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使用 Seeed Studio XIAO MG24 进行引脚复用

XIAO MG24 具有多达 22 个常规引脚、18 个模拟引脚、18 个数字引脚、2 组 SPI、2 组 UART、2 组 I2C，并支持 全部 PWM。它为我们提供了非常丰富的引脚资源。在本篇 wiki 中，我将教你如何驱动这些引脚，从而高效地利用它们 😀！

硬件概述​

XIAO MG24 正面​

XIAO MG24 背面​

数字引脚​

硬件准备​

Seeed Studio XIAO MG24 SenseSeeed Studio Expansion Base for XIAO with Grove OLEDGrove - Relay
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请将 XIAO MG24（Sense）安装到扩展板上，并通过 Grove 线缆将继电器连接到扩展板的 A0/D0 接口。最后，通过 USB-C 线缆将 XIAO 连接到电脑。

软件实现​

在本示例中，我们将通过连接在 XIAO 扩展板上的按键来控制继电器的开关状态。当按下按键时，继电器吸合；当松开按键时，继电器断开。

const int buttonPin = D1;     // the number of the pushbutton pin
int buttonState = 0;          // variable for reading the pushbutton status
const int relayPin = D0;

void setup() {
  // initialize the Relay pin as an output:
  pinMode(relayPin, OUTPUT);
  // initialize the pushbutton pin as an input:
  pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP);
}

void loop() {
  // read the state of the pushbutton value:
  buttonState = digitalRead(buttonPin);

  // check if the pushbutton is pressed. If it is, the buttonState is HIGH:
  if (buttonState == HIGH) {
    // turn Relay on:
    digitalWrite(relayPin, HIGH);
  } else {
    // turn Relay off:
    digitalWrite(relayPin, LOW);
  }
}

结果示意图​

如果一切顺利，在上传程序后，你应该能看到如下效果。

数字引脚作为 PWM 使用​

XIAO MG24（Sense）上的所有 GPIO 引脚都支持 PWM 输出。因此，你可以使用任意引脚输出 PWM，用于调节灯光亮度、控制舵机等功能。

硬件准备​

Seeed Studio XIAO MG24 SenseSeeed Studio Expansion Base for XIAO with Grove OLEDGrove - Variable Color LED
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tip

请将 XIAO MG24（Sense）安装到扩展板上，然后使用 Grove 线缆将 Variable Color LED 连接到扩展板的 A0/D0 接口。最后，通过 USB-C 线缆将 XIAO 连接到电脑。

软件实现​

在本示例中，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 connected to digital pin 10

void setup() {
  // declaring LED pin as output
  pinMode(LED_pin, OUTPUT);
}

void loop() {
  // fade in from min to max in increments of 5 points:
  for (int fadeValue = 0 ; fadeValue <= 255; fadeValue += 3) {
    // sets the value (range from 0 to 255):
    analogWrite(LED_pin, fadeValue);
    // wait for 30 milliseconds to see the dimming effect
    delay(30);
  }

  // fade out from max to min in increments of 5 points:
  for (int fadeValue = 255 ; fadeValue >= 0; fadeValue -= 3) {
    // sets the value (range from 0 to 255):
    analogWrite(LED_pin, fadeValue);
    // wait for 30 milliseconds to see the dimming effect
    delay(30);
  }
}

结果示意图​

如果程序运行成功，你将看到如下运行效果。

模拟引脚​

XIAO MG24（Sense）开发板配备了 12 位 ADC，可对模拟传感器数值进行高分辨率读取，这有助于我们获得更加精确的读数。

接下来，我们将选择两个传感器来体现 ADC 的特性。

硬件准备​

Seeed Studio XIAO MG24 SenseGrove-Variable Color LEDGrove-Rotary Angle Sensor Seeed Studio Grove Base for XIAO
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软件实现​

const int analogInPin = D1;  // Analog input pin that the potentiometer is attached to
const int analogOutPin = 9;  // Analog output pin that the LED is attached to

int sensorValue = 0;  // value read from the pot
int outputValue = 0;  // value output to the PWM (analog out)

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

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

  Serial.print("sensor = ");
  Serial.print(sensorValue);
  Serial.print("\t output = ");
  Serial.println(outputValue);
  delay(100);
}
tip

需要注意的是，如果你想使用 DMA 来读取模拟信号，你的库版本需要大于 2.2.0。当前新版本尚未通过审核，你需要手动安装。

结果图​

如果一切顺利，在上传程序后，你应该会看到如下效果。

UART​

在使用 Arduino IDE 时，串口通信是许多项目中必不可少的一部分。要在 Arduino IDE 中使用串口，首先需要打开串口监视器窗口。这可以通过点击工具栏中的 Serial Monitor 图标，或者按下 Ctrl+Shift+M 快捷键来完成。

通用串口用法​

一些常用的串口函数包括：

  • Serial.begin() -- 以指定的波特率初始化通信；
  • Serial.print() -- 以可读格式向串口发送数据；
  • Serial.write() -- 向串口发送二进制数据；
  • Serial.available() -- 检查串口中是否有可读取的数据；
  • Serial.read() -- 从串口读取一个字节的数据；
  • Serial.flush() -- 等待正在发送的串口数据传输完成。

通过使用这些串口函数，你可以在 Arduino 开发板和计算机之间发送和接收数据，从而为创建交互式项目提供了许多可能性。

下面是一个示例程序：

void setup() {
  // initialize serial communication at 9600 bits per second:
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  // send data to the serial port
  Serial.println("Hello World!");

  // read data from the serial port
  if (Serial.available() > 0) {
    // read the incoming byte:
    char incomingByte = Serial.read();
    // print the incoming byte to the serial monitor:
    Serial.print("I received: ");
    Serial.println(incomingByte);
  }

  // wait for a second before repeating the loop
  delay(1000);
}

Serial1 的使用​

根据上文中 XIAO MG24(Sense) 引脚图中的具体参数，我们可以观察到有 TX 引脚和 RX 引脚。 这与串口通信有所不同，但用法也非常相似，只是需要额外添加几个参数。 所以下一步，我们将使用芯片引出的引脚进行串口通信。

#define BAUD 115200

void setup() {
    Serial1.begin(BAUD);
}

void loop() {
  if(Serial1.available() > 0)
  {
    char incominByte = Serial1.read();
    Serial1.print("I received : ");
    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，也可以用于驱动一些 OLED 屏幕。

硬件准备​

Seeed Studio XIAO MG24 SenseSeeed Studio Expansion Base for XIAO with Grove OLED
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XIAO 扩展板上的 OLED 显示屏使用 I2C 协议，并通过板载的 I2C 电路连接到 XIAO 的 I2C 接口。因此，我们可以直接将 XIAO 插到扩展板上，并通过编程在屏幕上显示内容。

软件实现​

本示例介绍如何使用 Seeed Studio Expansion Base for XIAO MG24(Sense) 上的 OLED 显示屏。

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

步骤 2. 安装 u8g2 库。

下载库文件

步骤 3. 复制代码并粘贴到 Arduino IDE 中，然后上传。

  • 下载下面的 zip 文件

📄 [ZIP] smiley_face 头文件

  • 创建一个名为 "smiley_face. h" 的头文件，并将下载的 zip 文件中的内容复制到你创建的头文件中
#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​

SPI​

XIAO MG24(Sense) 芯片集成了多种外设，其中包括一个 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 库概览​

下载库文件

基于 Waveshare 提供的 Arduino 示例程序，我们编写了一个适用于整个 XIAO 系列的 Arduino 库，你可以通过下方按钮直接跳转到该库的 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​

按照上述说明准备好硬件后，使用跳线将 XIAO 的 SPI 接口与 OLED 连接。请参考下图了解接线方式。

安装​

既然你已经下载了 zip 库文件，打开 Arduino IDE，点击 Sketch > Include Library > Add .ZIP Library。选择你刚刚下载的 zip 文件，如果库安装正确，你会在提示窗口中看到 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之后，你可以在 examples 文件夹中找到两个名为 helloworld.ino 和 bgcolor.ino 的示例程序。bgcolor.ino 是一个用于显示背景颜色的示例，我们将红色设置为默认颜色。而 helloworld.ino 是一个用于显示我们公司 Logo 动画的示例，并且该示例包含了 bgcolor 示例所具有的效果。

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

st7789v2 Display;

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Display.SetRotate(270);
  Display.Init();
  Display.SetBacklight(100);
  Display.Clear(WHITE);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
//  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);
}

你会看到 Seeed Studio 的 Logo 在显示屏上动态显示。

总结​

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

技术支持与产品讨论​

感谢你选择我们的产品！我们将为你提供多种支持，以确保你在使用我们产品的过程中尽可能顺利。我们提供多种交流渠道，以满足不同的偏好和需求。

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