RL78开发笔记

记录，为日后遇到类似问题提供思路。

本章详细参见瑞萨用户手册¹

1. 关键信息

RL78系列主要分为一下两个系列，

• R5F100系列：标准型（通常为无CAN版本），常用有R5F100LGAFA(RAM 128K, ROM 12K)、R5F100FEAFP(RAM 64K, ROM 4K)
• R5F101系列：带CAN控制器版本（适用于汽车或工业控制），不常用

• RL78是CPU内核，瑞萨自有内核（非ARM架构），CISC复杂指令集。同ARM Cortex-M0+（AMR架构），RISC（精简指令集）。孰强孰弱还是问问伟大的AI吧。

• 注意不同系列根据芯片类型差异，RAM起始地址不同，像R5F100xE, R5F101xE (x = 6 to 8, A to C, E to G, J, L): Start address FEF00H
• 无FPU，主打超低功耗和高性价比
• 16位定时器，8通道可用，

2. 芯片外设

2.1. Timer

128pin 有两个定时器单元，其他的pin大多仅有一个定时器单元。每个定时器单元有8个通道，意味着最少有8个可以独立工作的定时器。

独立通道工作模式（单通道即可实现）

• 间隔定时器/方波输出：最基本的定时功能。可以产生固定周期的中断，并能输出50%占空比的方波。
• 外部事件计数器：统计从外部引脚（TImn）输入的脉冲个数，达到设定值后产生中断。
• 分频器（仅通道0）：将输入时钟分频后输出。
• 输入脉冲间隔测量：测量外部输入信号两个有效边沿之间的时间间隔。
• 输入信号高/低电平宽度测量：测量外部输入信号的高电平或低电平的持续时间。
• 延迟计数器：检测到外部输入信号的有效边沿后，延迟一段设定的时间再产生中断。

多通道联动工作模式（需要两个或更多通道配合实现）

• 单脉冲输出：使用两个通道，可以产生一个具有指定延迟时间和宽度的单脉冲。
• PWM（脉宽调制）输出：使用一个主通道（控制周期）和一个从通道（控制占空比），可以产生周期和占空比都可调的PWM波形。
• 多路PWM输出：使用一个主通道和多个从通道，可以同时产生多个周期相同但占空比不同的PWM信号。手册提到最多可以输出7路PWM。

2.1.1 配置

一般直接用编译器可以直接生成，再在例程上改改，再复制到自己的代码中即可🙂

重要的定时器控制寄存器如下，详细见用户手册6.3章节：

• TMRmn：定时器模式寄存器（定义模式）
• TDRmn：定时器数据寄存器（设定周期或占空比）
• TOMm：输出模式寄存器（决定是主通道还是从通道）
• TOEm：输出使能寄存器（让定时器接管引脚输出）
• TSm/TTm：启动/停止寄存器

假设配置一个间隔定时器，大致步骤如下：

1. 启用系统时钟，针对定时时钟进行分频处理，TPS
   • 注意TPS寄存器设置CKm0的分频时，这个设置会影响单元0中所有使用CKm0的通道。
   • 他这里从系统时钟，分频出来，最多可十六分频。
   • 可以设置四种全局独立时钟频率。
2. 初始化：配置通道模式
3. 设置周期，TDR
4. 配置输出，TOM, TO, TOE
5. 如果是PWM要配置输出端口，P, PM
6. 启动定时器，TS

常见问题&解决办法

注意PWM输出需要两路定时器通道

问题背景，尝试使用瑞萨这款RL78这款芯片配置PWM输出，输出一个4KHz（250us周期）、50%占空比的PWM波，用于驱动一个载波电路。

打开瑞萨的代码生成器，我找到定时器TAU0，选择通道0，填入250us。选择通道1，设置为PWM输出模式，50%…生成代码！但是话说这里为什么这里用了两个通道？

PWM (Pulse Width Modulation) output
Two channels are used as a set to generate a pulse with a specified period and a specified duty factor.

查手册发现RL78的TAU定时器单元，每个通道只有一个比较寄存器，所以一个通道只能设置一个比较值。而PWM需要两个比较值——一个决定周期，一个决定占空比。

他与ARM内核的单片机不同，通常只需要一个定时器即可，初始化定时器并连接到指定的定时器通道上即可。这块芯片需要用到两个计时器通道，要区分主从，分别决定周期、占空比。这里有所差异需要注意。

设置周期和占空比：

• PWM周期 = (TDR01 + 1) × 计数时钟周期
• 占空比 = TDR01 / (TDR00 + 1) × 100%

生成的代码：

/* 通道0：主通道，设置周期250us */
TMR00 = _0000_TAU_CLOCK_SELECT_CKM0 |  // 时钟源32MHz
        _0001_TAU_MODE_PWM_MASTER;     // PWM主模式
TDR00 = 7999;  // (250us × 32MHz) - 1 = 7999

/* 通道1：从通道，设置50%占空比 */
TMR01 = _0000_TAU_CLOCK_SELECT_CKM0 |  // 与主通道同时钟
        _0009_TAU_MODE_PWM_SLAVE |     // PWM从模式
        _0400_TAU_TRIGGER_MASTER_INT;  // 由主通道触发
TDR01 = 4000;  // 50%占空比 = 7999 × 50% ≈ 4000

/* 组合输出设置 */
TOM0 |= _0002_TAU_CH1_OUTPUT_COMBIN;   // 使能通道1组合输出
TOE0 |= _0002_TAU_CH1_OUTPUT_ENABLE;   // 使能输出

/* 必须同时启动主从通道 */
TS0 |= _0001_TAU_CH0_START_TRG_ON |  // 启动通道0（主）
       _0002_TAU_CH1_START_TRG_ON;   // 启动通道1（从）

参考资料