Seeed Studio XIAO nRF52840 系列入门指南

XIAO nRF52840	XIAO nRF52840 Sense	XIAO nRF52840 Plus	XIAO nRF52840 Sense Plus
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作为 Seeed Studio XIAO 系列中的首款无线产品，Seeed Studio XIAO nRF52840 搭载了强大的 Nordic nRF52840 MCU，集成了 蓝牙 5.0 连接功能。同时，它具有小巧精致的外形尺寸，可用于可穿戴设备和物联网项目。单面表贴设计和板载蓝牙天线可以极大地促进物联网项目的快速部署。

此外，还有这款开发板的高级版本，Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense。它集成了两个额外的板载传感器。其中一个是脉冲密度调制（PDM）数字麦克风。它可以实时接收音频数据，允许用于音频识别。另一个是6轴惯性测量单元（IMU），这个 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，同时开发板超小型化。

新升级的 XIAO nRF52840 Plus 和 XIAO nRF52840 Sense Plus 在功能和可用性方面提供了显著的提升。多功能引脚数量增加到 20 个，增加了 I2S 和 SPI 资源以支持更复杂的项目，NFC 引脚已暴露以便更容易集成到物联网和智能卡应用中，BAT 引脚已重新定位以提供更好的焊接便利性，从而带来更友好的硬件体验。

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，开发板上的近场通信（NFC）接口是功能性的。其次，在 Type-C 接口侧面有一个小型复位按钮。在另一侧，有一个三合一 LED（用户 LED）以及一个充电 LED，用于在连接电池时指示充电状态。有 11 个数字 I/O 可用作 PWM 引脚和 6 个模拟 I/O 可用作 ADC 引脚。它支持所有三种常见的串行接口，如 UART、I2C 和 SPI。与 Seeed Studio XIAO RP2040 相同，它具有板载 2 MB 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 与 Seeed Studio XIAO 扩展板兼容。

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特性

• 强大的无线功能：蓝牙 5.0 带板载天线
• 强大的 CPU：Nordic nRF52840，ARM® Cortex®-M4 32位处理器带FPU，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 flash
• 板载 PDM 麦克风（仅限 Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense）
• 板载 6轴 LSM6DS3TR-C IMU（仅限 Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense）
• 超小尺寸：21 x 17.8mm，Seeed Studio XIAO 系列经典外形，适用于可穿戴设备
• 丰富的接口：XIAO nRF52840 (Sense) 具有 1xUART、1xI2C、1xSPI、1xNFC、1xSWD、11xGPIO(PWM)、6xADC；XIAO nRF52840 (Sense) Plus 具有 2xUART、1xI2C、2xSPI、1xI2S、1xNFC、1xSWD、18xGPIO(PWM)、6xADC
• 单面元件，表面贴装设计

规格对比

项目	Seeed Studio XIAO nRF52840	Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense	Seeed Studio XIAO nRF52840 Plus	Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense Plus
处理器	Nordic nRF52840，ARM® Cortex®-M4 32位处理器带FPU，64 MHz
无线连接	蓝牙 5.0/BLE/NFC
内存	256 KB RAM，1MB Flash 2MB 板载 Flash
内置传感器	无	6 DOF IMU (LSM6DS3TR-C)，PDM 麦克风	无	6 DOF IMU (LSM6DS3TR-C)，PDM 麦克风
接口	1xI2C，1xUART，1xSPI		1xI2C，2xUART，2xSPI，1xI2S
PWM/模拟引脚	11/6		20/6
板载按钮	复位按钮
板载LED	三合一LED/充电LED
电池充电芯片	BQ25101
编程语言	Arduino/ MicroPython/ CircuitPython

硬件概述

XIAO nRF52840/XIAO nRF52840 Sense

XIAO nRF52840/XIAO nRF52840 Sense 正面指示图
XIAO nRF52840/XIAO nRF52840 Sense 背面指示图
XIAO nRF52840/XIAO nRF52840 Sense 引脚列表

XIAO nRF52840 Plus/XIAO nRF52840 Sense Plus

XIAO nRF52840 Plus 正面指示图
XIAO nRF52840 Plus 背面指示图
XIAO nRF52840 Plus 引脚列表

两个 Arduino 库

Seeed Studio XIAO nRF52840 在一个小巧的板子上集成了许多功能，有时可能无法发挥每个功能的最佳性能。因此，Seeed 发布了两个 Arduino 库来让它最大化发挥每个功能的能力。因此：

• 如果您想要应用蓝牙功能和"低功耗功能"，建议使用 Seeed nRF52 Boards 库。
• 如果您想要在嵌入式机器学习应用中使用它或应用"IMU 和 PDM 高级功能"，建议使用 Seeed nRF52 mbed-enabled Boards 库。
• 在基本用法方面，两个库都支持得很好，例如 LED、数字、模拟、串口、I2C、SPI。

这两个库支持的引脚定义可能略有不同，Seeed 将持续更新 wiki 直到明确为止。

tip

1. 如果您使用 Seeed nRF52 Boards 的板载包，串口功能可能无法编译。解决方案是在您的代码中添加 #include <Adafruit_TinyUSB.h> 这一行。您可以从以下地址下载此包：https://github.com/adafruit/Adafruit_TinyUSB_Arduino

2. 如果您喜欢更简单的方法，可以从一开始就选择 Seeed nRF52 mbed-enabled Boards。它支持串口功能的编译，无需额外修改。

入门指南

首先，我们将把 Seeed Studio XIAO nRF52840 (Sense) 连接到计算机，并从 Arduino IDE 上传一个简单的代码来检查板子是否正常工作。

硬件设置

您需要准备以下物品：

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

tip

某些 USB 数据线只能供电而无法传输数据。如果您没有 USB 数据线或不知道您的 USB 数据线是否可以传输数据，您可以查看 Seeed USB Type-C 支持 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) 板包添加到您的 Arduino IDE

导航到 文件 > 首选项，并在**"附加开发板管理器网址"**中填入以下网址： https://files.seeedstudio.com/arduino/package_seeeduino_boards_index.json

导航到 工具 > 开发板 > 开发板管理器...，在搜索框中输入关键词"seeed nrf52"，选择您想要的板子的最新版本，然后安装它。您可以同时安装两个。

• 步骤 4. 选择您的开发板和端口

开发板

安装板包后，导航到 工具 > 开发板 并选择您想要的板子，继续选择"Seeed XIAO nRF52840 Sense"。现在我们已经完成了为 Arduino IDE 设置 Seeed Studio XIAO nRF52840 (Sense)。

端口

导航到 工具 > 端口 并选择已连接的 Seeed Studio XIAO nRF52840 (Sense) 的串口名称。这很可能是 COM3 或更高（COM1 和 COM2 通常为硬件串口保留）。已连接的 Seeed Studio XIAO nRF52840 (Sense) 的串口通常包含括号，其中写着 Seeed Studio XIAO nRF52840（对于 Seeed Studio XIAO nRF52840）或 Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense（对于 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. 点击上传按钮将 Blink 示例代码上传到板子

上传完成后，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！

使用内置三合一LED

Seeed Studio XIAO nRF52840 (Sense) 具有一个板载三合一LED，用户可以对其进行编程。现在您将学习如何使用Arduino逐一控制RGB颜色！

您首先必须了解，当通过代码控制时，这个LED的行为与通常情况不同。当我们给出低电平信号时LED点亮，当我们给出高电平信号时LED熄灭。这是因为这个LED由共阳极控制，只有在低电平信号下才会点亮。

示例代码如下：

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

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

在这里，即使使用了 HIGH，LED 也会是 关闭 状态。您需要将 HIGH 替换为 LOW 来 打开 LED。

请参考以下 LED 的引脚映射，并在您的代码中使用它们：

• 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 具有低功耗特性，这里我们提供一种验证方法。强烈建议在这里使用 Seeed nRF52 Boards 库。

• 步骤 1. 使用 JLink 下载器为 Seeed Studio XIAO nRF52840 (Sense) 刷写引导加载程序固件。

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，您可以跳过此步骤。

• 步骤 2. 在这里使用 Seeed nRF52 Boards 库。

• 步骤 3. 在这里上传 deep_sleep 演示程序并使用 Arduino 运行它

// MIT 许可证 (MIT)
// 版权所有 (c) 2019 Ha Thach for Adafruit Industries

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

// 取消注释以使用自定义 SPI 和 SS 运行示例，例如与 FRAM 分线板一起使用
// #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 使用存储代码的相同闪存设备。
  // 因此无需指定 SPI 和 SS
  Adafruit_FlashTransport_ESP32 flashTransport;

#else
  // 板载外部闪存（QSPI 或 SPI）宏应该已经
  // 在您的板变体中定义（如果支持）
  // - 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 您的板变体.h 中未定义 QSPI/SPI 闪存！
  #endif
#endif

Adafruit_SPIFlash flash(&flashTransport);


/*  如果您想使用特定的闪存设备，例如用于自定义构建的板，请首先在 Adafruit_SPIFlash\src\flash_devices.h 中查找
 *  如果其中没有，您需要创建自己的定义，如下面的 W25Q80DLX_EXAMPLE 示例。
 *  这些定义需要编辑以匹配您要使用的闪存设备数据表上的信息。
 *  如果您不确定制造商 ID、内存类型和容量值应该是什么，请尝试运行草图并查看串行输出
 *  闪存设备将向您报告这些值作为单个十六进制值（JDEC ID）
 *  例如，列表中的第一个设备 - W25Q80DLX - 将报告其 JDEC ID 为 0xef4014，由这三个值组成：
 *  manufacturer_id = 0xef
 *  memory_type     = 0x40
 *  capacity        = 0x14
 *  正确定义此宏后，您可以创建设备定义数组，如下所示，这可以包括 flash_devices.h 中设备列表中的任何设备，以及您在此处定义的任何设备
 *  您需要更新第 71 行的变量以反映数组中的项目数
 *  您还需要取消注释第 84 行并注释掉第 81 行，以便将此数组传递给闪存驱动程序。
 */
//用户定义闪存设备的示例：
//#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,                             \
//  }

/*
 * 创建数据结构数组并用我们上面定义的设置填充它。
 * 我们使用两个设备，但如果需要可以添加更多。
 */
//static const SPIFlash_Device_t my_flash_devices[] = {
//    W25Q80DLX_EXAMPLE,
//};
/*
 * 指定我们刚创建的数组中列出的不同设备数量。如果您向数组添加更多设备，请更新此值以匹配。
 */
//const int flashDevices = 1;


#include <bluefruit.h>

bool deepPowerDown(Adafruit_SPIFlash& flash, Adafruit_FlashTransport& transport) {
  uint32_t id_before = flash.getJEDECID();

  transport.begin();
  transport.runCommand(0xB9);  // SPI 深度掉电命令
  delay(10);

  uint32_t id_after = flash.getJEDECID();

  return (id_after == 0xFFFFFF || id_after == 0xFFFFFFFF);
}

void setup() {
  flash.begin();
  Bluefruit.begin();

  if (!deepPowerDown(flash, flashTransport)) {
    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
}

tip

在此，我们要特别感谢代码作者 → daCoder ←

如果您想了解此示例的更多详细信息，请点击这里

电池充电电流

电池充电电流可选择50mA或100mA，您可以将Pin13设置为高电平或低电平来将其更改为50mA或100mA。低电流充电电流在输入模式下设置为高电平，高电流充电电流在输出模式下设置为低电平。

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 引脚进行调试和重新刷写引导程序

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，创建新项目：

• 步骤 3. 点击 "Target"，然后选择 "Connect"。

• 步骤 4. 将 bin 或 hex 文件 拖拽到软件中。然后依次按 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

您可以首先尝试通过点击一次 "Reset Button" 来重置开发板。如果不起作用，快速点击两次进入引导程序模式。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 中没有显示为串行设备

您可以首先尝试通过点击一次 "Reset Button" 来重置开发板。如果不起作用，快速点击两次进入引导程序模式。

Q3: 使用 XIAO nRF52840 (Sense) 进行电池充电时有什么注意事项？

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

目前对于这个问题，我们建议用户在电池充电期间不要关闭 P0.14 (D14) 的 ADC 功能或将 P0.14 (D14) 设置为高电平。

Q4: 通电时绿灯如何表现？

P0.17 引脚用于控制绿色指示灯行为，指示充电状态：

• 低电平：当充电正在进行时。
• 高电平：当电池未充电或充满电时。

当处于低电平时，RED_CHG LED 将点亮。

更多详情，请查看 PMIC 数据手册：BQ25100 和 XIAO nRF52840 数据手册。

资源

Seeed Studio XIAO nRF52840

• [电子书] XIAO: Big Power, Small Board Mastering Arduino and TinyML

• [PDF] nRF52840 数据手册

• [PDF] Seeed Studio XIAO nRF52840 原理图

• [ZIP] Seeed Studio XIAO nRF52840 KiCAD 文件

• [ZIP] Seeed Studio XIAO nRF52840 Eagle 文件

• [DXF] Seeed Studio XIAO nRF52840 DXF 尺寸图

• [LBR] Seeed Studio XIAO nRF52840 Eagle 封装

• [XLSX] Seeed Studio XIAO nRF52840 引脚图表

• 🔗 [Kicad] Seeed Studio XIAO nRF52840 封装

Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense

• [PDF] nRF52840 数据手册

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• [DXF] Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense DXF 尺寸图

• [LBR] Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense Eagle 封装

• [XLSX] Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense 引脚图表

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

• 🔗 [Kicad] Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense 封装

Seeed Studio XIAO nRF52840 (Sense) Plus

• [PDF] nRF52840 数据手册

• [ZIP] Seeed Studio XIAO nRF52840 (Sense) Plus 原理图

• [ZIP] Seeed Studio XIAO nRF52840 (Sense) Plus KiCAD 文件

• [DXF] Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense DXF 尺寸图

• [ZIP] Seeed Studio XIAO Plus 底板（带底部焊盘引出）

• [ZIP] Seeed Studio XIAO Plus 底板（不带底部焊盘引出）

• [Kicad] Seeed Studio XIAO nRF52840 (Sense) Plus 封装

• [Kicad] Seeed Studio XIAO nRF52840 (Sense) Plus 符号

课程资源

• [电子书] XIAO: 小板大能量 - 掌握 Arduino 和 TinyML

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