瑞萨RA0L1 MCU触摸应用开发实战：基于e2studio与QE工具的工程创建与调优指南

概述

本文将指导您如何基于瑞萨电子的RA0L1快速原型板（Fast Prototyping Board），使用e2studio集成开发环境快速搭建并开发一个电容式触摸应用样例工程。内容涵盖从工程创建、FSP配置、QE for Capacitive Touch工具的使用进行应用开发与自动调优，到最终添加应用代码实现触摸控制LED的全过程。

本文基于以下开发环境：

软件运行环境

硬件运行环境

RA0L1 Fast Prototyping Board简介

RA0L1 Fast Prototyping Board （RTK7FPA0L1S00001BJ）

FPB-RA0L1 – User‘s Manual
https://www.renesas.cn/zh/document/mat/fpb-ra0l1-users-manual?r=25576244

硬件运行环境搭建

硬件连接框图

基于e2studio创建触摸样例工程

在e2studio中创建RA新工程

1. 打开e2studio设定workspace后，在菜单栏点击[File]新建RA新工程。
2. 新建工程名称： RA0L1_FPB_TOUCH_SAMPLE。
   
3. 选择和确认以下主要选项：
   • FSP版本： 选择6.1.0
   • Board： 选择FPB-RA0L1（注：选择Board后会自动选择正确的Device）
   • Device： R7FA0L1074CFL
   • Toolchains： 选择GNU ARM Embedded -> 13.2.1.arm-13-7
   • Debugger： 选择E2 Lite（ARM）（注：用户如果没有E2 Lite仿真器，也可以使用板载的Jlink OB，此处选择“Jlink ARM”）
     
4. 以下页面中的设定保持默认。
   
5. 工程模板设定： 选择Bare Metal - minimal。
6. 完成新工程创建： 点击Finish。
   

在FSP中为新工程添加驱动程序

RA新工程创建完成后，默认打开FSP的Summary选项卡。

FSP设定

1. 在Stacks选项卡，点击New Stack，选择Touch (rm_touch)。
   
2. Touch (rm_touch)中间件添加完成后，底层的CTSU (r_ctsu)驱动程序也会被默认一并添加。相关设定保持默认，无需修改。
3. 点击 Generate Project Content 按钮（）生成驱动程序。
   
4. 点击 Build 按钮（）编译工程。
   

使用QE for Capacitive Touch开发触摸应用

在e2studio中打开QE For Capacitive touch

Preparation（准备）

1. 工程设定： 确认工程路径和配置。
   
2. 建立配置： 在画布中添加两个Button。
   
3. 建立配置： 为Button设定触摸通道和阻尼电阻（例如：Button00/TS22/560ohm，Button01/TS23/560ohm）。
   
   
   
4. 建立配置： 点击Create完成设定。
   

Tuning（调优）

1. 调优前的准备工作：
   • 点击 Debug 按钮（）旁边的下拉菜单，选择Debug Configuration。
   • 双击对话框左侧的RA0L1_FPB_TOUCH_SAMPLE_HardwareDebug，在Debugger选项卡确认目标板供电方式为仿真器供电。
     
   • 将E2 Lite仿真器连接PC以及RA0L1板的J13接口。
   • 使用一块厚约2mm的亚克力板覆盖住电极区域（禁止手指直接触摸电极）。
     
   • 在QE工具中，连接方式选择Emulator。
     
2. 进行自动调优（Tuning）：
   • 点击Start Tuning按钮，设定外设时钟（如32MHz）后点击OK。
     
   • 工具将自动进行寄生电容测量、偏置电流调整等步骤。
     
   • 进入灵敏度测量步骤时，请用正常压力按压触摸按键并保持，然后按下PC键盘任意键以生成默认阈值。
     
   • 完成调优后，在弹出的对话框中点击Continue the Tuning Process按钮。
     
3. 查看与输出结果：
   • 点击Display Tuning Result查看调优结果（寄生电容、驱动频率、阈值等）。
     
   • 点击Output Parameter Files，将生成的参数文件输出到工程目录。
     

Coding（编码）

1. 输出Sample Code： 点击Show Sample，选择Output to a file并确认，将示例代码输出到工程。
   
2. 检查生成的文件： 在工程目录下检查生成的qe_touch_config.c等文件，确认按键阈值等参数。
   
3. 集成代码： 在hal_entry.c中添加qe_touch_main()函数的声明和调用。
4. 编译运行： 点击 Build 按钮编译工程，并运行程序。
   

Monitoring（监控）

1. 确认连接方式为Emulator，点击Show Views。
   
2. 在Board Monitor中，点击Enable Monitoring，并在各监控窗口中设定需要监控的Touch通道。
   
3. 按下触摸按键，即可在图形化窗口中进行实时监控和参数调整。
   

添加应用代码实现LED闪烁

1. LED宏定义： LED5和LED6的宏定义已在bsp_pin_cfg.h中定义。
   
   

   #define LED6 (BSP_IO_PORT_04_PIN_00) /* Green， Lo: Turn on */
   #define LED5 (BSP_IO_PORT_04_PIN_01) /* Green， Lo: Turn on */

2. 添加控制逻辑： 在qe_gen\qe_touch_sample.c中，添加代码使得按下触摸按键Touch Button 1时点亮LED5，按下Touch Button 2时点亮LED6。
   
   
3. 功能验证： 编译运行程序后，分别按下两个触摸按键，观察对应的LED是否被点亮，从而完成整个嵌入式与硬件开发流程的验证。