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开始使用 Seeed Studio XIAO RA4M1

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简介​

XIAO RA4M1 将瑞萨的 RA4M1 芯片（32 位 ARM® Cortex®-M4 MCU，最高可达 48 MHz）集成到经典的 XIAO 外形中。该开发板提供 256KB Flash、32KB SRAM、8KB EEPROM、USB 2.0 连接器、复位和引导按钮、3 个 LED、14 位 A/D 转换器、12 位 D/A 转换器以及 CAN 总线接口。配备了板载充电电路和低功耗模式（低至 45μA），非常适合电池供电的应用。与 Arduino Uno R4 共享相同的 32 位 R7FA4M1AB3CFM 微控制器，它与 Arduino IDE 及丰富的 XIAO 配件原生兼容，是电子项目的完美起点

特性​

  • 流行的微控制器：采用瑞萨 RA4M1，32 位 ARM® Cortex®-M4 R7FA4M1AB3CFM MCU，最高运行频率 48 MHz，256 KB Flash 内存和 32 KB SRAM。
  • 突出板载资源：配备 14 位 ADC、12 位 DAC、CAN 总线、USB 2.0 及板载 RGB LED。
  • 扩展 8 个新 IO：与之前的 XIAO 板相比，在背面新增 8 个 IO 引脚（总共 19 个 GPIO），支持更复杂的应用。
  • 强大的安全特性：内置硬件加密、安全启动、密钥存储等功能以确保应用安全。
  • 软件兼容性：与 Arduino IDE 完全兼容，实现无缝的项目开发和原型制作。
  • 高效电源设计：提供 4 种工作模式，深度睡眠下功耗低至 45μA，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 经典的 XIAO 外形，适合对空间要求较高的应用。
  • 适合生产：表面贴装设备（SMD）设计，所有组件均在前面，两个侧面有冲孔，便于高效大规模生产。

规格​

ProductXIAO RA4M1
处理器瑞萨 RA4M1
48-MHz Arm® Cortex®-M4 核心
RAM32 KB SRAM
Flash256 KB
LEDs1 个用户 LED，1 个电源 LED，1 个 RGB LED
接口19 个引脚：14 个模拟，19 个数字，2 个 IIC，2 个 UART，2 个 SPI
按钮1 个复位按钮，1 个引导按钮
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

硬件概述​

在一切开始之前，了解产品的一些基本参数是非常重要的。下表提供了 Seeed Studio XIAO RA4M1 的特性信息。





XIAO RA4M1 前面指示图
XIAO RA4M1 引脚列表

开始使用​

硬件准备​

您需要准备以下设备：


tip

某些 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​

推荐使用 Arduino IDE 作为 XIAO RA4M1 的编程工具，因此在软件准备过程中，您需要完成 Arduino 的安装。

tip

如果您是第一次使用 Arduino，我们强烈建议您参考 Arduino 入门指南.

  • 第 1 步： 根据您的操作系统下载并安装稳定版本的 Arduino IDE。
下载 Arduino IDE

  • 第 2 步： 启动 Arduino 应用程序。

  • 第 3 步： 将 RA4M1 板包添加到您的 Arduino IDE。

    导航到 文件 > 首选项, 并在 "附加板管理器 URLs" 中填写以下 URL： https://files.seeedstudio.com/arduino/package_renesas_1.2.0_index.json

    导航到 工具 > 板 > 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。

  • 第 4 步： 选择您的板和端口。

    在 Arduino IDE 顶部，您可以在左侧的开发板中搜索xiao，选择 XIAO_RA4M1，然后直接选择端口。

引导加载程序模式​

有时，使用错误的程序可能导致 XIAO 失去端口或无法正常工作。常见问题包括：

  • XIAO 连接到计算机，但未找到端口号。
  • XIAO 已连接，并且出现了端口号，但程序上传失败。

当您遇到上述两种情况时，可以尝试将 XIAO 放入引导加载程序模式，这可以解决大多数未识别设备和上传失败的问题。具体方法如下：

  • 方法1： 按住 XIAO RA4M1 上的 BOOT 按钮，保持不放。
  • 方法2： 按住 BOOT 按钮，然后通过数据线连接到计算机。连接到计算机后释放 BOOT 按钮。

重置​

当程序异常运行时，您可以在上电时按一次 Reset 以让 XIAO 重新执行上传的程序。 当您在上电时按住 BOOT 键，然后按一次 Reset 键时，也可以进入引导加载程序模式。

运行您的第一个闪烁程序​

到现在为止，我相信您对 XIAO RA4M1 的特性和硬件有了很好的了解。接下来，让我们以最简单的闪烁程序为例，进行 XIAO RA4M1 的第一次闪烁！

  • 第一步： 启动 Arduino 应用程序。

  • 第二步： 导航到 文件 > 示例 > 01.基础 > Blink，打开程序。

  • 第三步： 选择开发板型号为 XIAO RA4M1，并选择正确的端口号以上传程序。

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！您已经成功掌握了如何使用 XIAO RA4M1 开发板！

note

当 XIAO RA4M1 上的用户 LED 引脚设置为高电平时，LED 才会熄灭，而当引脚设置为低电平时，LED 才会亮起。

玩转 RGB LED​

XIAO RA4M1 配备了内置 RGB LED，您可以控制它。以下是一个如何平滑地在红色、绿色和蓝色之间切换 LED 颜色的示例。

  • 第一步： 下载 Adafruit_NeoPixel 库

Navigate to Sketch > Include Liarbry > Manage Libraries..., and search Adafruit_NeoPixel, install the lastest version.

  • 第二步： 将以下代码复制到新的草图中：
#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
  }
}

  • 第三步： 选择开发板型号为 XIAO RA4M1，并选择正确的端口号以上传程序。

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？可以，使用 XIAO RA4M1，比以往更简单。在之前的 XIAO 系列产品中，例如 XIAO ESP32C3, 读取电池电压需要手动连接到 A0 并使用电阻。

但在 XIAO RA4M1 中，这个过程简化了。您现在可以直接使用 BAT_DET_PIN/P105 引脚读取电池电压水平，简化了设计和开发。只需记得将 BAT_READ_EN/P400 引脚设置为高电平，因为这对于启用电池电压读取是必要的。

  • 第一步： 硬件准备
Seeed Studio XIAO RA4M1Seeed Studio XIAO 扩展基板与 Grove OLED
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XIAO 扩展基板上的 OLED 显示器使用 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 插入扩展基板，并编程在屏幕上显示内容。

  • 第二步： 安装 u8g2 库。
下载库
  • Step 3. Copy the code and stick on the Ardiono IDE.
#include <Arduino.h>
#include <U8x8lib.h>
#include <Wire.h>

U8X8_SSD1306_128X64_NONAME_HW_I2C u8x8(/* 时钟引脚=*/ WIRE_SCL_PIN, /* 数据引脚=*/ WIRE_SDA_PIN, /* 重置引脚=*/ U8X8_PIN_NONE);   // 没有显示重置的 OLED

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

void setup() {
  Serial.begin(9600);          // 以 9600 波特率初始化串口通信
  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);   // 设置旋转模式，值为 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
  // 打印原始值和计算得到的电压
  u8x8.setCursor(0, 0);
  u8x8.print("原始值:0x");
  u8x8.print(rawValue, HEX);
  u8x8.setCursor(0, 2);
  u8x8.print("电压:");
  u8x8.print(voltage, 2);
  u8x8.print("V");

  delay(500); // 延迟 500 毫秒
}
  • 第四步： 选择开发板型号为 XIAO RA4M1，并选择正确的端口号以上传程序

资源​

故障排除​

Q1: 焊接引脚时我应该注意什么？​

由于 XIAO RA4M1 的微型尺寸，焊接引脚时请小心，避免不同引脚粘连在一起，也不要将焊锡粘在屏蔽或其他组件上。否则，这可能导致 XIAO 短路或无法正常工作，造成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！我们在这里为您提供不同的支持，以确保您在使用我们的产品时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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