Renesas RL78 ペリフェラル実装ガイド
UART・I2C・タイマ・ADCを
Smart Configuratorで実装する

はじめに：RL78が日本の組込みで選ばれる理由

RL78は、ルネサス エレクトロニクスの16bit低消費電力マイコンファミリです。産業機器・白物家電・車載のボディ系・センサーノードなど、日本の組込み機器で非常に広く採用されています。1.6〜5.5Vの広い動作電圧、豊富なフラッシュ容量ラインナップ、そして優れた低消費電力性能が特徴です。

ARM Cortex-M系のSTM32などと比べると情報が英語中心になりがちなSTM32に対し、RL78は日本語ドキュメントとサンプルが充実しており、国内の量産案件で扱いやすいのも大きな利点です。本記事では、RL78でもっとも使用頻度の高いUART・I2C・タイマ・ADCの4つのペリフェラルを、Smart Configuratorのコード生成を活用して実装する方法を解説します。

開発環境とSmart Configurator

RL78の開発では、以下の組み合わせが標準です。

Smart Configurator（旧コード生成／Applilet）は、クロック・端子・ペリフェラルをGUIで設定すると、R_Config_xxx_Create() や R_Config_xxx_Start() といった初期化・制御関数を自動生成してくれます。手書きでレジスタを叩く必要がほぼなくなり、開発工数を大幅に削減できます。

UART通信の実装（SAU）

RL78のUART・SPI・簡易I2Cは、SAU（Serial Array Unit）という共通のシリアルユニットで実現します。Smart ConfiguratorでSAUのチャネルを「UART」モードに設定し、ボーレートと端子を割り当てると、送受信関数が生成されます。

UART送信

#include "r_cg_macrodriver.h"
#include "r_cg_userdefine.h"
#include "Config_UART0.h"

/* UART0 を開始（Smart Configurator 生成）*/
R_Config_UART0_Start();

/* 文字列を送信 */
uint8_t tx_buf[] = "Hello RL78!\r\n";
R_Config_UART0_Send(tx_buf, sizeof(tx_buf) - 1);

/* 送信完了は割り込みコールバックで通知される */

UART受信（割り込み）

受信はリングバッファに溜め、コールバック内で処理するのが定石です。Smart Configuratorが生成する受信完了コールバック r_Config_UART0_callback_receiveend() をユーザーコード領域に実装します。

static volatile uint8_t g_rx_data;

/* 受信開始（1バイトずつ受信） */
R_Config_UART0_Receive(&g_rx_data, 1);

/* 受信完了コールバック（自動生成のひな型に追記）*/
void r_Config_UART0_callback_receiveend(void)
{
    /* g_rx_data に1バイト受信済み。処理後、再度受信を仕掛ける */
    ring_buffer_push(g_rx_data);
    R_Config_UART0_Receive(&g_rx_data, 1);
}

I2C通信の実装（IICA / 簡易I2C）

RL78のI2Cには2種類あります。用途で使い分けます。

温湿度センサーやEEPROMを1つ読むだけなら簡易I2Cで十分です。バス上に複数マスタがいる、スレーブとして応答する、といった場合はIICAを選びます。

#include "Config_IICA0.h"

#define SENSOR_ADDR  (0x48 << 1)  /* 7bitアドレスを左シフト */
static uint8_t reg = 0x00;
static uint8_t rx[2];

/* レジスタ0x00 を指定して2バイト読み出す */
R_Config_IICA0_Master_Send(SENSOR_ADDR, &reg, 1, 0);   /* 第4引数=継続フラグ */
R_Config_IICA0_Master_Receive(SENSOR_ADDR, rx, 2, 0);
/* 完了は IICA のコールバックで判定 */
int16_t value = (rx[0] << 8) | rx[1];

タイマ（TAU）でPWM・インターバル

TAU（Timer Array Unit）は複数チャネルを持つ汎用タイマで、以下のような用途に使えます。

• インターバルタイマ：一定周期で割り込みを発生（制御周期・ソフトタイマの土台）
• PWM出力：マスタチャネルで周期、スレーブチャネルでデューティを設定し、LED調光やモーター制御へ
• 入力パルス測定：外部信号の周期・パルス幅を計測（流量計・回転数センサー）
• 外部イベントカウント：エンコーダや接点入力のカウント

#include "Config_TAU0_0.h"

/* 1ms インターバルタイマを開始 */
R_Config_TAU0_0_Start();

/* インターバル割り込みコールバック（自動生成）*/
void r_Config_TAU0_0_interrupt(void)
{
    g_msec_tick++;          /* ソフトウェアタイマのカウントアップ */
    if (g_msec_tick % 100 == 0) {
        g_flag_100ms = 1;   /* 100ms ごとの処理要求 */
    }
}

PWMを使う場合は、Smart Configuratorで「インターバルタイマ（PWM出力）」を選び、マスタ／スレーブのチャネルを割り当てます。デューティ比は R_Config_TAU0_n_Set_PWM_Duty() 相当の関数や、コンペアレジスタへの直接書き込みで動的に変更できます。

12bit A/Dコンバータの実装

RL78は12bit逐次比較型（SAR）A/Dコンバータを内蔵します。温度センサー・電圧監視・アナログ入力の読み取りに使います。Smart ConfiguratorでA/D変換チャネル・基準電圧・変換モード（ワンショット／連続）を設定します。

#include "Config_ADC.h"

uint16_t ad_value;

R_Config_ADC_Start();
R_Config_ADC_Set_OperationOn();

/* 変換完了コールバック（自動生成）*/
void r_Config_ADC_interrupt(void)
{
    R_Config_ADC_Get_Result_12bit(&ad_value);
    /* 例：基準電圧 3.3V のとき電圧[mV] に換算 */
    uint32_t mv = ((uint32_t)ad_value * 3300) / 4095;
}

低消費電力モード（HALT/STOP/SNOOZE）

RL78が選ばれる最大の理由のひとつが低消費電力性能です。電池駆動機器では、いかにCPUを止めている時間を長くするかが平均電流を決めます。

SNOOZEモードはRL78の強力な機能です。たとえば「STOP中に一定周期で起き、CPUを起こさずにADCで電圧を測り、しきい値を超えたときだけCPUを起こす」といった動作が可能で、センサーノードの平均電流を桁違いに下げられます。

/* メインループの基本形：処理がなければ眠る */
while (1) {
    if (g_flag_100ms) {
        g_flag_100ms = 0;
        do_periodic_task();
    }
    /* やることが無ければ HALT で待機（割り込みで復帰）*/
    HALT();
}

よくあるトラブルと対策

まとめ

RL78を使った組込みシステム開発・量産設計でお困りのことがあれば、テクノスフィアにお気軽にご相談ください。新規開発はもちろん、生産終了基板の再設計やSTM32など他マイコンへの移植も対応します。

よくある質問（FAQ）