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示例，而无需阅读其他部分。

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。

Library Manager —— 进入 Sketch > Include Library > Manage Libraries...，搜索并安装：

Library	Search Keyword	Author	Required by
Seeed Arduino LSM6DS3	`Seeed Arduino LSM6DS3`	Seeed Studio	Quicksand, Wake

Seeed_GFX2（手动安装） —— 此库在 Library Manager 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（固定到一个发布标签，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。每个演示都通过一次 display.begin<Board_XIAO_0inch96_LCD<38, 37>, Config_Seeed_0inch96_LCD_ST7789>() 调用来初始化显示屏——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 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不得不使用软件 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。

获取演示代码

本页中的每个演示都位于 Display-Gadgets 仓库的 code_GFX2/Function/ 目录下。每个演示是一个包含单个 .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）：

打开 github.com/Seeed-Projects/Display-Gadgets，点击 Code > Download ZIP，然后在任意方便的位置解压压缩包。
进入 code_GFX2/Function/，打开每个演示中 Code location 行所示的文件夹。例如，本板的 GraphicTest 演示位于 code_GFX2/Function/096_nRF52840/xiao_nrf52840_096_graphictest/。
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/... 文件夹中打开该演示的 .ino 文件。

屏幕显示 — GraphicTest

此演示在 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/

在 GitHub 上查看

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() 测量每种图元的执行时间，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> 即设置 RST=GPIO38、BL=GPIO37。Panel Config 预设了 80×160 分辨率、BGR 颜色顺序和旋转 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，从而避免了旧演示中被迫使用软件 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。演示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，请使用演示中的颜色别名，或自行考虑 BGR 顺序——否则红色和蓝色会互换显示。

运行演示

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，然后开始下一个。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!” 信息。重置开发板即可再次运行测试。

IMU

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

下方两个演示都将 LSM6DS3 配置在 I2C 地址 0x6A。

演示 1：电子流沙

此演示将屏幕变成一个交互式流体模拟——金色沙粒会根据重力流动和沉降，而重力由板载 6 轴 IMU 测量。倾斜开发板，沙子会实时改变流动方向。

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

在 GitHub 上查看

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。大约有 65 个粒子 被放置在网格中，每个粒子具有位置、速度以及金色渐变颜色。

IMU 通过 I2C（D4/D5）在地址 0x6A 使用 Seeed Arduino LSM6DS3 库进行读取。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：

重力向量更新 —— 加速度计数据通过指数移动平均进行平滑处理，以避免抖动。
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逐粒子流动性系数。
单元占用 —— 在流体中更深（相对于重力更接近“底部”）的粒子流动性更低，从而产生逼真的堆积效果。
差分渲染 —— 只重绘粒子移入或移出的单元，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”。

演示 2：抬起唤醒

该演示实现了一个由 IMU 内置运动中断（连接到 D14）驱动的屏幕休眠/唤醒系统。在可配置的空闲时间后，屏幕会自动关闭（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/

在 GitHub 上查看

工作原理

该演示使用了 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：

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。
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。
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 的状态都会被保留。

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，屏幕会显示实时运动数据。静止 8 秒后，屏幕变暗，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。

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/

在 GitHub 上查看

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，并连接到 0.96'' IPS Display 的 I2S 测试焊盘：

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 Display 没有 SD 卡槽，因此本示例将录音保存到 nRF52840 的内部闪存文件系统（InternalFS）中。InternalFS 大约为 28 KB——本教程以 16 kHz 采集 11,200 个单声道采样点，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）：

示例程序以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 采样点的缓冲区中（≈ 0.7 秒，≈ 22 KB PCM）。
进度界面实时显示录音百分比和已用时间。
当缓冲区填满后，示例程序在前面添加一个 44 字节的 WAV 头，并将文件 /REC_RAW.WAV 写入 InternalFS。

回放（USR2）：

从 InternalFS 中重新加载该 WAV 文件。
示例程序以主机模式、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（每个单声道采样会复制到两个声道）。
双缓冲（乒乓）机制保持音频流不中断，直到片段结束。

按键：

Button	Pin	Action
USR1	D6	录制新片段（覆盖之前的录音）
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 一同打包——不要再从 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. 屏幕会显示“Recorder”空闲界面。按下 USR1——录音时红色 “REC” 进度条会逐渐填充。完成后，它会保存 WAV 文件并返回空闲界面。

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

预期结果

按下 USR1 后，红色进度条会填充到 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 Display、MAX98357A 功放和外接扬声器上完成编译、烧录和硬件测试。

用户按键

0.96'' IPS Display 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 Display 不同，0.96'' IPS Display 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

为了在不阻塞主循环的情况下实现灵敏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等级。

电池状态

本示例会在 0.96'' IPS Display 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（仅电池供电）或 charging（USB + 电池）。

0.96'' IPS Display 没有专用的电池 ADC 引脚（D16 未连接）——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/

在 GitHub 上查看

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——拉低以使能分压器，然后释放为高电平（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 节点看起来也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 持续下降后才确认电池插入，并在出现带噪声/跳变的读数且 ~CHG 变为 HIGH 时确认电池移除。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（按百分比分为绿色 / 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编号。

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）以在不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，填充颜色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

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)
📄[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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