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引脚复用 (Arduino)

Seeed Studio XIAO RP2350 具有丰富的接口。它有 19 个数字 I/O 可用作 PWM 引脚，以及 3 个模拟输入可用作 ADC 引脚。它支持四种串行通信接口，如 UART、I2C 和 SPI。本教程将帮助您了解这些接口并在您的下一个项目中实现它们！

准备工作​

目前，由于兼容性问题，XIAO RP2350 的引脚使用存在一些问题。我们已经修复了这个问题，并且 Raspberry Pi 官方库已经合并。当前版本是 4.2.0，更新将在下一个版本 4.2.1 中完成。

在此期间，请前往 Arduino15/packages/rp2040/hardware/rp2040/4.2.0/variants/seeed_xiao_rp2350（您的 Arduino 库地址） 并点击此处下载文件来替换此文件。完成后，您就可以开始您的工作了！

数字引脚​

硬件准备​

Seeed Studio XIAO RP2350Seeed Studio XIAO 扩展板配 Grove OLEDGrove - LED
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请将 XIAO RP2350 安装到扩展板上，并通过 Grove 线缆将 Grove LED 连接到扩展板的 A0/D0 接口。最后，通过 USB-C 线缆将 XIAO 连接到计算机。

软件实现​

在这个示例中，我们将使用连接到 XIAO 扩展板的按钮来控制继电器的开关状态。当按钮被按下时，继电器打开；当按钮被释放时，继电器关闭。

//define which pin you use
int LED_BUILTIN = D0;
// the setup function runs once when you press reset or power the board
void setup() {
  // initialize digital pin LED_BUILTIN as an output.
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}

// the loop function runs over and over again forever
void loop() {
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);  // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
  delay(1000);                      // wait for a second
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);   // turn the LED off by making the voltage LOW
  delay(1000);                      // wait for a second
}

效果​

如果一切顺利，上传程序后，您应该看到以下效果。

数字引脚作为PWM​

XIAO RP2350上的所有GPIO引脚都支持PWM输出。因此，您可以使用任何引脚输出PWM来调节灯光亮度、控制舵机和其他功能。

硬件准备​

Seeed Studio XIAO RP2350Seeed Studio XIAO扩展板配Grove OLEDGrove - LED
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请将XIAO RP2350安装到扩展板上，并通过Grove线缆将Grove LED连接到扩展板的A0/D0接口。最后，通过USB-C线缆将XIAO连接到计算机。

软件实现​

在这个示例中，我们将演示如何使用PWM输出来控制灯光的亮度。

int LED_pin = D0;    // LED连接到数字引脚10

void setup() {
  // 声明LED引脚为输出
  pinMode(LED_pin, OUTPUT);
}

void loop() {
  // 从最小值到最大值以5点增量淡入：
  for (int fadeValue = 0 ; fadeValue <= 255; fadeValue += 3) {
    // 设置值（范围从0到255）：
    analogWrite(LED_pin, fadeValue);
    // 等待30毫秒以查看调光效果
    delay(30);
  }

  // 从最大值到最小值以5点增量淡出：
  for (int fadeValue = 255 ; fadeValue >= 0; fadeValue -= 3) {
    // 设置值（范围从0到255）：
    analogWrite(LED_pin, fadeValue);
    // 等待30毫秒以查看调光效果
    delay(30);
  }
}

效果​

如果程序运行成功，您将看到以下运行效果。

模拟​

XIAO MG24(Sense) 开发板具有 12 位 ADC，可高分辨率读取模拟传感器值，它可以帮助我们读取更准确的值。

接下来，我们将选择两个传感器来体现 ADC 的特性。

硬件准备​

Seeed Studio XIAO RP2350Seeed Studio XIAO 扩展底板配 Grove OLEDGrove - 声音传感器
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软件实现​

int loudness;

void setup()
{
    Serial.begin(9600);// 初始化串口
}

void loop()
{
    loudness = analogRead(A0);// 从 A0 引脚读取模拟数据
    Serial.println(loudness);
    delay(200);
}

效果​

如果一切顺利，上传程序后，您应该看到以下效果。

UART​

在使用 Arduino IDE 时，串行通信是许多项目的重要组成部分。要在 Arduino IDE 中使用串行通信，您需要首先打开串行监视器窗口。这可以通过点击工具栏中的串行监视器图标或按Ctrl+Shift+M快捷键来完成。

一般用法​

一些常用的串行函数包括：

  • Serial.begin() -- 以指定的波特率初始化通信；
  • Serial.print() -- 以可读格式向串行端口发送数据；
  • Serial.write() -- 向串行端口发送二进制数据；
  • Serial.available() -- 检查串行端口是否有可读取的数据；
  • Serial.read() -- 从串行端口读取单个字节的数据；
  • Serial.flush() -- 等待传出串行数据的传输完成。

通过使用这些串行函数，您可以在 Arduino 开发板和计算机之间发送和接收数据，这为创建交互式项目开辟了许多可能性。

以下是一个示例程序：

void setup() {
  // initialize serial communication at 9600 bits per second:
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  // send data to the serial port
  Serial.println("Hello World!");

  // read data from the serial port
  if (Serial.available() > 0) {
    // read the incoming byte:
    char incomingByte = Serial.read();
    // print the incoming byte to the serial monitor:
    Serial.print("I received: ");
    Serial.println(incomingByte);
  }
  
  // wait for a second before repeating the loop
  delay(1000);
}

效果​

如果一切顺利，上传程序后，您应该看到以下效果。

Serial1 的使用​

根据上述 XIAO RP2350 引脚图的具体参数，我们可以观察到有 TX 和 RX 引脚（D6、D7）。 使用方法也非常相似，但我们需要使用串口监控工具来监控 D6、D7 引脚以获取数据。 接下来，我们将使用 D6、D7 引脚来使用 Serial1。

tip

通常，我们使用 Serial 在设备和计算机之间进行通信，以便了解程序中发生的情况。

基于此，您希望使用此设备与另一个设备进行通信。在这种情况下，我们将使用 Serial1。


void setup() {
    Serial1.begin(115200);
}
 
void loop() {
  if(Serial1.available() > 0)
  {
    char incominByte = Serial1.read();
    Serial1.print("I received : ");
    Serial1.println(incominByte);
  }
  delay(1000);
}

效果​

如果一切顺利，上传程序后，您应该看到以下效果。

I2C​

XIAO RP2350 具有 I2C 接口，可用于许多传感器的数据传输和解析，以及使用一些 OLED 屏幕。

硬件准备​

Seeed Studio XIAO RP2350Seeed Studio XIAO 扩展板配 Grove OLEDGrove - DHT20 温湿度传感器
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DHT20 传感器使用 I2C 协议，因此我们可以使用 XIAO 扩展板上的 I2C 端口来获取传感器数据。

软件实现​

本示例介绍如何通过 Seeed Studio XIAO RP2350 扩展板获取 DHT20 传感器数据。

步骤 1. 将 Seeed Studio XIAO RP2350 安装到扩展板上，然后连接 Type-C 线缆。

步骤 2. 安装 Grove Temperature And Humidity Sensor 库。

下载库文件

步骤 3. 将库添加到 Arduino。

步骤 4. 从刚下载的库中打开 DHTtester 示例。

因为我们使用 DHT20，所以需要取消注释 DHT20 代码，如下面的代码所示。

// 各种DHT湿度/温度传感器的示例测试代码
// 由ladyada编写，公共领域

#include "Grove_Temperature_And_Humidity_Sensor.h"

// 取消注释你正在使用的类型！
//#define DHTTYPE DHT11   // DHT 11
// #define DHTTYPE DHT22   // DHT 22  (AM2302)
//#define DHTTYPE DHT21   // DHT 21 (AM2301)
//#define DHTTYPE DHT10   // DHT 10
#define DHTTYPE DHT20   // DHT 20

/*注意：DHT10和DHT20与其他DHT*传感器不同，它使用i2c接口而不是单线接口*/
/*所以它不需要引脚。*/
// #define DHTPIN 2     // 我们连接到的引脚（DHT10和DHT20不需要定义它）
// DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);   //   DHT11 DHT21 DHT22
DHT dht(DHTTYPE);         //   DHT10 DHT20不需要定义引脚

// 将传感器的引脚1（左侧）连接到+5V
// 将传感器的引脚2连接到你的DHTPIN
// 将传感器的引脚4（右侧）连接到地线
// 从引脚2（数据）到引脚1（电源）连接一个10K电阻


#if defined(ARDUINO_ARCH_AVR)
    #define debug  Serial

#elif defined(ARDUINO_ARCH_SAMD) ||  defined(ARDUINO_ARCH_SAM)
    #define debug  SerialUSB
#else
    #define debug  Serial
#endif

void setup() {

    debug.begin(115200);
    debug.println("DHTxx测试！");
    Wire.begin();

    /*如果使用WIO link，必须拉高电源引脚。*/
    // pinMode(PIN_GROVE_POWER, OUTPUT);
    // digitalWrite(PIN_GROVE_POWER, 1);

    dht.begin();
}

void loop() {
    float temp_hum_val[2] = {0};
    // 读取温度或湿度大约需要250毫秒！
    // 传感器读数也可能有长达2秒的"延迟"（这是一个非常慢的传感器）


    if (!dht.readTempAndHumidity(temp_hum_val)) {
        debug.print("湿度: ");
        debug.print(temp_hum_val[0]);
        debug.print(" %\t");
        debug.print("温度: ");
        debug.print(temp_hum_val[1]);
        debug.println(" *C");
    } else {
        debug.println("获取温度和湿度值失败。");
    }

    delay(1500);
}

效果​

如果一切顺利，上传程序后，您应该看到以下效果。

SPI​

XIAO RP2350 芯片集成了多个外设，包括一个 SPI 接口，可用于连接外部 SPI 设备，如闪存、显示器、传感器等。XIAO RP2350 还支持高速 SPI 传输模式，可实现最高 80 MHz 的 SPI 传输速率，满足大多数 SPI 设备的数据传输需求。

硬件准备​

Seeed Studio XIAO RP2350Grove - OLED Display 1.12 (SH1107) V3.0 - SPI/IIC
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准备好上述硬件后，使用跳线将 XIAO 和 OLED 的 SPI 接口连接起来。请参考下表进行接线。

XIAO RP2350OLED Display
D8SCL
D10SI
D5RES
D4D/C
D7CS
VCC(VBUS)5V
GNDGND

软件实现​

接下来，我们将以下面的程序为例，介绍如何使用 SPI 接口控制 OLED 屏幕显示。

安装 u8g2 库。

Download the Libraries

#include <Arduino.h>
#include <U8g2lib.h>
#include <SPI.h>
#include <Wire.h>
 
U8G2_SH1107_128X128_1_4W_HW_SPI u8g2(U8G2_R3, /* cs=*/ D7, /* dc=*/ D4, /* reset=*/ D5);
 
void setup(void) {
  u8g2.begin();
}
 
void loop(void) {
  u8g2.firstPage();

  do {
    u8g2.setFont(u8g2_font_luBIS08_tf);
    u8g2.drawStr(0,24,"Hello Seeed!");
  } while ( u8g2.nextPage() );
}

在 setup() 函数中，使用适当的构造函数参数实例化 U8G2_SH1107_128X128_1_4W_HW_SPI 类，这些参数指定了用于片选 (cs)、数据/命令 (dc) 和复位的引脚。然后，调用 u8g2.begin() 函数来初始化显示器。

在 loop() 函数中，使用 u8g2.firstPage()、u8g2.setFont() 和 u8g2.drawStr() 函数用新内容更新显示器。u8g2.firstPage() 函数设置显示缓冲区以供写入，而 u8g2.nextPage() 显示更新的内容。do-while 循环确保内容持续显示，直到程序停止。

总的来说，这段代码演示了如何使用 U8g2 库控制 OLED 显示器并在其上显示文本。

总结​

您已经学会了 XIAO RP2350 引脚的基本功能。现在，让我们开始享受使用它的乐趣吧~

技术支持与产品讨论​

感谢您选择我们的产品！我们在这里为您提供不同的支持，以确保您使用我们产品的体验尽可能顺畅。我们提供多种沟通渠道，以满足不同的偏好和需求。

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