中為RL78/G13提供多功能的處理程序。我們將利用此開發(fā)環(huán)境進(jìn)行開發(fā)。集成開發(fā)環(huán)境能完整地實現(xiàn)編碼指令，目標(biāo)碼鏈接，調(diào)試，仿真等的整合。在此之前，編譯器，鏈接器，調(diào)試器和軟仿真器等各自單獨運作，開發(fā)人員必須設(shè)法管理它們之間的互相作用。尤其，把處理過程分成多個部分并開發(fā)每個部分的版本控制是一項繁瑣的任務(wù)。有時，即使編寫程序的人也會在查找最新版本或已被改變的位置上傷腦筋。在集成開發(fā)環(huán)境中，管理源程序會變得更簡易。 也將使用調(diào)試器更有效地進(jìn)行調(diào)試。使用此調(diào)試器不需要將函數(shù)printf插入源代碼并不斷檢查變量值，可在源代碼上指定斷點，并在斷點上檢查所傳遞給該函數(shù)的變量值。會讓您了解程序的處理過程，仿如親身體驗一樣。這些好處是具有較低調(diào)試功能的Arduino是無法仿效的。 代碼生成插件的簡單開發(fā) 您是否由于缺乏對RL78系列產(chǎn)品的了解而不能有效運行程序感到很沮喪？別擔(dān)心。瑞薩開發(fā)了 “代碼生成插件”，此插件在設(shè)定參數(shù)下可自動生成C語言程序。代碼生成插件可創(chuàng)建初始配置處理程序，包括微控制器引腳分配功能，也可生成所需要外圍功能的配置程序，例如I/O和AD轉(zhuǎn)換器。程序員可通過代碼生成插件調(diào)用生成出來的I/O和外圍功能等的函數(shù)。在使用微控制器之前需閱讀硬件手冊，但不必記住所有規(guī)程。將細(xì)節(jié)交給代碼生成插件處理。接下來請嘗試使用代碼生成插件來分配函數(shù)并指定波形輸出寬度。 與軟仿真器結(jié)合操作 即使所有源代碼都無編譯錯誤地編寫完成，但是程序并未完成。必須確定使用的硬件與生成程序的正常運行。尤其與微控制器實際操作尤其與微控制器實際操作行為有關(guān)的部分，例如設(shè)置和讀取外圍功能寄存器，必須通過連接硬件來確保它正準(zhǔn)確必須通過連接硬件來確保它正準(zhǔn)確地進(jìn)行操作。但是正在開發(fā)中的硬件并不能保證可使用的。 這正是軟仿真器展示其能力的地方。軟仿真器使用軟件方法虛擬地再實現(xiàn)目標(biāo)微控制器或帶有微控制器的電路板之功能。您可觀察到來自微控制器I/O端口的信號類型。如使用板級軟仿真器，電路板電路板板卡兼容輸入（開關(guān)或音量）和輸出（LED）也將由軟件實現(xiàn)。由于軟件運行，輸出不會與目標(biāo)硬件有相同的速度。然而，這足以觀察并了解運行狀態(tài)。軟仿真器與e2 studio無縫地連接。 使用軟仿真器進(jìn)行開發(fā) 使用e2studio中的軟仿真器運行入門套件的示例程序。無需購買套件。入門套件的功能將被實現(xiàn)在軟仿真器中。您只需要一臺電腦即可運行示例程序而且不需使用RL78硬件。 請通過以下步驟體驗e2studio的開發(fā)。 (1) 下載e2studio并安裝到電腦上。 (2) 下載示例程序。 (3) 將示例程序?qū)雃2studio。 (4) 生成方波輸出代碼，連接到軟仿真器并觀察輸出。 (5) 修改程序并更改為LED閃爍程序。 (6) 連接到板級軟仿真并檢查預(yù)期運行狀態(tài)。 以上1到6的操作過程的視頻已發(fā)布在瑞薩網(wǎng)站上。有關(guān)操作細(xì)節(jié)請參閱以上解釋和視頻。接下來，將解釋如何在e2studio環(huán)境中使用軟仿真器。 (1) 安裝e2 studio 首先，準(zhǔn)備好MyRenesas 的登錄名和密碼。如果您還未成為會員，請創(chuàng)建MyRenesas用戶帳號。 您可通過以下URL下載最新版本的e2studio。 下載URL: 請下載IDE and Coding Tools e2studio installer (Web installer or Offline installer)。執(zhí)行已下載程序并安裝e2studio。安裝過程中所需的指定設(shè)備系列，附加組件，用于RL78的編譯器等，盡請參考 “RL78 e2studio設(shè)置”（視頻1）。 視頻1: RL78 e2studio 設(shè)置 (2)下載示例程序 接下來，下載示例程序。 “RL78代碼生成器插件（視頻2）” 中詳細(xì)介紹了下載e2studio，設(shè)置，調(diào)試和使用軟仿真器等一系列操作。本示例程序以特定頻率閃爍板上的LED。通過在軟仿真器上實現(xiàn)此操作，可在不使運用入門套件的情況下確認(rèn)程序執(zhí)行。 視頻2: RL78代碼生成器插件 您可通過以下URL下載示例程序。視頻文件已壓縮為ZIP格式。 下載URL: (相關(guān)鏈接: Code Generation Tool RL78 API Reference, RL78/G13 User’s Manual Hardware Edition) 解壓文件后，您可從被命名為“an_r20an0399jj0100_rl78_programming”的文件夾中找到必要的數(shù)據(jù)。e2studio要求訪問保存示例程序的文件夾。該文件夾還包含內(nèi)置RL78電路板仿真數(shù)據(jù)。請將ZIP文件保存并提取到易于查找的地方再開始操作。但是，保存時請避免使用雙字節(jié)字符來命名文件夾或路徑名稱。 (3) 導(dǎo)入示例程序 下載完，將要執(zhí)行的程序?qū)雃2studio。如圖1所示指定要導(dǎo)入的程序的文件夾。 使用示例程序時，請指定文件夾“an_r20an0399ej0100_rl78_programming”。（視頻2，01:16處有說明（“分鐘：秒”格式））。 圖1: 指定要導(dǎo)入的項目 (4) 方波輸出代碼并觀察輸出 首先使用代碼生成器插件開發(fā)程序。使用代碼生成器插件，只需要設(shè)置參數(shù)即可生成必要的代碼。原始程序中配置方波的寬度設(shè)為100微秒，將它改為100毫秒，然后生成代碼。 (視頻2的02:52說明“方波輸出設(shè)置”，此段展示更改脈沖寬度的操作。) 當(dāng)新代碼被生成后，將軟仿真器連接到調(diào)試器并觀察方波輸出。視頻2的03:13展示了e2studio的操作順序。接下來，連接軟仿真器到調(diào)試器后展示現(xiàn)時序圖(圖2：視頻04:45)。 圖2: 模擬器上顯示的時序圖（指定時鐘類型為"msec." ，放大倍數(shù)為 "1/32"） 圖2中時序圖設(shè)為觀察以毫秒為單位變化的信號，并實現(xiàn)類似于邏輯分析儀的功能。也可以測量輸出被打開/關(guān)閉時的周期。首先，中斷（暫停）模擬和停止信號輸出（圖3）。之后，在時間圖上用鼠標(biāo)放置標(biāo)記時，標(biāo)記之間的時間會顯示在圖表中（請參照視頻2 “04:48”時的操作）。 圖3：按下暫停按鈕暫停程序。