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使用 Seeed Studio XIAO MG24 进行引脚复用

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本文档由 AI 翻译。如您发现内容有误或有改进建议，欢迎通过页面下方的评论区，或在以下 Issue 页面中告诉我们：https://github.com/Seeed-Studio/wiki-documents/issues

XIAO MG24 提供多达 22 个常规引脚、18 个模拟引脚、18 个数字引脚、2 个 SPI、2 个 UART、2 个 I2C，并支持 所有 PWM。它为我们提供了丰富的引脚资源。在本教程中，我将教您如何驱动这些引脚，从而有效地利用它们 😀！

数字引脚​

硬件准备​

Seeed Studio XIAO MG24 SenseSeeed Studio XIAO 扩展底板（带 Grove OLED）Grove - 继电器
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请将 XIAO MG24(Sense) 安装到扩展板上，并通过 Grove 电缆将继电器连接到扩展板的 A0/D0 接口。最后，通过 USB-C 电缆将 XIAO 连接到计算机。

软件实现​

在此示例中，我们将实现通过连接到 XIAO 扩展板的按钮来控制继电器的开/关状态。当按下按钮时，继电器打开；当松开按钮时，继电器关闭。

const int buttonPin = D1;     // 按钮引脚编号
int buttonState = 0;          // 用于读取按钮状态的变量
const int relayPin = D0;

void setup() {
  // 将继电器引脚初始化为输出模式：
  pinMode(relayPin, OUTPUT);
  // 将按钮引脚初始化为输入模式：
  pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP);
}

void loop() {
  // 读取按钮的状态值：
  buttonState = digitalRead(buttonPin);

  // 检查按钮是否被按下。如果按下，buttonState 为 HIGH：
  if (buttonState == HIGH) {
    // 打开继电器：
    digitalWrite(relayPin, HIGH);
  } else {
    // 关闭继电器：
    digitalWrite(relayPin, LOW);
  }
}

结果图​

如果一切顺利，上传程序后，您应该会看到如下效果。

数字引脚作为 PWM​

XIAO MG24(Sense) 的所有 GPIO 引脚均支持 PWM 输出。因此，您可以使用任意引脚输出 PWM 来调节灯光亮度、控制舵机等功能。

硬件准备​

Seeed Studio XIAO MG24 SenseSeeed Studio XIAO 扩展底板（带 Grove OLED）Grove - 可变色 LED
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tip

请将 XIAO MG24(Sense) 安装到扩展板上，然后通过 Grove 电缆将可变色 LED 连接到扩展板的 A0/D0 接口。最后，通过 USB-C 电缆将 XIAO 连接到您的计算机。

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() {
  // 将LED引脚声明为输出
  pinMode(LED_pin, OUTPUT);
}

void loop() {
  // 从最小值到最大值以5点的增量渐亮：
  for (int fadeValue = 0 ; fadeValue <= 255; fadeValue += 3) {
    // 设置值（范围从0到255）：
    analogWrite(LED_pin, fadeValue);
    // 等待30毫秒以观察渐变效果
    delay(30);
  }

  // 从最大值到最小值以5点的增量渐暗：
  for (int fadeValue = 255 ; fadeValue >= 0; fadeValue -= 3) {
    // 设置值（范围从0到255）：
    analogWrite(LED_pin, fadeValue);
    // 等待30毫秒以观察渐变效果
    delay(30);
  }
}

结果图​

如果程序运行成功，您将看到以下运行效果。

模拟信号​

XIAO MG24(Sense)开发板具有12位ADC，用于高分辨率读取模拟传感器值，这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反映ADC的特性。

硬件准备​

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软件实现​

const int analogInPin = D1;  // 模拟输入引脚，连接到电位器
const int analogOutPin = 9;  // 模拟输出引脚，连接到LED

int sensorValue = 0;  // 从电位器读取的值
int outputValue = 0;  // 输出到PWM（模拟输出）的值

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  sensorValue = analogRead(analogInPin);
  outputValue = map(sensorValue, 0, 4095, 0, 255);
  analogWrite(analogOutPin, outputValue);

  Serial.print("传感器值 = ");
  Serial.print(sensorValue);
  Serial.print("\t 输出值 = ");
  Serial.println(outputValue);
  delay(100);
}

:::提示 需要注意的是，如果您想使用 DMA 读取模拟信号，您的库版本需要高于 2.2.0。目前，新版本尚未获得批准，您需要手动安装。 :::

结果图​

如果一切顺利，在上传程序后，您应该会看到以下效果。

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 Serial Monitor 图标或按下 Ctrl+Shift+M 快捷键来完成。

常规串行通信使用​

一些常用的串行函数包括：

  • Serial.begin() -- 用于以指定的波特率初始化通信；
  • Serial.print() -- 以可读格式将数据发送到串行端口；
  • Serial.write() -- 将二进制数据发送到串行端口；
  • Serial.available() -- 检查是否有数据可从串行端口读取；
  • Serial.read() -- 从串行端口读取一个字节的数据；
  • Serial.flush() -- 等待传输完成所有的输出串行数据。

通过使用这些串行函数，您可以在 Arduino 板和计算机之间发送和接收数据，从而为创建交互式项目打开了许多可能性。

以下是一个示例程序：

void setup() {
  // 以 9600 比特每秒初始化串行通信：
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  // 向串行端口发送数据
  Serial.println("你好，世界！");

  // 从串行端口读取数据
  if (Serial.available() > 0) {
    // 读取传入的字节：
    char incomingByte = Serial.read();
    // 将传入的字节打印到串行监视器：
    Serial.print("我收到：");
    Serial.println(incomingByte);
  }
  
  // 在重复循环之前等待一秒
  delay(1000);
}

使用 Serial1​

根据上述 XIAO MG24(Sense) 引脚图的具体参数，我们可以看到有 TX 引脚和 RX 引脚。这与串行通信不同，但使用方法非常相似，只需添加一些参数即可。因此，接下来我们将使用芯片引出的引脚进行串行通信。

#define BAUD 115200

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

I2C​

XIAO MG24(Sense) 具有一个 I2C 接口，可用于许多传感器的数据传输和解析，以及一些 OLED 屏幕的使用。

硬件准备​

Seeed Studio XIAO MG24 SenseSeeed Studio XIAO 扩展底板带 Grove OLED
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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 插入扩展板并对其编程以在屏幕上显示内容。

软件实现​

此示例介绍如何使用 Seeed Studio 扩展底板上的 OLED 显示屏为 XIAO MG24(Sense)。

步骤 1. 将 Seeed Studio XIAO MG24(Sense) 安装到扩展板上，然后连接 Type-C 数据线。

步骤 2. 安装 u8g2 库。

下载库文件

步骤 3. 将代码复制到 Arduino IDE 中并上传。

  • 下载以下 zip 文件

📄 [ZIP] smiley_face Header

  • 创建一个名为 "smiley_face.h" 的头文件，并将下载的 zip 文件内容复制到您创建的头文件中。
#include <Arduino.h>
#include <U8g2lib.h>
#include <Wire.h>
#include "smiley_face.h" 

U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C u8g2(U8G2_R0, /* reset=*/ U8X8_PIN_NONE);

int xx = 20; 
int yy = 10; 

void setup() {
    u8g2.begin();
}

void loop() {
    smeil_display();
    delay(500); 
}

void smeil_display() {
    const unsigned char* smileImages[] = {
        semil1, semil2, semil3, semil4, semil5,
        semil6, semil7, semil8, semil9, semil10,
        semil11, semil12, semil13, semil14, semil15,
        semil16, semil17, semil18, semil19, semil20,
        semil21, semil22, semil23, semil24, semil25,
        semil26, semil27
    };

    int delays[] = {
        40, 50, 40, 40, 40,
        40, 40, 50, 40, 40,
        40, 40, 40, 50, 40,
        40, 50, 40, 40, 50,
        40, 50, 40, 40, 50,
        50, 50, 40, 50
    };

    for (int i = 0; i < sizeof(smileImages) / sizeof(smileImages[0]); i++) {
        u8g2.firstPage();
        do {
            u8g2.drawXBMP(xx, yy, 48, 48, smileImages[i]); 
        } while (u8g2.nextPage());
        delay(delays[i]); 
    }
}

结果图形​

SPI​

XIAO MG24(Sense) 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，例如闪存、显示屏、传感器等。

Arduino 库概述​

下载库文件

基于 Waveshare 提供的 Arduino 示例程序，我们编写了适用于整个 XIAO 系列的 Arduino 库，您可以通过以下按钮直接访问该库的 Github 页面。

硬件准备​

Seeed Studio XIAO MG24 Sense1.69 英寸 LCD SPI 显示屏
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引脚连接​

在准备好上述硬件后，使用跳线将 XIAO 的 SPI 接口与 OLED 连接。请参考以下连接示意图。

安装​

下载 ZIP 库文件后，打开 Arduino IDE，点击 Sketch > Include Library > Add .ZIP Library。选择刚刚下载的 ZIP 文件，如果库安装正确，您会在通知窗口中看到 Library added to your libraries，这表示库已成功安装。

软件实现​

在正确下载并安装库后，您可以在示例文件夹中找到两个示例程序，分别是 helloworld.ino 和 bgcolor.ino。bgcolor.ino 是一个显示背景颜色的示例，我们默认设置为红色。而 helloworld.ino 是一个显示公司 logo 动画的示例，该示例包含 bgcolor 示例中的效果。

#include <st7789v2.h>
#include "SPI.h"
#include "seeed.h"

st7789v2 Display;

void setup() {
  // 在这里放置初始化代码，仅运行一次：
  Display.SetRotate(270);
  Display.Init();
  Display.SetBacklight(100);
  Display.Clear(WHITE);
}

void loop() {
  // 在这里放置主代码，循环运行：
  // Display.SetPixel(100, 100, RED);
  // Display.DrawPoint(50, 50, YELLOW, DOT_PIXEL_8X8, DOT_FILL_AROUND);

  Display.DrawImage(gImage_seeed, 20, 90, 240, 47);

  Display.DrawLine(15, 65, 65, 65, MAGENTA, DOT_PIXEL_2X2, LINE_STYLE_SOLID);
  Display.DrawLine(15, 70, 80, 70, MAGENTA, DOT_PIXEL_2X2, LINE_STYLE_SOLID);
  
  Display.DrawRectangle(15, 80, 265, 150, GRAY, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  
  Display.DrawCircle(10, 10, 25, BLUE, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(10, 10, 20, BLACK, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(10, 10, 15, RED, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(10, 10, 10, GREEN, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_FULL);

  Display.DrawCircle(270, 10, 25, BLUE, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(270, 10, 20, BLACK, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(270, 10, 15, RED, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(270, 10, 10, GREEN, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_FULL);

  Display.DrawCircle(10, 230, 25, BLUE, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(10, 230, 20, BLACK, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(10, 230, 15, RED, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(10, 230, 10, GREEN, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_FULL);

  Display.DrawCircle(270, 230, 25, BLUE, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(270, 230, 20, BLACK, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(270, 230, 15, RED, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(270, 230, 10, GREEN, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_FULL);

  Display.DrawLine(200, 160, 265, 160, GRAYBLUE, DOT_PIXEL_2X2, LINE_STYLE_SOLID);
  Display.DrawLine(215, 165, 265, 165, GRAYBLUE, DOT_PIXEL_2X2, LINE_STYLE_SOLID);
  
  Display.DrawString_EN(20, 180, "By: Jason", &Font20, WHITE, BLACK);
  // Display.DrawNum(100, 220, 123456, &Font24, RED, BRED);
  Display.DrawFloatNum(100, 210, 1.00, 2, &Font16, WHITE, BLACK);
}

您会发现 Seeed Studio 的标志动态显示在屏幕上。

完成​

您已经学习了 XIAO MG24 (Sense) 引脚的基本功能。现在，让我们进一步探索内置传感器。

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各种支持，以确保您使用我们的产品时体验顺畅。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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