Seeed Studio XIAO nRF52840 (Sense) 开发板

作为 Seeed Studio XIAO 系列的首款无线产品， Seeed Studio XIAO nRF52840 配备了功能强大的 Nordic nRF52840 MCU， 集成了 蓝牙 5.0 连接。 同时，它具有 小巧精致的外形， 可用于可穿戴设备和物联网项目。 单面表面贴装设计 和 板载 蓝牙天线 可以极大地方便物联网项目的快速部署。

此外，该板还有一个高级版本，Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense。 它集成了两个额外的板载传感器。 其中之一是脉冲密度调制 （PDM） 数字麦克风。它可以实时接收音频数据，从而可用于音频识别。另一个是 6 轴惯性测量单元 （IMU）,该 IMU 在手势识别等 TinyML 项目中非常有用。这些板载传感器为用户提供了极大的便利，而电路板是超小的。

与Seeed Studio XIAO RP2040相比，Seeed Studio XIAO nRF52840包含 更丰富的接口。 首先要注意的是， 近场通信（NFC）接口在板上是可用的。 其次，在Type-C接口的侧面有一个微小的重置按钮。 在另一侧，有一个 三合一LED（用户LED） 和一个充电LED ，用于在连接电池时指示充电状态。 有 11个数字I/O 可以用作PWM 引脚 和 6个模拟I/O 可以用作ADC 引脚。它支持所有三种常见的串行接口，如 UART, I2C, and SPI。与Seeed Studio XIAO RP2040相同，它有一个2 MB的板载闪存，这意味着它也可以使用Arduino, MicroPython, CircuitPython,或其他编程语言进行编程。

Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense 兼容 Seeed Studio XIAO 扩展板。

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特征

• 强大的无线功能：带板载天线的蓝牙 5.0
• 强大的 CPU：Nordic nRF52840，带 FPU 的 ARM® Cortex-M4® 32 位处理器，64 MHz
• 超低功耗：待机功耗小于 5μA
• 电池充电芯片：支持锂电池充放电管理
• 板载 2 MB 闪存
• 板载 PDM 麦克风（仅适用于 Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense）
• 板载 6 轴 LSM6DS3TR-C IMU（仅在 Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense 中）
• 超小尺寸：20 x 17.5mm，Seeed Studio XIAO 系列经典外形尺寸，适用于可穿戴设备
• 丰富的接口：1xUART、1xI2C、1xSPI、1xNFC、1xSWD、11xGPIO（PWM）、6xADC
• 单面组件，表面贴装设计

规格比较

项目	Seeed Studio XIAO SAMD21	Seeed Seeed Studio XIAO RP2040	Seeed Seeed Studio XIAO nRF52840	Seeed Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense
处理器	SAMD21 M0+@48MHz	RP2040 双核 M0+@133Mhz	nRF52840 M4F@64MHz	nRF52840 M4F@64MHz
无线连接	不适用	不适用	蓝牙 5.0/BLE/NFC	蓝牙 5.0/BLE/NFC
记忆	32 KB SRAM、256KB 闪存	264 KB SRAM，2MB板载闪存	256 KB RAM，1MB 闪存，2MB 板载闪存	256 KB RAM，1MB 闪存，2MB 板载闪存
内置传感器	不适用	不适用	不适用	6 自由度 IMU （LSM6DS3TR-C），PDM 麦克风
接口	I2C/UART/SPI 接口	I2C/UART/SPI 接口	I2C/UART/SPI 接口	I2C/UART/SPI 接口
PWM/模拟引脚	11/11	11/4	11/6	11/6
板载按钮	不适用	复位/启动按钮	复位按钮	复位按钮
Onboard LEDs	不适用	全彩RGB/三合一LED	三合一 LED/充电 LED LED	三合一 LED/充电 LED
Battery Charge Chip	不适用	不适用	BQ25101	BQ25101
编程语言	Arduino/ CircuitPython	Arduino/ MicroPython/ CircuitPython	Arduino/ MicroPython/ CircuitPython	Arduino/ MicroPython/ CircuitPython

硬件概述

两个 Arduino 库

Seeed Studio XIAO nRF52840 将许多功能组装在一块小板上，有时可能无法发挥最佳性能。 因此，Seeed 发布了两个 Arduino 库， 以最大限度地发挥每个功能的功能。因此:

• 如果您想应用蓝牙功能 和 "低能耗功能" ，建议使用该库Seeed nRF52 Boards
• 如果您想在嵌入式机器学习应用程序 中使用它或应用 "IMU 和 PDM 高级功能"，建议使用该库。Seeed nRF52 mbed-enabled Boards
• 这两个库在基本用法方面都支持得很好，例如 LED, Digital, Analog, Serial, I2C, SPI.

这两个库支持的 Pin 定义可能略有不同，Seeed 会不断更新 wiki，直到它清晰为止。

tip

1. 如果使用 Seeed nRF52 开发板的板载封装，则可能无法编译 Serial 函数。解决方案是在代码中添加 “#include <Adafruit_TinyUSB.h>” 行。您可以从以下位置下载此软件包： https://github.com/adafruit/Adafruit_TinyUSB_Arduino

2. 如果您更喜欢更简单的方法，您可以从一开始就选择支持 Seeed nRF52 mbed 的开发板。它支持编译 Serial 函数，无需额外修改。

开始

首先，我们将Seeed Studio XIAO nRF52840（Sense）连接到计算机，并从Arduino IDE上传一个简单的代码，以检查电路板是否运行良好。

硬件设置

您需要准备以下内容：

• 1 x Seeed Studio XIAO nRF52840 或 Studio XIAO nRF52840 Sense
• 1 x 电脑
• 1 x USB Type-C 数据线

tip

某些 USB 电缆只能供电，无法传输数据。如果您没有 USB 数据线或不知道 USB 数据线是否可以传输数据，您可以查看Seeed USB Type-C support USB 3.1.

通过 USB Type-C 数据线将 Seeed Studio XIAO nRF52840 （Sense） 连接到您的计算机。

软件设置

• 步骤 1. 根据您的操作系统下载并安装最新版本的Arduino IDE

• 步骤 2. 启动Arduino应用程序

• 步骤 3. 将 Seeed Studio XIAO nRF52840 （Sense） 开发板包添加到您的 Arduino IDE

导航到 文件 > 首选项, 然后使用以下网址填写 "其他主板管理器 URL" ： https://files.seeedstudio.com/arduino/package_seeeduino_boards_index.json

导航到 工具 > 开发板 > 开发板管理器..., 在搜索框中键入关键字 "seeed nrf52" ，选择所需的开发板的最新版本，然后安装它。您可以同时安装两者。

• 步骤 4. 选择您的主板和端口

开发板

安装开发板包后，导航到工具>开发板，然后选择所需的开发板，继续选择"Seeed XIAO nRF52840 Sense"。现在我们已经完成了 Arduino IDE 的 Seeed Studio XIAO nRF52840 （Sense） 的设置。

端口

导航到工具>端口，然后选择连接的 Seeed Studio XIAO nRF52840 （Sense） 的串行端口名称。这可能是 COM3 或更高版本 (COM1 和COM2 通常保留用于硬件串行端口)。连接的 Seeed Studio XIAO nRF52840 （Sense） 的串口通常包含括号，用于Seeed Studio XIAO nRF52840 用于 Seeed Studio XIAO nRF52840 或 Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense 用于Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense。

• 步骤 5. 导航到 文件>示例>01.Basics > Blink 打开 Blink 示例

• 步骤 6. 单击 上传 按钮，将 Blink 示例代码上传到开发板

上传后，您将看到内置的红色 LED 闪烁，每次闪烁之间有 1 秒的延迟。这意味着连接成功，现在您可以使用 Seeed Studio XIAO nRF52840 （Sense） 探索更多项目！

使用内置的三合一 LED

Seeed Studio XIAO nRF52840 (Sense) 有 板载 3 合 一 LED ，用户可编程。现在您将学习如何使用 Arduino 逐个控制 RGB 颜色！

您首先必须了解，当由代码控制时，此 LED 的行为与往常不同。当我们发出低电平信号时，LED 会亮起，当我们发出 高电平信号，LED 会熄灭。 这是因为该 LED 由公共阳极控制，并且仅在低电平信号时亮起。

示例代码如下：

void setup() {
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);   
}

在这里，即使使用 高电平信号LED 也会熄灭，你需要将 高电平信号 替换为 低电平信号 才能使LED亮起。

请参阅以下 LED 的引脚映射，并在代码中使用它们：

• 红色 LED = LED_BUILTIN 或 LED_RED
• 蓝色 LED = LED_BLUE
• 绿色 LED = LED_GREEN

功耗验证

Seeed Studio XIAO nRF52840 是低功耗的，这里我们提供一种验证方法。强烈建议在此处使用该库。 Seeed nRF52 Boards

• 步骤 1. 使用 JLink Downloader 刷新Seeed Studio XIAO nRF52840 (Sense)的引导加载程序固件。

note

如果您使用的是 Seeed Studio XIAO nRF52840 的出厂固件，或者从未对 Seeed Studio XIAO nRF52840 的固件进行过更改，则可以跳过此步骤。

• 步骤 2. 使用此处的库。Seeed nRF52 Boards

  

• 步骤 3. 在此处上传 deep_sleep 演示并使用 Arduino 运行

// MIT 许可 (MIT)
// Copyright (c) 2019 Ha Thach for Adafruit Industries

#include "SdFat.h"
#include "Adafruit_SPIFlash.h"

// 如果使用自定义 SPI 和 SS（例如 FRAM 扩展板），请取消注释
// #define CUSTOM_CS   A5
// #define CUSTOM_SPI  SPI

#if defined(CUSTOM_CS) && defined(CUSTOM_SPI)
  Adafruit_FlashTransport_SPI flashTransport(CUSTOM_CS, CUSTOM_SPI);

#elif defined(ARDUINO_ARCH_ESP32)
  // ESP32 使用相同的闪存设备来存储代码
  // 因此无需指定 SPI 和 SS
  Adafruit_FlashTransport_ESP32 flashTransport;

#else
  // 如果支持外部闪存（QSPI 或 SPI），则您的板子变种文件中应该已经定义了相关宏
  // - EXTERNAL_FLASH_USE_QSPI
  // - EXTERNAL_FLASH_USE_CS/EXTERNAL_FLASH_USE_SPI
  #if defined(EXTERNAL_FLASH_USE_QSPI)
    Adafruit_FlashTransport_QSPI flashTransport;

  #elif defined(EXTERNAL_FLASH_USE_SPI)
    Adafruit_FlashTransport_SPI flashTransport(EXTERNAL_FLASH_USE_CS, EXTERNAL_FLASH_USE_SPI);

  #else
    #error No QSPI/SPI flash are defined on your board variant.h !
  #endif
#endif

Adafruit_SPIFlash flash(&flashTransport);


/*  如果您想使用特定的闪存设备，例如用于自定义开发板，首先在 Adafruit_SPIFlash\src\flash_devices.h 中查找设备
 *  如果没有找到，您需要创建自己的设备定义，如下面的 W25Q80DLX_EXAMPLE。
 *  这些定义需要根据您要使用的闪存设备的数据手册进行编辑。
 *  如果不确定制造商 ID、内存类型和容量值，您可以尝试运行示例，并查看串口输出
 *  闪存设备将以单一十六进制值（JDEC ID）报告这些值
 *  例如，列表中的第一个设备 - W25Q80DLX - 将报告其 JDEC ID 为 0xef4014，由以下三个值组成：
 *  manufacturer_id = 0xef
 *  memory_type     = 0x40
 *  capacity        = 0x14
 *  在正确设置该宏后，您可以创建一个设备定义数组，如下所示，这可以包括来自 flash_devices.h 列表中的任何设备，也可以包括您自己在此定义的设备。
 *  您需要更新第 71 行的变量，以反映数组中项的数量
 *  还需要取消注释第 84 行并注释掉第 81 行，以便将此数组传递给闪存内存驱动程序。
 */
// 用户定义的闪存设备示例：
//#define W25Q80DLX_EXAMPLE                                                               \
//  {                                                                            \
//    .total_size = (1 << 20), /* 1 MiB */                                       \
//        .start_up_time_us = 5000, .manufacturer_id = 0xef,                     \
//    .memory_type = 0x40, .capacity = 0x14, .max_clock_speed_mhz = 80,         \
//    .quad_enable_bit_mask = 0x02, .has_sector_protection = false,              \
//    .supports_fast_read = true, .supports_qspi = true,                         \
//    .supports_qspi_writes = false, .write_status_register_split = false,       \
//    .single_status_byte = false, .is_fram = false,                             \
//  }

/*
 * 创建一个数据结构数组，并将上面定义的设置填充到该数组中。
 * 我们使用两个设备，但如果需要，可以添加更多设备。
 */
//static const SPIFlash_Device_t my_flash_devices[] = {
//    W25Q80DLX_EXAMPLE,
//};
/*
 * 指定我们刚刚创建的数组中列出的不同设备的数量。如果您向数组中添加了更多设备，请更新此值以匹配。
 */
//const int flashDevices = 1;


#include <bluefruit.h>
void setup()
{
  flash.begin();
  Bluefruit.begin(); 
  if(flash.deepPowerDown() == false){
    pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
    digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
    while(1)
    {
      yield();
    }
  }
  flash.end();

  sd_power_system_off(); 
}

void loop()
{
  // 无需执行任何操作
}

docusaurus-version

tip

在此，我们要特别感谢作者提供代码 -> daCoder <-

如果您想了解此示例的更多详细信息， 点击这里

电池充电电流

电池充电电流可选择为50mA或100mA，您可以将Pin13设置为高或低，以将其更改为50mA或100mA。低电流充电电流在设置为HIGH LEVEL的输入型号上，高电流充电电流在设置为LOW LEVEL的输出型号上。

低充电电流

void setup(){
pinMode (P0_13, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(P0_13, HIGH);
}

高充电电流

void setup(){
pinMode (P0_13, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(P0_13, LOW);
}

访问SWD引脚以调试和刷新引导加载程序

所需硬件

• Seeed Studio XIAO nRF52840
• Jlink

所需软件

需要从网站下载Segger 软件。

• 步骤 1. 使用 Jlink 连接以下引脚:

• 步骤 2. 启动 J-Flash 并搜索 nRF52840，创建一个新项目:

• 步骤 3. 单击“目标”，然后选择“连接”。

• 步骤 4. 将 bin 或hex 文件绘制到软件中。然后按该顺序按 F4 和 F5。重新刷写完成。

常见问题

Q1: 我的 Arduino IDE 在上传代码到开发板时卡住了

您可以先尝试通过单击“重置按钮”一次来重置电路板。如果这不起作用，请快速单击它两次以进入引导加载程序模式。如果这也不起作用，请断开开发板与 PC 的连接，然后重新连接开发板。

Q2: 我的开发板在 Arduino IDE上没有显示为串行设备

您可以先尝试通过单击“重置按钮”一次来重置电路板。如果这不起作用，请快速单击它两次以进入引导加载程序模式。

Q3: 使用XIAO nRF52840 (Sense)进行电池充电时有哪些注意事项?

当P0.14 （D14）在3.3V的高电平下关闭ADC功能时，P0.31将处于3.6V的输入电压限值。存在烧毁 P0.31 引脚的风险。

目前针对此问题，我们建议用户在电池充电过程中不要关闭 P0.14 （D14） 的 ADC 功能或将 P0.14 （D14） 设置为高电平。

Q4: 通电时绿色指示灯如何表现？

P0.17引脚用于控制绿色指示灯的状态，表示充电状态：

• 低电平: 表示正在充电
• 高电平：表示电池未充电或已充满。

当处于低电平时，RED_CHG LED 将亮起。

更多详情，请参见 PMIC 数据手册： BQ25100 和 XIAO nRF52840 数据手册。

资源

Seeed Studio XIAO nRF52840

• [PDF] nRF52840 数据表

• [PDF] Seeed Studio XIAO nRF52840 原理图

• [DXF] Seeed Studio XIAO nRF52840 尺寸（DXF）

• [LBR] Seeed Studio XIAO nRF52840 Eagle 封装

• [XLSX] Seeed Studio XIAO nRF52840 引脚输出板

• [ZIP] Seeed Studio XIAO nRF52840 认证文件

Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense

• [PDF] nRF52840 数据表

• [PDF] Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense 原理图

• [DXF] Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense 尺寸（DXF）

• [LBR] Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense Eagle 封装

• [XLSX] Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense 引脚分配片

• [ZIP] Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense 认证文件

• [STEP] Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense 3D 模型

课程资料

• [Ebook] Arduino小型化与TinyML应用 从入门到精通

技术支持和产品讨论

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