XIAO nRF52840(sense) 与 Zephyr(RTOS)

note

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什么是 RTOS

当今嵌入式系统中最重要的组件之一是 RTOS，即 实时操作系统，它负责从任务调度到执行应用程序的所有工作。

RTOS 旨在提供可预测的执行模式。当处理必须满足系统的时间限制时，就会使用 RTOS。因此，与 GPOS（通用操作系统）相比，RTOS 通常重量轻、体积小，通常仅提供运行特定类型应用程序所需的功能。在某些情况下，开发人员可以修改现有的 RTOS，将其缩减为仅提供特定应用程序所需的功能，并/或定制其功能或性能特性。

什么是 Zephyr

Zephyr 操作系统基于一个小型内核，专为资源受限和嵌入式系统设计：从简单的嵌入式环境传感器和 LED 可穿戴设备到复杂的嵌入式控制器、智能手表和物联网无线应用。

特性

Zephyr 提供了大量且不断增长的功能，包括：

广泛的内核服务套件

Zephyr 提供了许多熟悉的开发服务：

• 多线程服务：支持协作、基于优先级、非抢占式和抢占式线程，以及可选的循环时间片。包括与 POSIX pthreads 兼容的 API 支持。
• 中断服务：用于在编译时注册中断处理程序。
• 内存分配服务：用于动态分配和释放固定大小或可变大小的内存块。
• 线程间同步服务：支持二进制信号量、计数信号量和互斥信号量。
• 线程间数据传递服务：支持基本消息队列、增强消息队列和字节流。
• 电源管理服务：包括全局、应用程序或策略定义的系统电源管理，以及细粒度的驱动程序定义设备电源管理。

多种调度算法

Zephyr 提供了一套全面的线程调度选项：

• 协作和抢占式调度
• 最早截止时间优先（EDF）
• Meta IRQ 调度实现“中断底半部”或“任务处理”行为
• 时间片：在具有相同优先级的抢占线程之间启用时间片
• 多种队列策略：
  • 简单链表就绪队列
  • 红黑树就绪队列
  • 传统多队列就绪队列

支持蓝牙低功耗 5.0

符合蓝牙 5.0 标准（ESR10）并支持蓝牙低功耗控制器（LE 链路层）。包括蓝牙 Mesh 和蓝牙认证准备的蓝牙控制器。

• 通用访问配置文件（GAP），支持所有可能的 LE 角色
• 通用属性配置文件（GATT）
• 配对支持，包括蓝牙 4.2 的安全连接功能
• 干净的 HCI 驱动抽象
• 原始 HCI 接口，可将 Zephyr 作为控制器而不是完整的主机堆栈运行
• 已通过多个流行控制器验证
• 高度可配置

Mesh 支持：

• 中继、好友节点、低功耗节点（LPN）和 GATT 代理功能
• 支持两种配置承载（PB-ADV 和 PB-GATT）
• 高度可配置，适合至少 16k RAM 的设备

参考：Zephyr 项目

入门指南

一旦设置了 Zephyr 工具链并下载了相关 SDK，就可以开始应用程序开发。

对于 Xiao nrf52840，可以参考 板描述文件 以获取更多设置信息。

要对 Xiao nrf52840 进行编程，可以按照以下步骤操作：

1. 构建示例或您的应用程序
2. 插入 Xiao nrf52840
3. 双击 RST 按钮，将设备设置为 uf2 引导加载模式
4. 运行命令 west flash -r uf2 以烧录设备

最简单的示例是在板上运行 "Hello World" 样例。在切换到 Zephyr 安装目录后运行以下命令：

west build -p always -b xiao_ble samples/hello_world

如果您使用的是 Xiao nRF52840 Sense 板，可以通过使用 xiao_ble/nrf52840/sense 替代 xiao_ble 来构建其板定义文件（对于此示例没有区别）：

west build -p always -b xiao_ble/nrf52840/sense samples/hello_world

完成后，进入 uf2 引导加载模式并输入：

west flash -r uf2

找到您的设备端口，在 Ubuntu 中可以通过运行 ls /dev/tty* 并确认插入 USB 后出现的设备来完成。

在我的示例中，我看到 /dev/ttyACM0：

使用 screen 可以连接并监控串口响应：

screen /dev/ttyACM0 115200

您应该会看到类似以下的响应：

*** Booting Zephyr OS build v3.6.0-5403-gd9e2b0c70763 ***
Hello World! xiao_ble/nrf52840

为了帮助使用 Zephyr 与 Xiao 及其扩展板的过程，已构建了一个包含多个覆盖和配置的仓库。此 Wiki 文章中包含的命令假设它位于 Zephyr 根目录的 ../applications/xiao-zephyr-examples 相对路径。可以通过更新路径提供替代路径。

git clone https://github.com/Cosmic-Bee/xiao-zephyr-examples

硬件准备

Seeed Studio XIAO nrf52840 Sense	Seeed Studio 扩展板
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开发者知识

XIAO 扩展板

为了使用 Grove 模块与 Seeed Studio XIAO nrf52840，我们将使用 Seeed Studio XIAO 扩展底板 并将 XIAO nrf52840 连接到扩展板上。

之后，扩展板上的 Grove 接口可以用于连接 Grove 模块。

引脚定义

您需要按照下面的图示，在将 Grove 模块连接到 Seeed Studio XIAO 的 Grove Shield 上的 Grove 接口时使用适当的内部引脚编号。

主要功能

• 板载 LED
• 板载 IMU（传感器）
• 板载麦克风（传感器）
• 蓝牙
• TFLite

板载 LED

在这个示例中，我们将使用 blinky 示例来让板载 LED 闪烁。

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p always -b xiao_ble samples/basic/blinky

双击 RESET 按钮，然后烧录：

west flash -r uf2

您将看到板载红色 LED 开启和关闭，形成闪烁效果。

让我们深入了解这个示例为何能够工作。

相关的示例代码引用了 led0：

#define LED0_NODE DT_ALIAS(led0)
static const struct gpio_dt_spec led = GPIO_DT_SPEC_GET(LED0_NODE, gpios);

这在 Xiao nRF52840 的设备树代码中通过别名定义：

    aliases {
        led0 = &led0;
    };

    leds {
        compatible = "gpio-leds";
        led0: led_0 {
            gpios = <&gpio0 26 GPIO_ACTIVE_LOW>;
            label = "Red LED";
        };
  ...
  }

它对应于板上的 26 号引脚。

对于 Xiao 的引脚，您不需要直接使用 &gpio0 引脚映射，因为板文件提供了一个 Xiao 接口，简化了接口使用。

例如，如果我要引用 D0，我可以将其引用为 &gpio 2 或 &xiao_d 0。

/ {
    xiao_d: connector {
        compatible = "seeed,xiao-gpio";
        #gpio-cells = <2>;
        gpio-map-mask = <0xffffffff 0xffffffc0>;
        gpio-map-pass-thru = <0 0x3f>;
        gpio-map
            = <0 0 &gpio0 2 0>      /* D0 */
            , <1 0 &gpio0 3 0>      /* D1 */
            , <2 0 &gpio0 28 0>     /* D2 */
            , <3 0 &gpio0 29 0>     /* D3 */
            , <4 0 &gpio0 4 0>      /* D4 */
            , <5 0 &gpio0 5 0>      /* D5 */
            , <6 0 &gpio1 11 0>     /* D6 */
            , <7 0 &gpio1 12 0>     /* D7 */
            , <8 0 &gpio1 13 0>     /* D8 */
            , <9 0 &gpio1 14 0>     /* D9 */
            , <10 0 &gpio1 15 0>        /* D10 */
            ;
    };
};

板载 IMU（传感器）

Xiao nrf52840 的主要功能之一是其内置的 IMU 传感器。通过这些数据，可以训练机器学习模型、检测手势、板子的运动等。

为了测试这个功能，我们将使用一个内置的示例，该示例利用 IMU，并查看相关代码为何能够工作。

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p -b xiao_ble/nrf52840/sense samples/sensor/lsm6dsl

双击 RESET 按钮，然后烧录：

west flash -r uf2

接下来，您需要连接以查看输出：

screen /dev/ttyACM0 115200

这应该显示如下内容：

3LSM6DSL sensor samples:

accel x:1.330409 ms/2 y:-1.705484 ms/2 z:9.957133 ms/2
gyro x:0.049632 dps y:-0.070860 dps z:-0.006184 dps
loop:46 trig_cnt:9677

3LSM6DSL sensor samples:

accel x:1.314257 ms/2 y:-1.734198 ms/2 z:9.902696 ms/2
gyro x:-0.220216 dps y:0.032833 dps z:-0.000458 dps
loop:47 trig_cnt:9892

3LSM6DSL sensor samples:

accel x:1.414158 ms/2 y:-1.476371 ms/2 z:9.835697 ms/2
gyro x:0.035430 dps y:-0.132252 dps z:-0.007788 dps
loop:48 trig_cnt:10107

为什么它能够工作？我们可以通过 Zephyr 的 示例代码 来查看。

    const struct device *const lsm6dsl_dev = DEVICE_DT_GET_ONE(st_lsm6dsl);

示例逻辑找到目标板的相关 st_lsm6dsl 设备树对象。我们可以查看 Xiao nrf52840 sense 的设备树，进一步了解其配置：

    lsm6ds3tr-c-en {
        compatible = "regulator-fixed-sync", "regulator-fixed";
        enable-gpios = <&gpio1 8 (NRF_GPIO_DRIVE_S0H1 | GPIO_ACTIVE_HIGH)>;
        regulator-name = "LSM6DS3TR_C_EN";
        regulator-boot-on;
        startup-delay-us = <3000>;
    };

&i2c0 {
    compatible = "nordic,nrf-twim";
    /* Cannot be used together with spi0. */
    status = "okay";
    pinctrl-0 = <&i2c0_default>;
    pinctrl-1 = <&i2c0_sleep>;
    pinctrl-names = "default", "sleep";
    clock-frequency = <I2C_BITRATE_FAST>;

    lsm6ds3tr_c: lsm6ds3tr-c@6a {
        compatible = "st,lsm6dsl";
        reg = <0x6a>;
        irq-gpios = <&gpio0 11 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
        status = "okay";
    };
};

一个 GPIO 被用于启用引脚电源。从定义文件中可以看到它使用了 GPIO1 8。以下是 Xiao nRF52840 原理图 的相关部分：

从这个原理图的高亮部分可以看到 GPIO1 8 是 IMU 的启用引脚。此外 GPIO0 11 是中断引脚。因此，这在上述设备树片段中得到了反映。

板载麦克风（传感器）

Xiao nrf52840 的主要功能之一是其内置麦克风。与 IMU 类似，它通过使用麦克风支持许多机器学习应用。

为了测试这个功能，我们将使用一个内置的示例，该示例利用麦克风，并查看相关代码为何能够工作。

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p -b xiao_ble/nrf52840/sense samples/drivers/audio/dmic

双击 RESET 按钮，然后烧录固件：

west flash -r uf2

接下来，您需要连接以查看输出：

screen /dev/ttyACM0 115200

这应该会显示如下内容：

[00:00:00.297,088] <inf> dmic_sample: PCM 输出速率: 16000, 通道数: 1
[00:00:00.297,119] <inf> dmic_nrfx_pdm: PDM 时钟频率: 1280000, 实际 PCM 速率: 16000
[00:00:00.397,216] <inf> dmic_sample: 0 - 获取到缓冲区 0x20008380，大小为 3200 字节
[00:00:00.497,222] <inf> dmic_sample: 1 - 获取到缓冲区 0x20006a80，大小为 3200 字节
[00:00:00.597,229] <inf> dmic_sample: 2 - 获取到缓冲区 0x20005180，大小为 3200 字节
[00:00:00.697,235] <inf> dmic_sample: 3 - 获取到缓冲区 0x20008380，大小为 3200 字节
[00:00:00.797,241] <inf> dmic_sample: 4 - 获取到缓冲区 0x20006a80，大小为 3200 字节
[00:00:00.897,247] <inf> dmic_sample: 5 - 获取到缓冲区 0x20005180，大小为 3200 字节
[00:00:00.997,222] <inf> dmic_sample: 6 - 获取到缓冲区 0x20008380，大小为 3200 字节
[00:00:01.097,229] <inf> dmic_sample: 7 - 获取到缓冲区 0x20006a80，大小为 3200 字节
[00:00:01.097,259] <inf> dmic_sample: PCM 输出速率: 16000, 通道数: 2
[00:00:01.097,259] <inf> dmic_nrfx_pdm: PDM 时钟频率: 1280000, 实际 PCM 速率: 16000
[00:00:01.197,387] <inf> dmic_sample: 0 - 获取到缓冲区 0x20008380，大小为 6400 字节
[00:00:01.297,393] <inf> dmic_sample: 1 - 获取到缓冲区 0x20005180，大小为 6400 字节
[00:00:01.397,399] <inf> dmic_sample: 2 - 获取到缓冲区 0x20006a80，大小为 6400 字节
[00:00:01.497,375] <inf> dmic_sample: 3 - 获取到缓冲区 0x20008380，大小为 6400 字节
[00:00:01.597,381] <inf> dmic_sample: 4 - 获取到缓冲区 0x20005180，大小为 6400 字节
[00:00:01.697,387] <inf> dmic_sample: 5 - 获取到缓冲区 0x20006a80，大小为 6400 字节
[00:00:01.797,393] <inf> dmic_sample: 6 - 获取到缓冲区 0x20008380，大小为 6400 字节
[00:00:01.897,399] <inf> dmic_sample: 7 - 获取到缓冲区 0x20005180，大小为 6400 字节
[00:00:01.897,399] <inf> dmic_sample: 退出

为什么它能工作？

我们可以通过 Zephyr 的 GitHub 仓库查看 示例代码。

此示例展示了以下内容：

这是一个非常简单的应用程序，旨在展示如何使用 :ref:Audio DMIC API，同时也为开发实现此 API 的驱动程序提供帮助。它执行了两次 PDM 传输，使用了不同的配置（单通道和双通道），但并未对接收到的音频数据进行任何处理。

const struct device *const dmic_dev = DEVICE_DT_GET(DT_NODELABEL(dmic_dev));

示例逻辑会找到目标板的 dmic_dev 设备树对象。我们可以查看 Xiao nRF52840 Sense 的设备树，进一步了解其配置方式：

/ {
    msm261d3526hicpm-c-en {
        compatible = "regulator-fixed";
        enable-gpios = <&gpio1 10 (NRF_GPIO_DRIVE_S0H1 | GPIO_ACTIVE_HIGH)>;
        regulator-name = "MSM261D3526HICPM-C-EN";
    };
}

&pdm0 {
    pinctrl-0 = <&pdm0_default>;
    pinctrl-1 = <&pdm0_sleep>;
    pinctrl-names = "default", "sleep";
    clock-source = "PCLK32M";
};

在示例项目的 overlay 文件中，此调节器被启用：

/ {
    msm261d3526hicpm-c-en {
        regulator-boot-on;
    };
};

dmic_dev: &pdm0 {
    status = "okay";
};

一个 GPIO 被用来启用引脚电源。以下是 Xiao nRF52840 原理图 中相关部分的高亮：

从该原理图高亮部分可以看到，GPIO1 10 是麦克风的使能引脚。

蓝牙

要测试此设置，我们可以使用 Zephyr 的现有示例：

west build -p always -b xiao_ble samples/bluetooth/observer

烧录到开发板：

west flash -r uf2

烧录完成后，等待 MCU 重置并连接监控：

screen /dev/ttyACM0 115200

您将看到一个控制台，可以向开发板发送命令：

*** Booting Zephyr OS build v3.6.0-5403-gd9e2b0c70763 ***
Starting Observer Demo
Started scanning...
Exiting main thread.
Device found: EC:11:27:22:AF:D2 (public) (RSSI -74), type 0, AD data len 31
Device found: 0D:9A:BE:8D:10:FC (random) (RSSI -81), type 3, AD data len 31
Device found: D2:70:D8:F2:6F:C4 (random) (RSSI -68), type 0, AD data len 20
Device found: 72:7C:3C:87:E2:17 (random) (RSSI -77), type 0, AD data len 17
Device found: 65:65:23:B9:AD:EC (random) (RSSI -68), type 0, AD data len 17
Device found: 6D:39:26:C2:94:B5 (random) (RSSI -70), type 0, AD data len 18

CONFIG_BT=y
CONFIG_BT_OBSERVER=y

配置文件 启用了 Zephyr 构建的蓝牙相关功能。

TFLite - Hello World

启用 Zephyr 的 TFLite 并更新：

west config manifest.project-filter -- +tflite-micro
west update

构建示例并烧录到开发板：

west build -p always -b xiao_ble samples/modules/tflite-micro/hello_world

烧录到开发板：

west flash -r uf2

烧录完成后，等待 MCU 重置并连接监控：

screen /dev/ttyACM0 115200

您将从控制台看到返回的结果：

*** Booting Zephyr OS build v3.6.0-5403-gd9e2b0c70763 ***
x_value: 1.0*2^-127, y_value: 1.0*2^-127

x_value: 1.2566366*2^-2, y_value: 1.4910772*2^-2

x_value: 1.2566366*2^-1, y_value: 1.1183078*2^-1

x_value: 1.8849551*2^-1, y_value: 1.677462*2^-1

x_value: 1.2566366*2^0, y_value: 1.9316229*2^-1

x_value: 1.5707957*2^0, y_value: 1.0420598*2^0

x_value: 1.8849551*2^0, y_value: 1.9146791*2^-1

x_value: 1.0995567*2^1, y_value: 1.6435742*2^-1

x_value: 1.2566366*2^1, y_value: 1.0674761*2^-1

x_value: 1.4137159*2^1, y_value: 1.8977352*2^-3

关于 TFLite 的更多信息超出了本指南的范围，但示例展示了设备的功能以及运行 TFLite 设置所需的组件。

额外组件

• Grove - 扩展板 - I2C 显示屏
• Grove - 扩展板 - 按钮
• Grove - 扩展板 - 蜂鸣器
• Grove - 扩展板 - SD 卡
• Grove - 温湿度传感器 (SHT31)
• 1.69 英寸 LCD 显示模块，240×280 分辨率，SPI 接口
• Xiao 圆形显示屏
• Xiao 圆形显示屏 - SD 卡

Grove - 扩展板 - I2C 显示屏

要测试此设置，我们可以使用 Zephyr 的现有示例：

west build -p always -b xiao_ble samples/drivers/display --  -DSHIELD=seeed_xiao_expansion_board
west flash -r uf2

您将看到显示屏显示多个黑色方块，并在角落有一个闪烁的方块，因为此显示屏仅支持两种颜色。

让我们深入了解此示例为何有效：

/ {
    chosen {
      zephyr,display = &ssd1306;
    };
};

&xiao_i2c {
  status = "okay";

  ssd1306: ssd1306@3c {
    compatible = "solomon,ssd1306fb";
    reg = <0x3c>;
    width = <128>;
    height = <64>;
    segment-offset = <0>;
    page-offset = <0>;
    display-offset = <0>;
    multiplex-ratio = <63>;
    segment-remap;
    com-invdir;
    prechargep = <0x22>;
  };
};

扩展板在 0x3C 寄存器上设置了一个 SSD1306 OLED 屏幕。它在 chosen 部分中被选为 Zephyr 的显示屏。

Grove - 扩展板 - 按钮

要测试此设置，我们可以使用 Zephyr 的现有示例：

west build -p always -b xiao_ble samples/basic/button -- -DSHIELD=seeed_xiao_expansion_board

烧录到您的开发板：

west flash -r uf2

烧录后等待 MCU 重置，并连接到监视器：

screen /dev/ttyACM0 115200

按下按钮时，示例会触发板载 LED 点亮。

您将在控制台上看到返回的结果：

*** Booting Zephyr OS build v3.6.0-5403-gd9e2b0c70763 ***
Set up button at gpio@50000000 pin 3
Set up LED at gpio@50000000 pin 26
Press the button
Button pressed at 839637
Button pressed at 857904
Button pressed at 883367
Button pressed at 1001258

让我们深入了解此示例为何有效：

/ {
    aliases {
      sw0 = &xiao_button0;
    };

    buttons {
      compatible = "gpio-keys";
      xiao_button0: button_0 {
        gpios = <&xiao_d 1 (GPIO_PULL_UP | GPIO_ACTIVE_LOW)>;
        label = "SW0";
        zephyr,code = <INPUT_KEY_0>;
      };
    };
};

扩展板/覆盖文件用于设置各种板载组件。通过此文件，按钮示例可以被利用，因为覆盖文件允许 Zephyr 配置按钮并使其可用于相关代码。

在此示例中，Xiao nrf52840 的 D1 引脚被设置为按钮，并通过覆盖文件将其别名为 sw0，以便示例代码可以使用它。

Grove - 扩展板 - 蜂鸣器

我们将使用 blinky PWM 示例通过 PWM 信号控制蜂鸣器的激活。为此，我们将使用一个自定义覆盖文件，该文件为 A3 引脚启用了 PWM。

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p always -b xiao_ble samples/basic/blinky_pwm -- -DDTC_OVERLAY_FILE="$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/xiao-nrf52480/xiao_expansion_buzzer.overlay"

烧录后，您应该会听到一系列的蜂鸣声，随着示例的运行，声音会发生变化。

让我们看看为什么它有效：

&pwm0 {
    status = "disabled";
};

&sw_pwm {
    status = "okay";
    channel-gpios = <&gpio0 29 PWM_POLARITY_INVERTED>;
};

&pwm_led0 {
    pwms = <&sw_pwm 0 PWM_MSEC(20) PWM_POLARITY_INVERTED>;
};

覆盖文件为引脚 29 配置了 PWM 逻辑，该引脚对应于 Xiao nrf52840 引脚图中的 A3 引脚。

Grove - 扩展板 - SD 卡

我们将在此处使用文件系统示例以及 Xiao 扩展板屏蔽来尝试通过 SPI 与 SD 卡读卡器交互。扩展板屏蔽已将 CS 引脚配置为与 &xiao_d 2 引脚关联，因此除了添加屏蔽外，您无需为板子关联此功能做任何工作。为了进一步准备，我们使用了一个启用 SD 卡功能的自定义配置。

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p always -b xiao_ble samples/subsys/fs/fs_sample -- -DEXTRA_CONF_FILE="$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/xiao_expansion_sd.conf" -DSHIELD=seeed_xiao_expansion_board

现在烧录并监视（首先按两次 RESET 进入 uf2 引导加载模式）：

west flash -r uf2

您应该会看到类似以下的响应：

*** Booting Zephyr OS build v3.6.0-5403-gd9e2b0c70763 ***
[00:00:00.483,367] <inf> sd: Maximum SD clock is under 25MHz, using clock of 24000000Hz
[00:00:00.483,856] <inf> main: Block count 15519744
Sector size 512
Memory Size(MB) 7578
Disk mounted.

Listing dir /SD: ...
[FILE] IMAGE1.JPG (size = 58422)
[FILE] IMAGE2.JPG (size = 97963)

在此示例中，我的 SD 卡中有两个文件。它们的名称和大小被输出到控制台。

让我们看看这里的相关元素：

CONFIG_SPI=y
CONFIG_DISK_DRIVER_SDMMC=y
CONFIG_GPIO=y

在相关配置中，我们启用了 SPI、SDMMC 磁盘驱动程序和 GPIO。如果没有这个配置，覆盖文件会导致错误，因为示例无法找到 SD 卡。

Xiao 扩展板屏蔽的相关部分如下所示：

&xiao_spi {
    status = "okay";
    cs-gpios = <&xiao_d 2 GPIO_ACTIVE_LOW>;

    sdhc0: sdhc@0 {
        compatible = "zephyr,sdhc-spi-slot";
        reg = <0>;
        status = "okay";
        mmc {
            compatible = "zephyr,sdmmc-disk";
            status = "okay";
        };
        spi-max-frequency = <24000000>;
    };
};

如前所述，&xiao_d 2 引脚映射用于允许选择 D2 引脚，无论使用的板子是什么，只要它支持 &xiao_d 引脚设置即可。

Grove - 温湿度传感器 (SHT31)

首先焊接引脚并将 Xiao nrf52840 连接到扩展板。然后使用 Grove 连接线将 Grove SHT31 连接到扩展板上的一个 I2C 端口。

为了测试此设置，我们可以使用 Zephyr 的现有示例：

west build -p always -b xiao_ble samples/sensor/sht3xd -- -DDTC_OVERLAY_FILE=$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/sht31.overlay

将板子切换到 uf2 引导模式后进行烧录：

west flash -r uf2

烧录完成后等待 MCU 重置并连接到监视器：

screen /dev/ttyACM0 115200

您将在控制台中看到返回的结果：

*** Booting Zephyr OS build v3.6.0-5403-gd9e2b0c70763 ***
SHT3XD: 25.68 Cel ; 54.73 %RH
SHT3XD: 25.75 Cel ; 55.44 %RH
SHT3XD: 25.79 Cel ; 55.95 %RH
SHT3XD: 25.82 Cel ; 55.93 %RH
SHT3XD: 25.84 Cel ; 56.07 %RH
SHT3XD: 25.84 Cel ; 55.69 %RH

让我们深入了解这个示例，看看它为什么有效：

 &xiao_i2c {
    sht3xd@44 {
            compatible = "sensirion,sht3xd";
            reg = <0x44>;
        };
    };

应用覆盖文件用于设置各种板子组件。使用此文件，SHT31 示例可以被利用，因为覆盖文件通知 示例逻辑 如何为我们的板子配置传感器。

1.69 英寸 LCD 显示模块，240×280 分辨率，SPI 接口

在此示例中，我们将使用 SPI 连接到一个 240x280 分辨率的 1.69 英寸 LCD。

首先根据以下图像将板子连接到 LCD 屏幕（在此示例中，我们使用 Xiao nrf52840，但连接的引脚布局相同）。

1.69 英寸 LCD SPI 显示屏	XIAO nrf52840
VCC	3V3
GND	GND
DIN	D10
CLK	D8
CS	D1
DC	D3
RST	D0
BL	D6

现在我们可以构建并烧录固件：

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p always -b xiao_ble samples/drivers/display -- -DDTC_OVERLAY_FILE=$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/240x280_st7789v2.overlay -DEXTRA_CONF_FILE=$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/240x280_st7789v2.conf
west flash -r uf2

烧录新固件后，设备现在显示与之前扩展板上的演示屏幕相同的内容，只是更新为通过 SPI 的彩色 LCD。

Xiao 圆形显示屏

为了测试此设置，我们可以使用 Zephyr 的现有示例：

west build -p always -b xiao_ble samples/drivers/display --  -DSHIELD=seeed_xiao_round_display

进入引导模式并烧录设备：

west flash -r uf2

您将看到一个显示屏，显示多个彩色角落，其中一个黑色角落在闪烁。

另一个示例展示了触摸屏的使用：

west build -p always -b xiao_ble samples/modules/lvgl/demos --  -DSHIELD=seeed_xiao_round_display -DCONFIG_LV_Z_DEMO_MUSIC=y

这里展示的音乐演示只是实际屏幕的一部分，但仍然展示了触摸屏的功能。如您所见，触摸播放按钮会启动音乐动画。

从 屏蔽文件 可以看出，这通过 SPI 接口与 GC9A01 圆形显示驱动程序和通过 I2C 接口与 CHSC6X 触摸模块进行交互。

让我们深入了解这个示例，看看它如何工作：

/ {
    chosen {
      zephyr,display = &gc9a01_xiao_round_display;
    };

    lvgl_pointer {
        compatible = "zephyr,lvgl-pointer-input";
        input = <&chsc6x_xiao_round_display>;
    };
};

/*
 * xiao_serial 使用 Xiao 的 D6 和 D7 引脚，这些引脚分别用于
 * 控制屏幕背光和作为触摸控制器中断。
 */
&xiao_serial {
    status = "disabled";
};

&xiao_i2c {
    clock-frequency = < I2C_BITRATE_FAST >;

    chsc6x_xiao_round_display: chsc6x@2e {
        status = "okay";
        compatible = "chipsemi,chsc6x";
        reg = <0x2e>;
        irq-gpios = <&xiao_d 7 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    };
};

&xiao_spi {
    status = "okay";
    cs-gpios = <&xiao_d 1 GPIO_ACTIVE_LOW>, <&xiao_d 2 GPIO_ACTIVE_LOW>;

    gc9a01_xiao_round_display: gc9a01@0 {
        status = "okay";
        compatible = "galaxycore,gc9x01x";
        reg = <0>;
        spi-max-frequency = <DT_FREQ_M(100)>;
        cmd-data-gpios = <&xiao_d 3 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
        pixel-format = <PANEL_PIXEL_FORMAT_RGB_565>;
        width = <240>;
        height = <240>;
        display-inversion;
    };
};

此屏蔽文件完成以下操作：

• 选择 GC9A01 显示屏作为 Zephyr 的选定显示屏
• 设置 LVGL 指针逻辑以使用 CHSC6X 模块
• 禁用串口，因为引脚用于背光和触摸中断（如上所示：irq-gpios = <&xiao_d 7 GPIO_ACTIVE_LOW>;）
• 使用 D1、D2 和 D3 引脚通过 SPI 配置圆形显示屏

示例逻辑依赖于 LVGL 演示示例代码，可以进一步研究。

Xiao 圆形显示屏 - SD 卡

我们将在这里使用文件系统示例以及 Xiao 扩展板盾尝试通过 SPI 接口与 SD 卡读卡器进行交互。扩展板盾已将 CS 引脚配置为与 &xiao_d 2 引脚关联，因此除了添加扩展板外，您无需为将此功能与板子关联做额外工作。为了进一步准备，我们使用了一个启用 SD 卡功能的自定义配置。

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p always -b xiao_ble samples/subsys/fs/fs_sample -- -DEXTRA_CONF_FILE="$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/xiao_expansion_sd.conf" -DSHIELD=seeed_xiao_round_display

现在进行烧录和监控（首先按两次 RESET 进入 uf2 引导模式）：

west flash -r uf2

烧录完成后等待 MCU 重置并连接监控：

screen /dev/ttyACM0 115200

您应该会看到类似以下的响应：

*** Booting Zephyr OS build v3.6.0-5403-gd9e2b0c70763 ***
[00:00:00.491,485] <inf> sd: Maximum SD clock is under 25MHz, using clock of 24000000Hz
[00:00:00.491,973] <inf> main: Block count 15519744
Sector size 512
Memory Size(MB) 7578
Disk mounted.

Listing dir /SD: ...
[FILE] IMAGE1.JPG (size = 58422)
[FILE] IMAGE2.JPG (size = 97963)

如预期，文件内容以类似 Xiao 扩展板 SD 卡示例的方式显示。

以下是圆形显示屏扩展板相关部分的配置：

&xiao_spi {
    status = "okay";
    cs-gpios = <&xiao_d 1 GPIO_ACTIVE_LOW>, <&xiao_d 2 GPIO_ACTIVE_LOW>;

    sdhc_xiao_round_display: sdhc@1 {
        compatible = "zephyr,sdhc-spi-slot";
        reg = <1>;
        status = "okay";
        mmc {
            compatible = "zephyr,sdmmc-disk";
            status = "okay";
        };
        spi-max-frequency = <DT_FREQ_M(24)>;
    };
};

D2 被用作 SD 卡的 CS 引脚。

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