Renesas RX マイコン入門
SCI・RIIC・MTU・ADCを
FITモジュールで実装する

はじめに：RXファミリとは

RXは、ルネサス エレクトロニクスが独自開発した32bit CISCコア（RXv1/v2/v3）を搭載するマイコンファミリです。高い演算性能とコード効率、FPU内蔵による浮動小数点演算、豊富な内蔵周辺を備え、日本の産業機器・FA・計測・HMI・モーター制御で広く採用されています。

16bitの RL78 が小規模・超低消費電力向けなのに対し、RXは「もう少し性能と容量が欲しい」「イーサネットやTFT表示を付けたい」「モーターを回したい」といった中〜大規模な組込みシステムに向きます。本記事ではRXの全体像と、周辺機能をFITモジュールで実装する流れを入門者向けに解説します。

RX100/200/600/700の選び方

選定は「必要な処理性能・フラッシュ/RAM容量・内蔵周辺（イーサネット、TFTコントローラ、CAN、USB、高精度ADC）」から逆算します。たとえばタッチパネルHMIならRX65N、サーボ/インバータ制御ならRX66T、産業用イーサネット対応ならRX72Mが定番です。

開発環境・FIT・Smart Configurator

RX開発の標準構成は次のとおりです。

FITはRX開発の中核です。r_sci_rx（シリアル）、r_riic_rx（I2C）、r_s12ad_rx（12bit A/D）といった周辺ドライバをSmart Configuratorで追加すると、統一されたAPIでペリフェラルを操作できます。レジスタ直叩きが減り、品種変更時の移植も容易になります。

SCIでUART通信

SCI（Serial Communications Interface）はRXの汎用シリアルで、調歩同期（UART）・クロック同期（簡易SPI）・簡易I2Cに対応します。ここではFITの r_sci_rx を使ったUART送受信を示します。

#include "r_sci_rx_if.h"

static sci_hdl_t   s_sci_handle;
static sci_cfg_t   s_sci_cfg;

/* SCIチャネルをUARTモードで開く */
s_sci_cfg.async.baud_rate    = 115200;
s_sci_cfg.async.clk_src      = SCI_CLK_INT;
s_sci_cfg.async.data_size    = SCI_DATA_8BIT;
s_sci_cfg.async.parity_en    = SCI_PARITY_OFF;
s_sci_cfg.async.stop_bits    = SCI_STOPBITS_1;
s_sci_cfg.async.int_priority = 3;
R_SCI_Open(SCI_CH6, SCI_MODE_ASYNC, &s_sci_cfg, sci_callback, &s_sci_handle);

/* 送信 */
uint8_t msg[] = "Hello RX!\r\n";
R_SCI_Send(s_sci_handle, msg, sizeof(msg) - 1);

/* 受信（リングバッファ経由）*/
uint8_t c;
if (R_SCI_Receive(s_sci_handle, &c, 1) == SCI_SUCCESS) {
    /* 1バイト受信 */
}

FITのSCIモジュールは内部に送受信バッファを持つため、割り込み処理やリングバッファを自前で書く手間が減ります。コールバック関数で受信エラーや受信完了イベントを受け取れます。

RIICでI2C通信

本格的なI2Cには専用ユニットRIICを使います。FITの r_riic_rx を使うと、マスタ送受信・クロックストレッチ・マルチマスタを統一APIで扱えます。

#include "r_riic_rx_if.h"

riic_info_t  iic;
uint8_t      slave_adr = 0x48;   /* 7bit 右詰め（シフト不要：FITが処理）*/
uint8_t      reg   = 0x00;
uint8_t      rx[2];

iic.dev_sts    = RIIC_NO_INIT;
iic.ch_no      = 0;
iic.p_slv_adr  = &slave_adr;     /* スレーブアドレスはポインタで渡す */

R_RIIC_Open(&iic);

/* レジスタ指定して2バイト読み出し（リスタート）*/
iic.p_data1st  = ®  iic.cnt1st = 1;
iic.p_data2nd  = rx;    iic.cnt2nd = 2;
R_RIIC_MasterReceive(&iic);
/* iic.dev_sts == RIIC_FINISH を待って結果を使う */
int16_t value = (rx[0] << 8) | rx[1];

MTUでPWM・タイマ

MTU（Multi-Function Timer Pulse Unit）は、RXの高機能タイマです。インターバル割り込み、PWM出力、相補PWM（デッドタイム付き）、入力キャプチャ、位相計数（エンコーダ）などに対応し、モーター制御の中核になります。

• PWMモード：LED調光・ファン制御・DCモーター制御
• 相補PWM＋デッドタイム：3相インバータ・BLDC/PMSM駆動
• 入力キャプチャ：パルス周期・幅の測定
• 位相計数モード：2相エンコーダの正逆カウント

モーター制御で本格的なリアルタイム制御を行う場合は、MTUのPWMとA/D変換開始トリガを同期させ、キャリア周期ごとに電流を取得して制御演算を回す構成が定石です。より高度なモーター制御専用機としては TI C2000 も選択肢になります。

12bit ADCの実装

RXは12bit逐次比較型A/Dコンバータ（S12AD）を内蔵します。FITの r_s12ad_rx でチャネル・トリガ・スキャンモードを設定します。

#include "r_s12ad_rx_if.h"

adc_cfg_t   adc_cfg;
adc_ch_cfg_t ch_cfg;
uint16_t    ad_val;

adc_cfg.resolution  = ADC_RESOLUTION_12_BIT;
adc_cfg.alignment   = ADC_ALIGN_RIGHT;
adc_cfg.trigger     = ADC_TRIG_SOFTWARE;
/* r_s12ad_rx の公開APIは R_ADC_ プレフィクス。第1引数 unit は数値（0/1）*/
R_ADC_Open(0, ADC_MODE_SS_ONE_CH, &adc_cfg, NULL);

ch_cfg.chan_mask    = ADC_MASK_CH0;
R_ADC_Control(0, ADC_CMD_ENABLE_CHANS, &ch_cfg);

R_ADC_Control(0, ADC_CMD_SCAN_NOW, NULL);
/* 変換完了を待って結果取得 */
R_ADC_Read(ADC_REG_CH0, &ad_val);
uint32_t mv = ((uint32_t)ad_val * 3300) / 4095;  /* 基準3.3V時 */

制御用途では、ソフトウェアトリガではなくMTUやタイマからのハードウェアトリガでスキャンを開始し、変換完了割り込みで結果を取り込むのが一般的です。

よくあるトラブルと対策

まとめ

RXを使った産業機器・制御システムの開発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。要件定義・回路設計支援・ファームウェア開発・量産まで一貫して対応します。

よくある質問（FAQ）