瑞萨RA系列FSP库开发实战指南（19）使用寄存器点

7.4

实验：使用寄存器点亮LED灯

7.4.1

硬件设计

野火启明6M5开发板的LED电路图如图所示。图中RA6M5芯片的P400、P403、P404引脚分别通过一个2.2 KΩ的限流电阻连接到LED1、LED2、LED3这三个用户LED灯的阴极，LED灯的阳极连接到3.3V电源。而LED4是电源指示灯，只要开发板通电就会亮。

野火启明4M2开发板的LED电路图下图所示。

野火启明2L1开发板的LED电路图下图所示。

以上所示，三块开发板的LED电路图差别都不大，主要差别在于用于控制用户LED灯的引脚不一样，这一点在使用不同板子时需要注意一下引脚的配置。

7.4.2

软件设计

7.4.2.1

新建工程

对于e²studio开发环境：拷贝一份我们之前新建的e2s工程模板“05_Template”，然后将工程文件夹重命名为“08_Register_LED”，最后再将它导入到我们的e²studio工作空间中。

对于Keil开发环境：拷贝一份我们之前新建的Keil工程模板“06_Template”，然后将工程文件夹重命名为“08_Register_LED”，并进入该文件夹里面双击Keil工程文件，打开该工程。

7.4.2.2

寄存器定义头文件

当新建工程完成之后，工程里已经自动包含了这个定义寄存器的头文件，比如：R7FA6M5BH.h头文件。在这个头文件里面，已经包含了芯片所有的寄存器定义，包括IOPORT外设的寄存器。

以启明6M5开发板的RA6M5工程为例，我们在这里列出IOPORT部分寄存器定义（它们存在于寄存器定义头文件R7FA6M5BH.h中）。

列表1:代码清单8-1：R7FA6M5BH.h文件中的IOPORT部分寄存器定义

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/**
* @brief I/O Ports (R_PORT0)
*/
typedefstruct {/*!< (@ 0x40080000) R_PORT0␣
,
→Structure */
union{
union{
__IOMuint32_tPCNTR1;/*!< (@ 0x00000000) Port␣
,
→Control Register 1 */


struct{
__IOMuint32_tPDR :16;/*!< [15..0] Pmn␣
,
→Direction */
__IOMuint32_tPODR :16;/*!< [31..16] Pmn␣
,
→Output Data */
} PCNTR1_b;
} ;
struct{
union{
__IOMuint16_tPODR;/*!< (@ 0x00000000)␣
,
→Output data register */
/* ... 代码过长省略 ... */
} ;
union{
__IOMuint16_tPDR;/*!< (@ 0x00000002)␣
,
→Data direction register */
/* ... 代码过长省略 ... */
} ;
};
};
union{
union{
__IMuint32_tPCNTR2;/*!< (@ 0x00000004) Port␣
,
→Control Register 2 */
struct{
__IMuint32_tPIDR :16;/*!< [15..0] Pmn Input␣
__IM uint32_t EIDR : 16; /*!< [31..16] Pmn Event␣
,
→Input Data */
} PCNTR2_b;
} ;
struct{
union{
__IMuint16_tEIDR;/*!< (@ 0x00000004)␣
,
→Event input data register */
/* ... 代码过长省略 ... */
} ;
union{
__IMuint16_tPIDR;/*!< (@ 0x00000006)␣
,
→Input data register */
/* ... 代码过长省略 ... */
} ;
};
};
union{
union{
__OMuint32_tPCNTR3;/*!< (@ 0x00000008) Port␣
,
→Control Register 3 */
struct{
__OMuint32_tPOSR :16;/*!< [15..0] Pmn Output␣
,
→Set */
__OMuint32_tPORR :16;/*!< [31..16] Pmn␣
,
→Output Reset */
} PCNTR3_b;
} ;
struct{
union{
__OMuint16_tPORR;/*!< (@ 0x00000008)␣
,
→Output set register */
/* ... 代码过长省略 ... */
} ;
union{
__OMuint16_tPOSR;/*!< (@ 0x0000000A)␣
,
→Output reset register */
/* ... 代码过长省略 ... */
} ;
};
};
union{
union{
__IOMuint32_tPCNTR4;/*!< (@ 0x0000000C) Port␣
,
→Control Register 4 */
struct{
__IOMuint32_tEOSR :16;/*!< [15..0] Pmn Event␣
,
→Output Set */
__IOMuint32_tEORR :16;/*!< [31..16] Pmn Event␣
,
→Output Reset */
} PCNTR4_b;
} ;
struct{
union{
__IOMuint16_tEORR;/*!< (@ 0x0000000C)␣
,
→Event output set register */
/* ... 代码过长省略 ... */
} ;
union{
__IOMuint16_tEOSR;/*!< (@ 0x0000000E)␣
,
→Event output reset register */
/* ... 代码过长省略 ... */
} ;
};
};
} R_PORT0_Type;/*!< Size = 16 (0x10) ␣
,
→ */
/**
* @brief I/O Ports-PFS (R_PFS)
*/
typedefstruct {/*!< (@ 0x40080800) R_PFS␣
,
→Structure */
__IOM R_PFS_PORT_Type PORT[15];/*!< (@ 0x00000000) Port␣
,
→[0..14] */
} R_PFS_Type;/*!< Size = 960 (0x3c0) ␣
,
→ */
/**
* @brief I/O Ports-MISC (R_PMISC)
*/
typedefstruct {/*!< (@ 0x40080D00) R_PMISC␣
,
→Structure */
union{
__IOMuint8_tPFENET;/*!< (@ 0x00000000)␣
,
→Ethernet Control Register */
/* ... 代码过长省略 ... */
} ;
__IMuint8_tRESERVED[2];
union{
__IOMuint8_tPWPR;/*!< (@ 0x00000003) Write-
,
→Protect Register */
/* ... 代码过长省略 ... */
} ;
__IMuint8_tRESERVED1;
union{
__IOMuint8_tPWPRS;/*!< (@ 0x00000005) Write-
,
→Protect Register for Secure */
/* ... 代码过长省略 ... */
} ;
__IMuint16_tRESERVED2[5];
__IOM R_PMISC_PMSAR_Type PMSAR[12];/*!< (@ 0x00000010) Port␣
,
→Security Attribution Register */
} R_PMISC_Type;/*!< Size = 40 (0x28) ␣
,
→ */
/** @addtogroup Device_Peripheral_peripheralAddr
* @{ 外设首地址
*/
#defineR_PORT0_BASE 0x40080000UL
#defineR_PORT1_BASE 0x40080020UL
#defineR_PORT2_BASE 0x40080040UL
#defineR_PORT3_BASE 0x40080060UL
#defineR_PORT4_BASE 0x40080080UL
#defineR_PORT5_BASE 0x400800A0UL
#defineR_PORT6_BASE 0x400800C0UL
#defineR_PORT7_BASE 0x400800E0UL
#defineR_PORT8_BASE 0x40080100UL
#defineR_PORT9_BASE 0x40080120UL
#defineR_PORT10_BASE 0x40080140UL
#defineR_PORT11_BASE 0x40080160UL
#defineR_PORT12_BASE 0x40080180UL
#defineR_PORT13_BASE 0x400801A0UL
#defineR_PORT14_BASE 0x400801C0UL
#defineR_PFS_BASE 0x40080800UL
#defineR_PMISC_BASE 0x40080D00UL
/** @addtogroup Device_Peripheral_declaration
* @{ 外设寄存器声明（定义结构体指针，指向 IOPORT 寄存器首地址）
*/
#defineR_PORT0 ((R_PORT0_Type*) R_PORT0_BASE)
#defineR_PORT1 ((R_PORT0_Type*) R_PORT1_BASE)
#defineR_PORT2 ((R_PORT0_Type*) R_PORT2_BASE)
#defineR_PORT3 ((R_PORT0_Type*) R_PORT3_BASE)
#defineR_PORT4 ((R_PORT0_Type*) R_PORT4_BASE)
#defineR_PORT5 ((R_PORT0_Type*) R_PORT5_BASE)
#defineR_PORT6 ((R_PORT0_Type*) R_PORT6_BASE)
#defineR_PORT7 ((R_PORT0_Type*) R_PORT7_BASE)
#defineR_PORT8 ((R_PORT0_Type*) R_PORT8_BASE)
#defineR_PORT9 ((R_PORT0_Type*) R_PORT9_BASE)
#defineR_PORT10 ((R_PORT0_Type*) R_PORT10_
,
→BASE)
#defineR_PORT11 ((R_PORT0_Type*) R_PORT11_
,
→BASE)
#defineR_PORT12 ((R_PORT0_Type*) R_PORT12_
,
→BASE)
#defineR_PORT13 ((R_PORT0_Type*) R_PORT13_
,
→BASE)
#defineR_PORT14 ((R_PORT0_Type*) R_PORT14_
,
→BASE)
#defineR_PFS ((R_PFS_Type*) R_PFS_BASE)
#defineR_PMISC ((R_PMISC_Type*) R_PMISC_BASE)

7.4.2.3

hal_entry入口函数

一般来说，接下来我们应该在main函数里编写我们的程序，但是使用FSP库却不一样，在没有使用RTOS的情况下，它规定以名为hal_entry的函数作为用户应用程序的入口，因此我们应该在hal_entry入口函数下编写我们的代码。

实际上，当使用RTOS时，程序是从main函数开始进行线程调度；当没有使用RTOS时，C语言程序的入口函数main函数调用了hal_entry函数。我们新建的工程是没有选用RTOS的，因此，用户程序是从hal_entry函数开始执行。我们打开“srchal_entry.c”文件，在hal_entry函数里面编写我们的代码。

以启明6M5开发板为例，RA6M5工程的hal_entry函数代码如下所示。

注解

启明4M2开发板和启明2L1开发板的用户可直接打开配套的“08_Register_LED”例程查看该代码，限于篇幅，不在本章中贴出。

列表2:代码清单8-2：hal_entry.c文件

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voidhal_entry(void)
{
/*TODO:add your own code here */
/* 取消写保护 */
R_PMISC->PWPR =0;///< Clear BOWI bit -␣
,
→writing to PFSWE bit enabled
R_PMISC->PWPR =1U<< BSP_IO_PWPR_PFSWE_OFFSET; ///< Set PFSWE bit -␣
,
→writing to PFSregisterenabled
/* LED1：配置引脚 P400 对应的 PFS 寄存器 */
R_PFS->PORT[BSP_IO_PORT_04_PIN_00>>8].PIN[BSP_IO_PORT_04_PIN_00 &␣
,
→0xFF].PmnPFS =
IOPORT_CFG_PORT_DIRECTION_OUTPUT | IOPORT_CFG_PORT_OUTPUT_LOW;
/* LED2：配置引脚 P403 对应的 PFS 寄存器 */
R_PFS->PORT[BSP_IO_PORT_04_PIN_03>>8].PIN[BSP_IO_PORT_04_PIN_03 &␣
,
→0xFF].PmnPFS =
IOPORT_CFG_PORT_DIRECTION_OUTPUT | IOPORT_CFG_PORT_OUTPUT_LOW;
/* LED3：配置引脚 P404 对应的 PFS 寄存器 */
R_PFS->PORT[BSP_IO_PORT_04_PIN_04>>8].PIN[BSP_IO_PORT_04_PIN_04 &␣
,
→0xFF].PmnPFS =
IOPORT_CFG_PORT_DIRECTION_OUTPUT | IOPORT_CFG_PORT_OUTPUT_LOW;
/** 此时 3 个 LED 灯的引脚默认输出的是低电平
* 所以 3 个 LED 灯都会默认亮起来
* 我们在 while 循环里让 LED1 闪烁：每秒钟翻转一次状态
*/
while(1)
{
/* 翻转 LED 灯：LED1 */
//R_PORT4->PODR |= 1<<(BSP_IO_PORT_04_PIN_00 & 0xFF);
//R_BSP_SoftwareDelay(1000, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
//R_PORT4->PODR &= (uint16_t)~(1 << (BSP_IO_PORT_04_PIN_00 & 0xFF));
//R_BSP_SoftwareDelay(1000, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
/* 或者也可以这样用位异或操作来翻转 LED1 */
R_PORT4->PODR ^=1<<(BSP_IO_PORT_04_PIN_00 & 0xFF);
R_BSP_SoftwareDelay(1000, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
}
//这后面的代码无需理会
#ifBSP_TZ_SECURE_BUILD
/* Enter non-secure code */
R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}

7.4.3

下载验证

编写好上述代码，然后将程序编译并下载到开发板之后，按下复位按键来复位开发板，可以观察到开发板上面除了电源指示灯之外的3个LED灯当中有两个灯常亮，还有一个灯在缓慢闪烁。

闪烁着的LED灯为LED1，它每秒钟（1000毫秒）便改变一次亮灭的状态。