【組み込み基礎】RL78でUART通信プログラミングを徹底解説

こんにちは、組み込みエンジニア歴20年以上のtomozoです。

今回は、ルネサス社製の

RL78マイコンで通信制御プログラムについて徹底解説します。

この記事は

RLマイコンでUART通信プログラムを作ってみたい方
新人組み込みエンジニアの方

向けの記事です。

RL78マイコンの統合開発環境e2studioには

コード自動生成機能があります。

コードの自動生成機能を使うと期待通り動作する周辺機能のプログラム

をすぐに作ることができて、プログラミング作業がはかどります。

マニュアルを読みながら一つずつ設定を入力していくのは

結構苦労しますからね。

プログラミングが終わって実際に動かしてみると

全然動かなくて原因調査に何日もかかることもあります。

そういった作業はサクッとミスなく終わらせると

クリエイティブな設計作業や他の業務、学習などに

時間を充てることができるようになります。

この記事を読めば

e2studioでUART通信のコード生成の方法
RL78のUART通信プログラム設計の基本

が分かるようになります。

それでは早速解説をはじめます。

設計するもの

今回のUARTを含む通信制御については

こちらの記事で詳しく紹介しています。

マイコン基本機能【通信】現役エンジニアが徹底解説【初心者向】

今回説明する内容の準備にもなりますのでまずは一読下さい。

設計するものの要点をまとめると以下の表のようになります。

機能	シリアル通信
マイコン	RL78/G13(R5F100SH)
使用するマイコンの周辺機能	シリアル通信(UART)
備考	e2studioのコード生成を使用する

通信の詳細設定は、設定画面の説明で記述します。

プログラミングの流れ

プログラミング作業の大まかな流れとしては以下のようになります。

プロジェクト作成というのはプログラムの開発環境の

ファイルなど一式を含んだものです。

コードを自動生成

それでは早速、コードを自動生成します。

e2studioの準備がまだの方はこちらを確認して下さい。

【ルネサス/e2stdio】コード生成ツールとは？どう使う？【手順図解】

【準備】

e2studioで新しいプロジェクトを作成します。

tomozo

作成方法は上のページで紹介しています

新しいプロジェクト作成した直後はプロジェクト名のファイル一つしかありません。

【コード生成手順】

①プロジェクト・エクスプローラーの

「コード生成」-「周辺機能」-「シリアル」

をクリックします。

②「周辺機能」ウインドウの

「SAU0」-「チャネル」タブでチャネル0を

UART0
送信/受信機能

に設定します。

ちなみにSAUというのはシリアル・アレイ・ユニットの略です。

③「SAU0」-「UART0」-「受信」タブ

で受信の設定を行います。

設定の一例

データ・ビット長設定：8ビット
データ転送方向設定：LSB
パリティ設定：パリティなし
受信データ・レベル設定：標準
転送レート設定：38400bps
割り込み設定：エラー割り込み設定
コールバック機能設定：受信完了

LSBというのは下位ビットから順番に転送する方式で、

逆に上位ビットから転送するのをMSBと言います。

パリティというのは誤り検出のためのもので偶数・奇数・なしがあります。

データの1の数にパリティビットを加えて偶数か奇数の設定した

ように通信します。

例えば奇数パリティに設定しデータが10010001の場合、1は3個で

奇数なので奇数パリティは0になります。

ハードウェアの通信データのトラブルなどで偶数になったらおかしい

とマイコンが判断しパリティエラーを発生させます。

④「SAU0」-「UART0」-「送信」タブ

で送信の設定を行います。

設定の一例

転送モード設定：繰り返しモード
データ・ビット長設定：8ビット
データ転送方向設定：LSB
パリティ設定：パリティなし
ストップ・ビット長設定：1ビット
送信データ・レベル設定：標準
転送レート設定：38400bps
割り込み設定：低
コールバック機能設定：送信完了

ストップビットはHighでデータの終了を示します。

この長さを1か2の長さに設定できます。

ちなみにスタートビットはLowとなっています。

⑤設定が終わったら「コードを生成する」をクリックするとコードが生成されます。

以下のようなファイルが生成されました。

tomozo

一気にファイルが増えましたね

生成コードの確認

生成されたコードを確認します。

シリアル通信に関連するファイルは

r_cg_serial_user.c
r_cg_serial.c
r_cg_serial.h

の3つです。

r_cg_serial_user.c

以下のような関数が生成されています

static void __near r_uart0_interrupt_receive(void)	受信割り込み関数
static void __near r_uart0_interrupt_error(void)	エラー発生時の割り込み関数
static void __near r_uart0_interrupt_send(void)	送信割り込み関数
static void r_uart0_callback_receiveend(void)	受信完了で呼ばれる関数
static void r_uart0_callback_softwareoverrun(uint16_t rx_data)	オーバーラン発生時に呼ばれる関数
static void r_uart0_callback_sendend(void)	送信完了で呼ばれる関数
static void r_uart0_callback_error(uint8_t err_type)	エラー発生で呼ばれる関数

オーバーランというのは受信したデータを格納したレジスタ

をリードする前に次のデータを受信した場合にのことをいいます。

UARTでは一定間隔でデータが送られてくるので、受信割り込みで

データをリードしてあげる必要があります。

r_cg_serial.c

void R_SAU0_Create(void)	シリアルアレイユニットの初期設定関数
void R_UART0_Create(void)	UART0の初期設定関数(コード生成のGUIで設定した内容が記述されています)
void R_UART0_Start(void)	UART0の開始関数
void R_UART0_Stop(void)	UART0の停止関数
MD_STATUS R_UART0_Receive(uint8_t * const rx_buf, uint16_t rx_num)	UART0の受信関数
MD_STATUS R_UART0_Send(uint8_t * const tx_buf, uint16_t tx_num)	UART0の送信関数