板载外设使用

本页汇总了 0.96'' IPS Display 上每个板载外设的独立函数级演示。每个小节都是自包含的——你可以直接选择符合自己使用场景的部分，而无需通读其他内容。

tip

本页中的演示 GIF 为了缩短时长都经过了加速处理。

note

本页中的所有演示都需要已按 入门指南 中说明安装好的 Seeed nRF52 Boards (1.1.13)，以及按下文说明手动安装的 Seeed_GFX2 库。

• 库管理器（Library Manager） — 进入 Sketch > Include Library > Manage Libraries...，搜索并安装：

库	搜索关键字	作者	被以下示例使用
Seeed Arduino LSM6DS3	Seeed Arduino LSM6DS3	Seeed Studio	Quicksand, Wake

• Seeed_GFX2（手动安装） — 此库在库管理器中不可用，必须手动安装：

下载 Seeed_GFX2

步骤 1. 点击上方按钮，将 Seeed_GFX2 v1.0.0 作为 ZIP 文件下载（固定到某个发布标签，以保证教程可复现）。或者，从 Seeed-Studio/Seeed_GFX2 克隆仓库。

步骤 2. 在 Arduino IDE 中，进入 Sketch > Include Library > Add .ZIP Library...，选择刚刚下载的 ZIP。IDE 会读取 library.properties 并自动将其安装到正确的 Seeed_GFX2 文件夹中——你无需重命名解压后的文件夹。（如果要改为手动安装，请先解压压缩包，将解压后的文件夹重命名为 Seeed_GFX2，再放入 Documents/Arduino/libraries/。）

步骤 3. 重启 Arduino IDE，使其检测到新库。

tip

• Seeed_GFX2 是 Seeed Studio 基于分层 Board + Panel Config 架构构建的图形库。每个示例都通过一次 display.begin<Board_XIAO_0inch96_LCD<38, 37>, Config_Seeed_0inch96_LCD_ST7789>() 调用来初始化显示屏——其中 Board 模板负责引脚映射（CS/DC/SCK/MOSI/RST/BL），而 Panel Config 预设了 80×160 分辨率、BGR 颜色顺序和旋转角度 2。Seeed_GFX2 使用保守的 10 MHz 硬件 SPI 驱动该面板，从而避免了旧示例中需要使用软件 SPI 的信号裕度问题。
• 0.96'' IPS Display 没有触摸控制器和 SD 卡槽，因此不需要任何触摸或 SD 库。

获取示例代码

本页中的每个示例都位于 Display-Gadgets 仓库的 code_GFX2/Function/ 目录下。每个示例都是一个包含单个 .ino 草图的文件夹。务必下载完整文件夹，而不是从 GitHub 网页视图中复制 .ino 源码。

方案 A — 将仓库下载为 ZIP（推荐）：

1. 打开 github.com/Seeed-Projects/Display-Gadgets，点击 Code > Download ZIP，然后将压缩包解压到任意方便的位置。
2. 进入 code_GFX2/Function/，打开每个示例 Code location 行中给出的文件夹。例如，本板的 GraphicTest 示例位于 code_GFX2/Function/096_nRF52840/xiao_nrf52840_096_graphictest/。
3. 双击 .ino 文件，在 Arduino IDE 中将其打开。

方案 B — 使用 git clone：

git clone https://github.com/Seeed-Projects/Display-Gadgets.git

然后从克隆得到的 code_GFX2/Function/... 文件夹中打开该示例的 .ino 文件。

屏幕显示 — GraphicTest

此示例在 0.96 英寸 ST7789 IPS 面板（80×160）上运行完整的图形基准测试，涵盖色条、直线、矩形、圆形、三角形、圆角矩形、文本以及像素渐变。可用来验证屏幕连线是否正确，以及所有绘图调用是否按预期工作。

代码位置： code_GFX2/Function/096_nRF52840/xiao_nrf52840_096_graphictest/

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工作原理

该草图通过 Seeed_GFX2 初始化 ST7789 IPS 面板，然后依次运行十种图形基本图元，并通过 micros() 测量每一种的执行时间，将结果打印到串口监视器。

显示屏通过一次模板调用完成初始化：

display.begin<Board_XIAO_0inch96_LCD<38, 37>,
              Config_Seeed_0inch96_LCD_ST7789>();

Board 模板负责引脚映射——CS=D2、DC=D3、SCK=D8、MOSI=D10——其 <RST, BL> 模板参数直接使用裸 GPIO 号，因此 <38, 37> 表示 RST=GPIO38、BL=GPIO37。Panel Config 预设了 80×160 分辨率、BGR 颜色顺序和旋转角度 2——无需 driver.h 或手动调用 invertDisplay()。Seeed_GFX2 使用保守的 10 MHz 硬件 SPI 驱动面板，从而避免了旧示例中被迫使用软件 SPI 的信号裕度问题。

note

颜色顺序（BGR 面板）。 这块 0.96 英寸面板在物理上交换了红色和蓝色通道。示例中对颜色做了相应别名处理（例如，线级的红色 0xF800 在屏幕上会显示为蓝色）。如果你编写自己的绘图代码，请使用示例中的颜色别名，或自行考虑 BGR 顺序——否则红色和蓝色会互换显示。

运行示例

步骤 1. 在 Arduino IDE 中打开 xiao_nrf52840_096_graphictest.ino。

步骤 2. 选择 Tools > Board > Seeed nRF52 Boards > Seeed XIAO nRF52840 Plus 以及正确的 Port。

步骤 3. 点击 Upload。

步骤 4. 打开 Tools > Serial Monitor（115200 波特率）。你应当能看到每个测试的计时输出：

=== XIAO nRF52840 Plus 0.96 graphic test ===
LCD: 80x160
Color bars: 13.67 ms
Lines: 1712.89 ms
Fast lines: 25.39 ms
Rectangles: 23.44 ms
Filled rects: 47.85 ms
Circles: 207.03 ms
Triangles: 166.99 ms
Round rects: 48.83 ms
Text: 539.06 ms
Pixel gradient: 1907.23 ms
Graphic test finished.

在屏幕上，你会看到每个测试图案显示约一秒钟，然后切换到下一个。当所有测试完成后，会出现 “Done! All tests OK” 屏幕。

预期结果

当草图运行完所有图案后，屏幕会显示 “Done!” 提示。重置开发板即可再次运行测试。

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IMU

0.96'' IPS Display 集成了一颗板载 6 轴 IMU（LSM6DS3），通过 I2C 连接在 D4/D5 上。D14 上的运动中断引脚支持硬件唤醒和手势检测。

下方两个示例都将 LSM6DS3 配置在 I2C 地址 0x6A。

示例 1：电子流沙

此示例将屏幕变成一个交互式流体模拟——金色沙粒会根据重力方向流动和沉降，而重力方向由板载 6 轴 IMU 测量。倾斜开发板，沙粒就会实时改变流动方向。

代码位置： code_GFX2/Function/096_nRF52840/xiao_nrf52840_096_electronic_quicksand/

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工作原理

该仿真在 80×160 屏幕上叠加了一个 13×26 占用网格，每个单元为 6×6 像素。大约 65 个粒子 被放置在网格中，每个粒子具有位置、速度以及一个金色的颜色渐变。

IMU 通过 I2C（D4/D5）读取，使用 Seeed Arduino LSM6DS3 库，地址为 0x6A。原始加速度值经过低通滤波，用于推导重力向量。当你倾斜开发板时：

1. 重力向量更新 — 加速度计数据通过指数移动平均进行平滑，以避免抖动。
2. 粒子速度 — 每个粒子沿重力向量方向加速，并带有阻尼以及基于其在流体中深度的每粒子流动性因子。
3. 单元占用 — 在流体中更深（相对于重力更接近“底部”）的粒子流动性降低，从而产生逼真的堆积效果。
4. 差分渲染 — 只重绘粒子进出过的单元，最大限度减少 SPI 传输，使小屏幕上的动画保持流畅。

靠近表面的粒子流动自如（流动性更高）；埋得更深的粒子紧密堆积（流动性更低）——模拟真实沙子的行为。

运行演示

步骤 1. 在 Arduino IDE 中打开 xiao_nrf52840_096_electronic_quicksand.ino。

步骤 2. 选择开发板和端口，然后点击 Upload。

步骤 3. 上传完成后，屏幕底部会被金色粒子填满。将开发板向不同方向倾斜——沙子会像被重力拉动一样流动。

步骤 4. 打开 Tools > Serial Monitor（115200 波特率）以确认初始化：

LCD w=80 h=160
=== Electronic Quicksand 0.96 ===
imu.begin=0

预期结果

当你倾斜开发板时，金色沙粒会平滑流动。当保持水平时，沙子会沉积在屏幕底部。将开发板旋转 90 度，沙子会在一秒内流向新的“底部”。

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演示 2：抬起唤醒

该演示实现了一个由 IMU 内置运动中断驱动的 屏幕休眠/唤醒系统，中断引脚为 D14。屏幕在可配置的空闲时间后会自动关闭（背光关闭 + nRF52 System ON 休眠），当你拿起或移动设备时会立即唤醒。

代码位置： code_GFX2/Function/096_nRF52840/xiao_nrf52840_096_wakeup/

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工作原理

该演示使用 LSM6DS3 的 嵌入式唤醒事件检测器——这是一项硬件特性，可在内部监测加速度计数据，当运动超过可配置阈值时拉高 INT1 引脚（在本板上连接到 D14）。这意味着 MCU 不需要持续轮询加速度计。

IMU 配置（LSM6DS3）：

寄存器	数值	用途
CTRL3_C	0x44	阻塞数据更新（BDU）+ 自动递增
CTRL1_XL	0x40	加速度计 @ 104 Hz，±2g
TAP_CFG	0x80	启用嵌入式中断
WAKE_UP_THS	0x05	唤醒阈值（中低灵敏度）
WAKE_UP_DUR	0x00	无持续时间滤波（响应快速的唤醒）
MD1_CFG	0x20	将唤醒路由到 INT1

休眠/唤醒流程：

1. 活动状态 — 屏幕点亮，背光全亮，UI 每 250 ms 刷新一次，显示实时 IMU 数据。
2. 自动休眠 — 在 8 秒无操作后，示例程序会关闭背光，显示 “Sleep — Move to wake” 消息，并进入 nRF52 System ON 休眠（带 RAM 保留的低功耗模式）。IMU 在 D14 上的唤醒中断在启动时已配置好，因此在休眠期间运动检测仍然有效。
3. 唤醒 — 当用户拿起开发板时，IMU 检测到运动并将 D14 拉高。nRF52840 退出 System ON 休眠，重新点亮背光并重绘 UI——由于 System ON 休眠保留 RAM，LCD 和 IMU 会保持其状态。

手动测试按键：

按键	引脚	动作
USR1	D6	强制休眠
USR2	D7	强制唤醒

运行演示

步骤 1. 在 Arduino IDE 中打开 xiao_nrf52840_096_wakeup.ino，选择开发板和端口，然后点击 Upload。

步骤 2. 屏幕会显示一个紧凑的仪表盘，包括电源状态、运动数据和倒计时。让开发板保持静止——8 秒后会自动进入休眠。

步骤 3. 拿起开发板或轻轻摇晃——屏幕会立即唤醒。

步骤 4. 打开 Tools > Serial Monitor（115200 波特率）以观察启动和休眠/唤醒过程：

=== XIAO nRF52840 Plus 0.96 IMU Wake Demo ===
[LCD] OK 0.96 ST7789 80x160
[IMU] LSM6DS3 begin=0
[IMU] CTRL1_XL    = 0x40
[IMU] TAP_CFG     = 0x80
[IMU] MD1_CFG     = 0x20
[IMU] WAKE_UP_THS = 0x05
[IMU] D14 wake interrupt OK
[IMU] D14 pin state = 0
[BOOT] done. Screen should be on.
[SLEEP] screen off, entering System ON sleep
[SLEEP] loops=1 D14=0 awake=N
[SLEEP] loops=1025 D14=0 awake=N
[WAKE] D14 pin HIGH (polled)
[WAKE] src=0xA
[WAKE] reason=IMU_D14 wakeCount=8 sleptMs=4142 sleepLoops=1936 wakeSrc=0xA
[WAKE] src=0x0

sleptMs、sleepLoops 和 wakeSrc 字段会根据开发板休眠的时长以及触发唤醒的手势而变化。

预期结果

在唤醒状态下，屏幕显示实时运动数据。静止 8 秒后，屏幕熄灭，nRF52840 进入低功耗休眠。拿起设备后，屏幕会立即恢复，并且唤醒计数器会递增。

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麦克风与扬声器 — 闪存录音机

该演示将 0.96'' IPS Display 变成一个微型录音机。按下 USR1 将板载 PDM 麦克风的短音频片段录制到 nRF52840 的内部闪存文件系统中，然后按下 USR2 通过外部 I2S 功放回放。

0.96'' IPS Display 的 PDM 麦克风连接到与其他 XIAO 显示板相同的引脚：

引脚	信号	功能
D0	PDM_CLK	PDM 时钟输出到麦克风
D1	PDM_DATA	来自麦克风的 PDM 数据输入

代码位置： code_GFX2/Function/096_nRF52840/xiao_nrf52840_096_flash_record/

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硬件连接

回放端需要一个外部 I2S 功放。该演示针对 MAX98357A 模块编写，通过 0.96'' IPS Display 的 I2S 测试焊盘连接：

XIAO 引脚	I2S 信号	MAX98357A
3V3	电源	VIN
GND	地	GND
D11	I2S_SD（数据输出）	DIN
D12	I2S_SCK（位时钟）	BCLK
D13	I2S_WS (word select)	LRC

caution

在连接功放和扬声器之前，请先断开 USB 供电。将扬声器连接到 MAX98357A 的 SPK+ 和 SPK- 端子——不要将任一扬声器线连接到 GND。

note

0.96'' IPS 显示屏没有 SD 卡槽，因此本示例会录制到 nRF52840 的内部闪存文件系统（InternalFS）中。InternalFS 大约为 28 KB——本教程以 16 kHz 录制 11,200 个单声道采样，生成约 22 KB 的 PCM 音频，录音时长约为 0.7 秒。

工作原理

显示：

屏幕由 Seeed_GFX2 驱动，使用 Board_XIAO_0inch96_LCD<38, 37> 和 Config_Seeed_0inch96_LCD_ST7789（80×160，BGR，旋转 2），通过 10 MHz 硬件 SPI 通信。

录音（USR1）：

1. 草图以16 kHz、单通道启动 PDM 外设，并通过 ISR（onPdmData）将原始采样捕获到一个 11200 采样的缓冲区中（≈ 0.7 秒，≈ 22 KB PCM）。
2. 进度屏幕实时显示录音百分比和已用时间。
3. 当缓冲区填满时，草图在前面添加一个 44 字节的 WAV 头，并将文件 /REC_RAW.WAV 写入 InternalFS。

回放（USR2）：

1. 从 InternalFS 中重新加载 WAV 文件。
2. 草图以主模式、32× 比率（≈ 16 kHz LRCK）驱动 nRF52840 的 I2S 外设，将 16 位立体声帧以 0.75× 增益发送到 MAX98357A（每个单声道采样被复制到两个声道）。
3. 双缓冲（乒乓）方案保持音频流不中断，直到片段结束。

按键：

Button	Pin	Action
USR1	D6	录制新片段（覆盖之前的片段）
USR2	D7	回放已保存的片段

note

PDM、Adafruit TinyUSB、Adafruit LittleFS 和 InternalFileSystem 库已随 Seeed nRF52 Boards 1.1.13 一起打包——不要从 Library Manager 单独安装其它版本。本教程不使用 SdFat。

运行示例

步骤 1. 在 Arduino IDE 中打开 xiao_nrf52840_096_flash_record.ino。

步骤 2. 选择 Tools > Board > Seeed nRF52 Boards > Seeed XIAO nRF52840 Plus 和正确的 Port。

步骤 3. 点击 Upload。

步骤 4. 屏幕显示“Recorder”空闲界面。按下 USR1——红色 “REC” 进度条在录音时填充。完成后，它会保存 WAV 并返回空闲界面。

步骤 5. 按下 USR2——片段会通过连接的 MAX98357A 扬声器播放，屏幕显示 “Playing...”。

预期结果

按下 USR1 后，红色进度条填充到 100%，并保存片段。按下 USR2 会通过 MAX98357A 回放录音。WAV 文件存储在 InternalFS 中，在复位或断电重启后仍然可用。再次按下 USR1 录音会覆盖之前的文件。

note

本教程已在 XIAO nRF52840 Plus、0.96'' IPS 显示屏、MAX98357A 功放和外接扬声器上完成编译、烧录和硬件测试。

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用户按键

0.96'' IPS 显示屏上有两个物理按键连接到 XIAO nRF52840 Plus：

Button	Pin	Logic	Silkscreen Label
USR1	D6	低电平有效（按下 = LOW）	USR1
USR2	D7	低电平有效（按下 = LOW）	USR2

note

与 1.14'' IPS 显示屏不同，0.96'' IPS 显示屏没有第三个按键（D19 上没有 USR3）。它也没有专用的按键引出焊盘。

读取按键

板载示例使用内部上拉配置按键：

const int USR1 = D6;
const int USR2 = D7;

void setup() {
  pinMode(USR1, INPUT_PULLUP);
  pinMode(USR2, INPUT_PULLUP);
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  if (digitalRead(USR1) == LOW) {
    Serial.println("USR1 (D6) pressed");
    delay(200); // simple debounce
  }
  if (digitalRead(USR2) == LOW) {
    Serial.println("USR2 (D7) pressed");
    delay(200);
  }
}

使用中断消抖

若要在不阻塞主循环的情况下实现响应迅速且带消抖的按键处理，可以使用引脚变化中断：

volatile bool btn1Flag = false;
volatile bool btn2Flag = false;

void btn1Isr() { btn1Flag = true; }
void btn2Isr() { btn2Flag = true; }

void setup() {
  pinMode(D6, INPUT_PULLUP);
  pinMode(D7, INPUT_PULLUP);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(D6), btn1Isr, FALLING);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(D7), btn2Isr, FALLING);
}

void loop() {
  if (btn1Flag) {
    btn1Flag = false;
    delay(30); // debounce settling time
    if (digitalRead(D6) == LOW) {
      // handle USR1 press
    }
  }
  if (btn2Flag) {
    btn2Flag = false;
    delay(30);
    if (digitalRead(D7) == LOW) {
      // handle USR2 press
    }
  }
}

出厂 Dashboard 中的默认行为

在预烧录的出厂固件中，按键映射如下（你可以在自己的代码中覆盖这些行为）：

Button	Pin	Action
USR1	D6	循环切换屏幕亮度（100% → 75% → 50% → 25% → 100%）
USR2	D7	切换屏幕背光 ON/OFF

当屏幕关闭（通过 USR2 切换）时，再次按下 USR2 会将其恢复到之前的非零亮度级别。

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电池状态

本示例会在 0.96'' IPS 显示屏上显示电池状态——带电量等级和充电状态的电池图标。它会检测是否实际连接了 LiPo 电池，并显示三种状态之一：USB PWR（无电池）、百分比（仅电池）或 charging（USB + 电池）。

0.96'' IPS 显示屏没有专用电池 ADC 引脚（D16 悬空 NC）——电池电压通过 XIAO nRF52840 Plus 模组的内部分压器测量。

代码位置： code_GFX2/Function/096_nRF52840/xiao_nrf52840_096_battery_status/

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工作原理

显示：

屏幕由 Seeed_GFX2 驱动，使用 Board_XIAO_0inch96_LCD<38, 37> 和 Config_Seeed_0inch96_LCD_ST7789（80×160，BGR，旋转 2），通过 10 MHz 硬件 SPI 通信。

电池电路：

nRF52840 Plus 使用三个 GPIO 引脚构成完整的电池监控系统：

Signal	nRF52840 Pin	Function
READ_BAT	P0.14	电池分压器使能。低电平有效——置为 LOW 以使能分压器，然后释放为 HIGH（高阻态）以节省功耗。
VBAT_ADC	PIN_VBAT (AIN7 / P0.31)	读取分压后电池电压的模拟输入。
CHG	P0.17	充电状态指示。低电平有效——当连接充电器且电池正在充电时读取为 LOW。

检测：

在 USB-C 供电下，静态 VBAT 电压无法判断电池是否存在——即使没有接电池，充电器的 BAT 节点也可能看起来像一个真实的锂电池。因此示例程序首先学习一个仅 USB 的基线，然后只有在 VBAT 持续向下偏移后才确认插入电池，并在出现带噪声/跳变读数且 ~CHG 变为 HIGH 时确认移除电池。这与出厂 Dashboard 的检测逻辑一致。

图标状态：

• 无电池——灰色轮廓电池，带红色叉号，标注为 USB PWR。
• 有电池——白色轮廓电池，内部为彩色填充（按百分比显示为绿色 / 黄色 / 红色），标注百分比和电压。
• 充电中——青色填充并带闪电图标，标注百分比和电压。

note

~CHG 引脚是通过 nRF52840 的原始 GPIO 寄存器（nrf_gpio_cfg_input() 和 NRF_P0->IN）读取的，而不是通过 digitalRead()。在 Arduino API 中，引脚编号遵循开发板包的映射，其中 digitalRead(17) 实际读取的是 P0.07（6D IMU 的 I2C 数据线），而不是 P0.17。这里的常量 14 和 17 是原始 Nordic P0.x 引脚编号（P0.14 和 P0.17），这正是寄存器调用所期望的。

note

该演示使用的是工厂校准的 499 kΩ 低端电阻（分压比约为 3.004），而不是 510 kΩ 的标称值。该分压器集成在 XIAO nRF52840 Plus 模组本体中，而不是在显示板上。P0.14 使能引脚为低电平有效：将其驱动为低电平以启用分压器，然后将其释放为高阻态（输入）以在未测量电池时将静态电流消耗降到最低。

运行演示

步骤 1. 在 Arduino IDE 中打开 xiao_nrf52840_096_battery_status.ino。

步骤 2. 选择 Tools > Board > Seeed nRF52 Boards > Seeed XIAO nRF52840 Plus 和正确的 Port。

步骤 3. 点击 Upload。

步骤 4. 观察屏幕——它会显示带有当前状态的电池图标。插入或拔出 LiPo 电池（或 USB-C 线缆），观察图标在三种状态之间切换。

预期结果

USB PWR（无电池）	Percentage（仅电池）
Charging（USB + 电池）	Battery connector（背面）

在没有电池的情况下，屏幕会显示一个带红色叉号的灰色电池，并带有 USB PWR 标签。插入 LiPo 电池后，图标会切换为带有百分比和电压的彩色填充。电池存在时插入 USB-C，填充会变为青色并带有闪电符号，表示正在充电。

该演示还会每 500 ms 向串口监视器打印一行诊断信息，例如：

VBAT 3.87V  charging  85  spread=5  usb=ON  base=4.140  baseValid=Y  state=PRESENT  filter=STABLE  removeCount=0

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资源

• 🗃️[PCB Design Files] XIAO 0.96'' IPS Display (nRF52840) KiCad Project
• 📄[Schematic] XIAO 0.96'' IPS Display (nRF52840) Schematic
• 📦[3D Model] XIAO 0.96'' IPS Display (STEP)
• 🖨️[3D Printed Enclosure] XIAO 0.96'' IPS Display Enclosure (by gokul)
• 📄[Datasheet] 0.96 Inch Display Datasheet
• 💾[Factory Firmware] XIAO 0.96'' IPS Display (nRF52840) Factory Firmware
• [Demo] XIAO Display Board Demo Code — 所有 Function 演示都在 code_GFX2/Function/096_nRF52840/ 目录中

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