入门指南 Seeed Studio XIAO RA4M1

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简介

XIAO RA4M1 将 Renesas 的 RA4M1 芯片（32 位 ARM® Cortex®-M4 MCU，最高 48 MHz）集成到经典的 XIAO 外形中。这款开发板提供 256KB Flash、32KB SRAM、8KB EEPROM、USB 2.0 接口、复位和启动按钮、3 个 LED、14 位 A/D 转换器、12 位 D/A 转换器以及 CAN BUS 接口。它配备了板载充电电路和低功耗模式（最低 45μA），非常适合电池供电的应用。与 Arduino Uno R4 使用相同的 32 位 R7FA4M1AB3CFM 微控制器，原生兼容 Arduino IDE 和丰富的 XIAO 配件，是电子项目的完美起点。

特性

流行的板载微控制器： 搭载 Renesas RA4M1，32 位 ARM® Cortex®-M4 R7FA4M1AB3CFM MCU，运行频率最高可达 48 MHz，拥有 256 KB Flash 内存和 32 KB SRAM。
突出的板载资源： 配备 14 位 ADC、12 位 DAC、CAN BUS、USB 2.0 和板载 RGB LED。
新增 8 个 IO： 相较于之前的 XIAO 板，背面新增 8 个 IO 引脚（总计 19 个 GPIO），支持更复杂的应用。
强大的安全功能： 内置硬件加密、安全启动、密钥存储等功能，确保应用安全。
软件兼容性： 完全兼容 Arduino IDE，支持无缝项目开发和原型制作。
高效的电源设计： 提供 4 种工作模式，深度睡眠功耗低至 45μA，并支持锂电池充电管理。
紧凑的拇指大小设计： 尺寸为 21 x 17.8mm，采用 Seeed Studio 的经典 XIAO 外形，非常适合空间受限的应用。
适合量产： 表面贴装器件（SMD）设计，所有组件位于正面，两侧带有焊盘孔，便于高效量产。

规格

产品	XIAO RA4M1
处理器	Renesas RA4M1
处理器	48-MHz Arm® Cortex®-M4 核心
RAM	32 KB SRAM
Flash	256 KB
LED	1 用户 LED，1 电源 LED，1 RGB LED
接口	19 引脚：14x 模拟，19x 数字，2x IIC，2x UART，2x SPI
按钮	1 RESET 按钮，1 BOOT 按钮
安全性	AES128/256
低功耗	45μA
软件兼容性	Arduino IDE
工作温度	-20°C-70°C
尺寸	21x17.8 mm
电源	Type-C: 5V BAT: 3.8V

硬件概览

在开始之前，了解产品的一些基本参数非常重要。以下表格提供了有关 Seeed Studio XIAO RA4M1 特性的详细信息。

XIAO RA4M1 正面指示图
XIAO RA4M1 引脚列表

入门指南

硬件准备

您需要准备以下物品：

1 x Seeed Studio XIAO RA4M1
1 x 电脑
1 x USB Type-C 数据线

tip

有些 USB 数据线只能供电，无法传输数据。如果您没有 USB 数据线或不确定您的 USB 数据线是否可以传输数据，可以查看 Seeed USB Type-C 支持 USB 3.1。

软件准备

XIAO RA4M1 推荐的编程工具是 Arduino IDE，因此作为软件准备的一部分，您需要完成 Arduino 的安装。

tip

如果这是您第一次使用 Arduino，我们强烈建议您参考 Arduino 入门指南。

步骤 1. 根据您的操作系统下载并安装稳定版本的 Arduino IDE。

下载 Arduino IDE

步骤 2. 启动 Arduino 应用程序。
步骤 3. 将 RA4M1 开发板包添加到您的 Arduino IDE。
进入 文件 > 首选项，在 "附加开发板管理器 URLs" 中填写以下 URL： https://files.seeedstudio.com/arduino/package_renesas_1.2.0_index.json
进入 工具 > 开发板 > 开发板管理器...，在搜索框中输入关键字 RA4M1，选择最新版本的 Seeed Renesas Board，并安装。
步骤 4. 选择您的开发板和端口。
在 Arduino IDE 顶部，您可以在左侧的开发板中搜索 xiao，选择 XIAO_RA4M1，并直接选择端口。

BootLoader 模式

有时，使用错误的程序可能会导致 XIAO 丢失端口或无法正常工作。常见问题包括：

XIAO 已连接到计算机，但未找到端口号。
XIAO 已连接并显示端口号，但程序上传失败。

当您遇到上述两种情况时，可以尝试将 XIAO 置于 BootLoader 模式，这可以解决大多数设备无法识别和上传失败的问题。具体方法如下：

方法 1. 按住 XIAO RA4M1 上的 BOOT 按钮并保持不放。
方法 2. 按住 BOOT 按钮的同时，通过数据线连接到计算机。连接到计算机后松开 BOOT 按钮。

重置

当程序运行异常时，您可以在上电时按一次 Reset 按钮，让 XIAO 重新执行已上传的程序。当您在上电时按住 BOOT 键，然后按一次 Reset 键，也可以进入 BootLoader 模式。

运行您的第一个 Blink 程序

到目前为止，我相信您已经对 XIAO RA4M1 的功能和硬件有了很好的了解。接下来，让我们以最简单的 Blink 程序为例，为您的 XIAO RA4M1 执行第一个闪烁！

步骤 1. 启动 Arduino 应用程序。
步骤 2. 进入 文件 > 示例 > 01.Basics > Blink，打开程序。
步骤 3. 将开发板型号选择为 XIAO RA4M1，并选择正确的端口号上传程序。

程序成功上传后，您将看到以下输出消息，并可以观察到 XIAO RA4M1 右侧的橙色 LED 正在闪烁。

恭喜您，您已经学会了如何为 XIAO RA4M1 编写和上传程序！

note

当 XIAO RA4M1 上的用户 LED 引脚设置为高电平时，LED 将熄灭；当引脚设置为低电平时，LED 将点亮。

玩转 RGB LED

XIAO RA4M1 配备了一个内置的 RGB LED，您可以对其进行控制，以下是一个如何在红色、绿色和蓝色之间平滑变换 LED 颜色的示例。

步骤 1. 下载 Adafruit_NeoPixel 库

进入 草图 > 包含库 > 管理库...，搜索 Adafruit_NeoPixel，安装最新版本。

步骤 2. 将以下代码复制到一个新草图中：

#include <Adafruit_NeoPixel.h>

#define LED_PIN RGB_BUILTIN  // 定义内置 RGB LED 的引脚
#define NUM_PIXELS 1         // WS2812 LED 的数量

Adafruit_NeoPixel pixels(NUM_PIXELS, LED_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

void setup() {
  pinMode(PIN_RGB_EN, OUTPUT); // 设置电源引脚
  digitalWrite(PIN_RGB_EN, HIGH); // 打开 LED 电源
  pixels.begin();  // 初始化 NeoPixel 库
}

void loop() {
    // 从红色过渡到绿色
  for (int i = 0; i <= 255; i++) {
    pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(255 - i, i, 0));  // 红色减少，绿色增加
    pixels.show();
    delay(10);  // 调整延迟以实现平滑过渡
  }

  // 从绿色过渡到蓝色
  for (int i = 0; i <= 255; i++) {
    pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(0, 255 - i, i));  // 绿色减少，蓝色增加
    pixels.show();
    delay(10);  // 调整延迟以实现平滑过渡
  }

  // 从蓝色过渡到红色
  for (int i = 0; i <= 255; i++) {
    pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(i, 0, 255 - i));  // 蓝色减少，红色增加
    pixels.show();
    delay(10);  // 调整延迟以实现平滑过渡
  }
}

步骤 3. 将开发板型号选择为 XIAO RA4M1，并选择正确的端口号上传程序。

电池与电源管理

是否可以在没有额外组件的情况下读取电池电压？是的，使用 XIAO RA4M1，比以往更简单。在之前的 XIAO 系列成员中，例如 XIAO ESP32C3，读取电池电压需要手动通过电阻连接到 A0。

但是使用 XIAO RA4M1，这个过程变得更加简化。您现在可以直接使用 BAT_DET_PIN/P105 引脚读取电池电压水平，从而简化您的设计和开发。只需记住将 BAT_READ_EN/P400 引脚设置为高电平，因为这是启用电池电压读取所必需的。

步骤 1. 硬件准备

Seeed Studio XIAO RA4M1	Seeed Studio 带 Grove OLED 的 XIAO 扩展底板

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XIAO 扩展板上的 OLED 显示屏使用 I2C 协议，并通过板上的 I2C 电路连接到 XIAO 的 I2C 接口。因此，我们可以直接将 XIAO 插入扩展板并编程以在屏幕上显示内容。

步骤 2. 安装 u8g2 库。

下载库文件

步骤 3. 复制以下代码并粘贴到 Arduino IDE 中。

#include <Arduino.h>
#include <U8x8lib.h>
#include <Wire.h>

U8X8_SSD1306_128X64_NONAME_HW_I2C u8x8(/* clock=*/ WIRE_SCL_PIN, /* data=*/ WIRE_SDA_PIN, /* reset=*/ U8X8_PIN_NONE);   // 无复位引脚的 OLED 显示屏

#define enablePin  BAT_READ_EN  // 用于启用电池电压读取的引脚
#define adcPin BAT_DET_PIN     // 模拟输入引脚（在您的情况下为 GPIO29）
const float referenceVoltage = 3.3;  // ADC 的参考电压
const float voltageDivider = 2.0;    // 分压器系数

void setup() {
  Serial.begin(9600);          // 初始化串口通信，波特率为 9600
  pinMode(enablePin, OUTPUT);  // 将启用引脚设置为输出
  digitalWrite(enablePin, HIGH); // 将引脚设置为高电平以启用电池电压读取
  u8x8.begin();
  u8x8.setFlipMode(1);   // 设置屏幕旋转模式，数字范围为 1 到 3，屏幕内容将旋转 180 度
  u8x8.setFont(u8x8_font_chroma48medium8_r);
}

void loop() {
  int rawValue = analogRead(adcPin);    // 读取模拟输入值
  float voltage = rawValue * (referenceVoltage / 1023.0) * voltageDivider; // 计算电压
  // 打印原始值和计算出的电压
  u8x8.setCursor(0, 0);
  u8x8.print("Raw value:0x");
  u8x8.print(rawValue, HEX);
  u8x8.setCursor(0, 2);
  u8x8.print("Voltage:");
  u8x8.print(voltage, 2);
  u8x8.print("V");

  delay(500); // 延迟 500 毫秒
}

步骤 4. 将板卡型号选择为 XIAO RA4M1，并选择正确的端口号上传程序。

资源

📄 [PDF] RA4M1 数据手册
📄 [PDF] Seeed Studio XIAO RA4M1 原理图
📄 [ZIP] KiCAD 库
🔗 [Kicad] Seeed Studio XIAO RA4M1 封装库

故障排除

问题 1：焊接引脚时需要注意什么？

由于 XIAO RA4M1 的尺寸非常小，在焊接排针时请务必小心，不要将不同的引脚焊接在一起，也不要将焊锡粘到屏蔽罩或其他元件上。否则可能会导致 XIAO 短路或无法正常工作，由此引发的后果将由用户自行承担。

技术支持与产品讨论

感谢您选择我们的产品！我们致力于为您提供多种支持，以确保您使用我们的产品时能够获得尽可能顺畅的体验。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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