XIAO SAMD21 con Zephyr(RTOS)

¿Qué es un RTOS?

Uno de los componentes más importantes de los sistemas embebidos actuales es el RTOS (Sistema Operativo en Tiempo Real), que es responsable de todo, desde la programación de tareas hasta la ejecución de aplicaciones.

El RTOS está diseñado para proporcionar un modo de ejecución predecible. Cuando el procesamiento debe cumplir con los límites de tiempo del sistema, se utiliza un RTOS. Por lo tanto, en comparación con un GPOS (Sistema Operativo de Propósito General), el RTOS suele ser liviano y de pequeño tamaño, y generalmente solo proporciona las funciones necesarias para ejecutar aplicaciones específicas en hardware determinado. En algunos casos, los desarrolladores pueden modificar el RTOS existente, reducirlo para proporcionar solo las funcionalidades necesarias para una aplicación específica y/o personalizar su funcionalidad o características de rendimiento.

¿Qué es Zephyr?

Aquí tienes la traducción:

El sistema operativo Zephyr está basado en un núcleo de bajo consumo diseñado para su uso en sistemas embebidos y con recursos limitados: desde sensores ambientales embebidos simples y dispositivos portátiles con LED hasta controladores embebidos sofisticados, relojes inteligentes y aplicaciones inalámbricas IoT.

Características

Zephyr ofrece un gran número de características, que continúan creciendo, incluyendo:

Conjunto extenso de servicios del núcleo

Zephyr ofrece una serie de servicios familiares para el desarrollo:

• Servicios de Multihilo para hilos cooperativos, basados en prioridad, no preventivos y preventivos, con segmentación opcional por rondas. Incluye soporte para una API compatible con POSIX pthreads.
• Servicios de Interrupción para el registro en tiempo de compilación de manejadores de interrupciones.
• Servicios de Asignación de Memoria para la asignación dinámica y liberación de bloques de memoria de tamaño fijo o variable.
• Servicios de Sincronización entre Hilos para semáforos binarios, semáforos contadores y semáforos mutex.
• Servicios de Paso de Datos entre Hilos para colas de mensajes básicas, colas de mensajes mejoradas y flujos de bytes.
• Servicios de Gestión de Energía tales como la Gestión de Energía del Sistema, definida por la aplicación o política, y la Gestión de Energía de Dispositivos definida por el controlador.

Varios Algoritmos de Programación

Zephyr proporciona un conjunto integral de opciones de programación de hilos:

• Programación cooperativa y preventiva
• Primera fecha de vencimiento (EDF)
• Programación de IRQ meta que implementa el comportamiento de "mitad inferior de interrupción" o "tasklet"
• Segmentación de tiempo: permite la segmentación de tiempo entre hilos preemptivos de igual prioridad
• Estrategias de cola múltiples:
  • Cola lista enlazada simple
  • Cola lista roja/negra
  • Cola de múltiples colas tradicional

Soporte de Bluetooth Low Energy 5.0

Cumple con Bluetooth 5.0 (ESR10) y soporte de Controlador de Bluetooth Low Energy (Capa de Enlace LE). Incluye Bluetooth mesh y un controlador Bluetooth listo para la calificación de Bluetooth.

• Perfil de Acceso Genérico (GAP) con todos los posibles roles LE
• Perfil de Atributo Genérico (GATT)
• Soporte para emparejamiento, incluida la característica de Conexiones Seguras de Bluetooth 4.2
• Abstracción del controlador HCI limpio
• Interfaz HCI cruda para ejecutar Zephyr como un Controlador en lugar de una pila completa de Host
• Verificado con múltiples controladores populares
• Altamente configurable

Soporte de Mesh:

• Características de Repetidor, Nodo Amigo, Nodo de Bajo Consumo (LPN) y Proxy GATT
• Se admiten ambos soportes de aprovisionamiento (PB-ADV y PB-GATT)
• Altamente configurable, adecuado para dispositivos con al menos 16k de RAM

Referencia: Zephyr Project

Empezando

Este wiki cubre el soporte de Zephyr para el XIAO SAMD21 Zephyr(RTOS) Getting Started. Con la ayuda de esta guía podrás utilizar el conjunto de características disponibles para la placa.

El primer paso para trabajar con Zephyr es configurar el SDK y la cadena de herramientas para el desarrollo local. Se debe consultar la guía de inicio de Zephyr para el procedimiento de configuración correspondiente a tu entorno.

Una vez que la cadena de herramientas de Zephyr esté configurada y hayas descargado el SDK asociado, podrás comenzar el desarrollo de aplicaciones.

Para programar el Xiao SAMD21 se pueden seguir los siguientes pasos:

1. Construir un ejemplo o tu aplicación
2. Conectar el Xiao SAMD21
3. Conectar el pin RST a GND (usando los puntos de prueba visibles) para iniciar el MCU en modo de arranque (o presionar el botón RESET en una placa de expansión adjunta dos veces rápidamente)
4. Proceder a usar west flash para cargar el firmware en la placa

El ejemplo más sencillo es ejecutar el ejemplo de "Hello World" en la placa. Después de cambiar al directorio de la instalación de Zephyr, ejecuta los siguientes comandos.

west build -p always -b seeeduino_xiao samples/subsys/usb/console

Presiona el botón RESET dos veces rápidamente o conecta el pin RST a GND.

west flash

Encuentra el puerto de tu dispositivo escribiendo ls /dev/tty* y confirmando qué dispositivo aparece cuando se conecta tu USB.

En mi ejemplo, veo /dev/ttyACM0 como el dispositivo recién agregado.

Luego, usando screen, puedes conectarte y monitorear la respuesta serial:

screen /dev/ttyACM0 115200

Deberías ver una respuesta similar a la siguiente:

*** Booting Zephyr OS build v3.6.0-2566-gc9b45bf4672a ***
Hello World! arm
Hello World! arm
Hello World! arm
Hello World! arm

Para ayudar con el proceso de usar Zephyr con Xiao y su placa de expansión, se ha creado un repositorio con varios overlays y configuraciones utilizados aquí. Los comandos incluidos en este artículo de la wiki asumen que está ubicado en ../applications/xiao-zephyr-examples relativo a la raíz de Zephyr. Se puede proporcionar una ruta alternativa a los comandos a continuación actualizándola.

git clone https://github.com/Cosmic-Bee/xiao-zephyr-examples

Preparación de Hardware

Seeed Studio XIAO SAMD21	Seeed Studio Expansion Board
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Conocimiento del Desarrollador

Placa de Expansión XIAO

Para utilizar los módulos Grove con Seeed Studio XIAO SAMD21, utilizaremos una Base de Expansión Seeed Studio para XIAO y conectaremos el XIAO SAMD21 en ella.

Después de eso, los conectores Grove en la placa pueden usarse para conectar los módulos Grove.

Definiciones de Pines

Debes seguir la gráfica a continuación para usar los números de pin internos adecuados al conectar los módulos Grove a los conectores Grove en el Grove Shield para Seeed Studio XIAO.

Funcionalidad Principal

• LED a bordo
• USB HID
• LittleFS
• TFLite

LED a bordo

Para este ejemplo, utilizaremos el ejemplo de "blinky" para hacer parpadear el LED a bordo.

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p always -b seeeduino_xiao samples/basic/blinky

Presiona el botón RESET dos veces rápidamente o conecta el pin RST a GND.

west flash

Verás que el LED amarillo a bordo parpadea, encendiéndose y apagándose, creando un efecto de parpadeo.

Vamos a profundizar un poco en este ejemplo para entender por qué funciona.

El código de ejemplo asociado hace referencia a led0:

#define LED0_NODE DT_ALIAS(led0)
static const struct gpio_dt_spec led = GPIO_DT_SPEC_GET(LED0_NODE, gpios);

Esto está definido en el código del devicetree del XIAO SAMD21 a través de un alias:

    aliases {
        led0 = &led;
    };

    leds {
        compatible = "gpio-leds";
        led: led_0 {
            gpios = <&porta 17 GPIO_ACTIVE_LOW>;
            label = "LED";
        };
    };

Corresponde con el pin PA17 en la placa. Esto se puede encontrar en el esquema del Xiao SAMD21 observando el MCU y viendo las etiquetas en los pines.

Para los pines del conector del Xiao, no es necesario usar directamente el mapeo de pines &porta y &portb, ya que los archivos de la placa proporcionan un conector Xiao que simplifica la interfaz.

Por ejemplo, si tuviera que hacer referencia a D0, lo haría ya sea como &porta 2 o &xiao_d 0.

/ {
    xiao_d: connector {
        compatible = "seeed,xiao-gpio";
        #gpio-cells = <2>;
        gpio-map-mask = <0xffffffff 0xffffffc0>;
        gpio-map-pass-thru = <0 0x3f>;
        gpio-map
            = <0 0 &porta 2 0>      /* D0 */
            , <1 0 &porta 4 0>      /* D1 */
            , <2 0 &porta 10 0>     /* D2 */
            , <3 0 &porta 11 0>     /* D3 */
            , <4 0 &porta 8 0>      /* D4 */
            , <5 0 &porta 9 0>      /* D5 */
            , <6 0 &portb 8 0>      /* D6 */
            , <7 0 &portb 9 0>      /* D7 */
            , <8 0 &porta 7 0>      /* D8 */
            , <9 0 &porta 5 0>      /* D9 */
            , <10 0 &porta 6 0>     /* D10 */
            ;
    };
};

USB HID

Para esta aplicación de ejemplo, utilizaremos el ejemplo de USB HID Mouse para permitir que el Xiao SAMD21 active clics de ratón en la computadora anfitriona.

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p always -b seeeduino_xiao samples/subsys/usb/hid-mouse --  -DDTC_OVERLAY_FILE=/home/nineso/zephyrproject/zephyr/boards/shields/seeed_xiao_expansion_board/seeed_xiao_expansion_board.overlay

Presiona el botón RESET dos veces rápidamente o conecta el pin RST a GND:

west flash

Después de que tu Xiao se reinicie, ahora deberías poder controlar el botón izquierdo del ratón a través del botón en tu placa de expansión. Intenta pasar el cursor sobre algún texto y hacer doble clic rápidamente en el botón. Verás que el texto se resalta de manera similar a como lo harías con tu ratón normal al hacer clic izquierdo. También notarás que el LED a bordo se enciende cuando haces clic en el botón, ya que el ejemplo también depende de un LED configurado en el devicetree.

Se pueden configurar botones adicionales para su uso con el ejemplo, ya que permite configurar hasta 4 botones para activar tanto los botones como la dirección del ratón con fines de ejemplo.

    buttons {
        compatible = "gpio-keys";
        xiao_button0: button_0 {
            gpios = <&xiao_d 1 (GPIO_PULL_UP | GPIO_ACTIVE_LOW)>;
            label = "SW0";
            zephyr,code = <INPUT_KEY_0>;
        };
    };

    aliases {
        sw0 = &xiao_button0;
    };

Aquí puedes ver que en el ejemplo se utiliza &xiao_d 1 para indicar el pin D1. Este mapeo es proporcionado por los archivos de la placa Xiao SAMD21 y facilita la conexión a un pin específico, ya que no es necesario conocer el mapeo subyacente del MCU, sino que puedes confiar en la distribución de pines del Xiao.

Para el ejemplo de HID Mouse, los botones se determinan por si son compatible = "gpio-keys"; y si tienen un mapeo a las teclas asociadas (0-3 para el ratón). En este caso, estamos usando zephyr,code = <INPUT_KEY_0>;, que corresponde al botón izquierdo del ratón.

El alias led0 se establece en el archivo devicetree de la placa, como se mencionó en la sección anterior.

LittleFS

Para este ejemplo, utilizaremos el ejemplo de littlefs de Zephyr para crear una partición littlefs y guardar el archivo en el sistema de archivos. Luego reconectaremos y confirmaremos que aún está allí a través de la salida serial.

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p always -b seeeduino_xiao samples/subsys/fs/littlefs -- -DDTC_OVERLAY_FILE="$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/console.overlay" -DEXTRA_CONF_FILE=$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/console.conf

Presiona el botón RESET dos veces rápidamente o conecta el pin RST a GND:

west flash

Espera un momento para que el MCU se reinicie después de flashearlo y conéctate al monitor:

screen /dev/ttyACM0 115200

Con esto cargado deberías ver algo similar a:

*** Booting Zephyr OS build v3.6.0-2566-gc9b45bf4672a ***
Sample program to r/w files on littlefs
Area 2 at 0x3c000 on nvmctrl@41004000 for 16384 bytes
I: LittleFS version 2.8, disk version 2.1
I: FS at nvmctrl@41004000:0x3c000 is 64 0x100-byte blocks with 512 cycle
I: sizes: rd 16 ; pr 16 ; ca 64 ; la 32
E: WEST_TOPDIR/modules/fs/littlefs/lfs.c:1351: Corrupted dir pair at {0x0, 0x1}
W: can't mount (LFS -84); formatting
I: /lfs mounted
/lfs mount: 0
/lfs: bsize = 16 ; frsize = 256 ; blocks = 64 ; bfree = 62

Listing dir /lfs ...
/lfs/boot_count read count:0 (bytes: 0)
/lfs/boot_count write new boot count 1: [wr:1]
I: Test file: /lfs/pattern.bin not found, create one!
------ FILE: /lfs/pattern.bin ------
01 55 55 55 55 55 55 55 02 55 55 55 55 55 55 55
03 55 55 55 55 55 55 55 04 55 55 55 55 55 55 55
05 55 55 55 55 55 55 55 06 55 55 55 55 55 55 55
07 55 55 55 55 55 55 55 08 55 55 55 55 55 55 55
09 55 55 55 55 55 55 55 0a 55 55 55 55 55 55 55
0b 55 55 55 55 55 55 55 0c 55 55 55 55 55 55 55

screen /dev/ttyACM0 115200

Ahora, al conectarnos nuevamente al monitor serial, no vemos el formato ni es necesario crear un archivo:

*** Booting Zephyr OS build v3.6.0-2566-gc9b45bf4672a ***
Sample program to r/w files on littlefs
Area 2 at 0x3c000 on nvmctrl@41004000 for 16384 bytes
I: LittleFS version 2.8, disk version 2.1
I: FS at nvmctrl@41004000:0x3c000 is 64 0x100-byte blocks with 512 cycle
I: sizes: rd 16 ; pr 16 ; ca 64 ; la 32
/lfs mount: 0
/lfs: bsize = 16 ; frsize = 256 ; blocks = 64 ; bfree = 59

Listing dir /lfs ...
[FILE] boot_count (size = 1)
[FILE] pattern.bin (size = 547)
/lfs/boot_count read count:1 (bytes: 1)
/lfs/boot_count write new boot count 2: [wr:1]
------ FILE: /lfs/pattern.bin ------
02 55 55 55 55 55 55 55 03 55 55 55 55 55 55 55
04 55 55 55 55 55 55 55 05 55 55 55 55 55 55 55
06 55 55 55 55 55 55 55 07 55 55 55 55 55 55 55
08 55 55 55 55 55 55 55 09 55 55 55 55 55 55 55
0a 55 55 55 55 55 55 55 0b 55 55 55 55 55 55 55
0c 55 55 55 55 55 55 55 0d 55 55 55 55 55 55 55
0e 55 55 55 55 55 55 55 0f 55 55 55 55 55 55 55
10 55 55 55 55 55 55 55 11 55 55 55 55 55 55 55
12 55 55 55 55 55 55 55 13 55

TFLite - Hello World

Habilita TFLite con Zephyr y actualiza:

west config manifest.project-filter -- +tflite-micro
west update

Para este ejemplo, vamos a utilizar el ejemplo tflite "Hello World" junto con nuestra superposición de consola y configuración para leer la respuesta a través del USB serial.

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p always -b seeeduino_xiao samples/modules/tflite-micro/hello_world -- -DDTC_OVERLAY_FILE=$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/console.overlay -DEXTRA_CONF_FILE=$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/console.conf

Presiona el botón RESET dos veces rápidamente o conecta el pin RST a GND:

west flash

Espera un momento para que el MCU se reinicie después de flashearlo y conéctate al monitor.

screen /dev/ttyACM0 115200

Verá los resultados devueltos de la consola:

*** Booting Zephyr OS build v3.6.0-2566-gc9b45bf4672a ***
x_value: 1.0*2^-127, y_value: 1.0*2^-127

x_value: 1.2566366*2^-2, y_value: 1.4910772*2^-2

x_value: 1.2566366*2^-1, y_value: 1.1183078*2^-1

x_value: 1.8849551*2^-1, y_value: 1.677462*2^-1

x_value: 1.2566366*2^0, y_value: 1.9316229*2^-1

x_value: 1.5707957*2^0, y_value: 1.0420598*2^0

x_value: 1.8849551*2^0, y_value: 1.9146791*2^-1

x_value: 1.0995567*2^1, y_value: 1.6435742*2^-1

x_value: 1.2566366*2^1, y_value: 1.0674761*2^-1

x_value: 1.4137159*2^1, y_value: 1.8977352*2^-3

Componentes adicionales

• Grove - Expansion Board - I2C Display
• Grove - Expansion Board - Button
• Grove - Expansion Board - Buzzer
• Grove - Expansion Board - SD Card
• Grove - Temperature and Humidity Sensor (SHT31)
• 1.69inch LCD Display Module, 240×280 Resolution, SPI Interface

Grove - Placa de Expansion - Display I2C

Para probar esta configuración, podemos utilizar un ejemplo existente con Zephyr:

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p always -b seeeduino_xiao samples/drivers/display -- -DSHIELD=seeed_xiao_expansion_board

Presiona el botón RESET dos veces rápidamente o conecta el pin RST a GND:

west flash

Verás una pantalla que muestra múltiples cuadros negros y un cuadro parpadeante en la esquina, dado que esta pantalla solo soporta dos colores.

Vamos a profundizar un poco en este ejemplo para entender por qué funciona:

/ {
    chosen {
      zephyr,display = &ssd1306;
    };
};

&xiao_i2c {
  status = "okay";

  ssd1306: ssd1306@3c {
    compatible = "solomon,ssd1306fb";
    reg = <0x3c>;
    width = <128>;
    height = <64>;
    segment-offset = <0>;
    page-offset = <0>;
    display-offset = <0>;
    multiplex-ratio = <63>;
    segment-remap;
    com-invdir;
    prechargep = <0x22>;
  };

El archivo de superposición del shield en este ejemplo configura una pantalla OLED SSD1306 en el registro 0x3C. Se selecciona como la pantalla de Zephyr en la sección correspondiente.

Grove - Placa de Expansión - Botón

Para probar esta configuración, podemos utilizar un ejemplo existente con Zephyr, que usaremos junto con la superposición y configuración de la consola USB.

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p always -b seeeduino_xiao samples/basic/button -- -DDTC_OVERLAY_FILE="$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/console.overlay" -DEXTRA_CONF_FILE=$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/console.conf -DSHIELD=seeed_xiao_expansion_board

Presiona el botón RESET dos veces rápidamente o conecta el pin RST a GND:

west flash

Espera un momento para que el MCU se reinicie después de flashearlo y conéctate al monitor.

screen /dev/ttyACM0 115200

Al presionar el botón con el ejemplo, se activará el LED a bordo.

Verás los resultados devueltos desde la consola:

*** Booting Zephyr OS build v3.6.0-2566-gc9b45bf4672a ***
Set up button at gpio@41004400 pin 4
Set up LED at gpio@41004400 pin 17
Press the button
Button pressed at 420744116
Button pressed at 454208099
Button pressed at 484598863
Button pressed at 518217016
Button pressed at 550754013
Button pressed at 591496990

Vamos a adentrarnos un poco en este ejemplo para ver por qué funciona:

/ {
    aliases {
      sw0 = &xiao_button0;
    };

    buttons {
      compatible = "gpio-keys";
      xiao_button0: button_0 {
        gpios = <&xiao_d 1 (GPIO_PULL_UP | GPIO_ACTIVE_LOW)>;
        label = "SW0";
        zephyr,code = <INPUT_KEY_0>;
      };
    };
};

El archivo de superposición de la aplicación se utiliza para configurar varios componentes de la placa. Usando este archivo, se puede utilizar el ejemplo de botón, ya que la superposición permite que Zephyr configure el botón y lo haga disponible para el código asociado.

En este caso, se está utilizando la interfaz de conector &xiao_d para asociar D1 como un botón. Alternativamente, podríamos haber utilizado la interfaz &porta aquí como &porta 4, que es el pin correspondiente en el MCU asociado con D1.

Grove - Placa de expansión - Zumbador

Activaremos nuestro zumbador usando el ejemplo de parpadeo PWM para controlar su activación mediante una señal PWM. Para esto, utilizaremos una superposición personalizada que habilita el PWM para el pin A3.

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p always -b seeeduino_xiao samples/basic/blinky_pwm -- -DDTC_OVERLAY_FILE="$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/xiao-samd21/xiao_expansion_buzzer.overlay"

Después de cargar el archivo uf2, deberías comenzar a escuchar una serie de zumbidos que cambian en sonido a medida que la muestra avanza.

Veamos por qué esto funciona:

/delete-node/ &pwm_led0;

/ {
    aliases {
        pwm-led = &pwm_led0;
    };

    pwm_leds {
        status = "okay";
        compatible = "pwm-leds";

        pwm_led0: pwm_led_0 {
            pwms = <&tcc1 1 PWM_HZ(880) >;
        };
    };
};

&pinctrl {
    pwm_default: pwm_default {
        group1 {
            pinmux = <PA11E_TCC1_WO1>;
        };
    };
};

&tcc1 {
    status = "okay";
    compatible = "atmel,sam0-tcc-pwm";
    /* Gives a maximum period of 1.4 s */
    prescaler = <1024>;
    #pwm-cells = <2>;

    pinctrl-0 = <&pwm_default>;
    pinctrl-names = "default";
};

La superposición en uso primero elimina el nodo pwm_led0 existente, ya que esta placa ya está configurada con este alias. Luego, configura el pin A3 para su uso como PWM.

Estamos utilizando el pin A3, que corresponde con el GPIO PA11 en el SAMD21. Dado que su pinmux PWM asociado es PA11E_TCC1_WO1, usamos el temporizador tcc1 para el PWM.

Grove - Placa de expansión - Tarjeta SD

Usaremos el ejemplo del sistema de archivos aquí junto con el escudo de la Placa de Expansión Xiao para intentar interactuar con el lector de tarjetas SD a través de SPI. El escudo de la placa de expansión tiene el pin CS configurado para el pin asociado &xiao_d 2, por lo que no se necesita trabajo adicional de tu parte para asociar esta capacidad con la placa, además de agregar el escudo. Para prepararlo aún más, estamos utilizando una configuración personalizada que habilita la funcionalidad de la tarjeta SD.

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p always -b seeeduino_xiao samples/subsys/fs/fs_sample -- -DDTC_OVERLAY_FILE="$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/console.overlay $(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/xiao_expansion_sd.overlay" -DEXTRA_CONF_FILE="$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/console.conf $(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/xiao_expansion_sd.conf" -DSHIELD=seeed_xiao_expansion_board

Después de cargar el archivo UF2 conectate al monitor:

screen /dev/ttyACM0 115200

*** Booting Zephyr OS build v3.6.0-2566-gc9b45bf4672a ***
[00:00:00.197,000] <inf> sd: Maximum SD clock is under 25MHz, using clock of 10000000Hz
[00:00:00.198,000] <inf> main: Block count 15519744
Sector size 512
Memory Size(MB) 7578
Disk mounted.

Listing dir /SD: ...
[FILE] IMAGE1.JPG (size = 58422)
[FILE] IMAGE2.JPG (size = 97963)

En este caso, mi tarjeta SD tenía dos archivos. Sus nombres y tamaños fueron mostrados en mi consola.

Veamos los elementos relevantes que intervienen aquí:

CONFIG_SPI=y
CONFIG_DISK_DRIVER_SDMMC=y
CONFIG_GPIO=y

En la configuración asociada, estamos habilitando SPI, el controlador de disco SDMMC y GPIO. Sin esta configuración, la superposición llevará a un error, ya que el ejemplo no podrá encontrar la tarjeta SD.

La parte relevante del escudo de la Placa de Expansión Xiao se anula en este ejemplo mediante la xiao_expansion_sd.overlay utilizada para el XIAO SAMD21, que se muestra a continuación:

&xiao_spi {
    status = "okay";
    cs-gpios = <&xiao_d 2 GPIO_ACTIVE_LOW>;

    sdhc0: sdhc@0 {
        compatible = "zephyr,sdhc-spi-slot";
        reg = <0>;
        status = "okay";
        mmc {
            compatible = "zephyr,sdmmc-disk";
            status = "okay";
        };
        spi-max-frequency = <10000000>;
    };
};

Como se mencionó anteriormente, se utiliza el mapeo del pin &xiao_d 2 para permitir que el pin D2 sea seleccionado para esto, independientemente de la placa utilizada, siempre que soporte la configuración del pin &xiao_d.

La razón por la que no estamos utilizando la superposición del escudo aquí, sino sobrescribiéndola, es que la spi-max-frequency de 24000000 establecida por el escudo es demasiado alta, lo que hace que el SAMD21 falle.

Grove - Sensor de Temperatura y Humedad (SHT31)

Primero, suelda los pines y conecta tu Xiao SAMD21 a la placa de expansión. Luego conecta un cable de conector Grove entre el Grove SHT31 y uno de los puertos I2C de la placa de expansión.

Para probar esta configuración, podemos usar un ejemplo existente con Zephyr, al cual habilitaremos el soporte de consola USB con nuestra superposición y configuración.

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p always -b seeeduino_xiao samples/sensor/sht3xd -- -DDTC_OVERLAY_FILE="$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/sht31.overlay $(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/console.overlay" -DEXTRA_CONF_FILE=$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/console.conf

Presiona dos veces el botón RESET o conecta el pin RST a GND:

west flash

Espera un momento para que el MCU se reinicie después de la programación y conéctate al monitor:

screen /dev/ttyACM0 115200

Verás los resultados devueltos desde la consola:

*** Booting Zephyr OS build v3.6.0-2566-gc9b45bf4672a ***
SHT3XD: 26.13 Cel ; 47.34 %RH
SHT3XD: 26.11 Cel ; 46.93 %RH
SHT3XD: 26.14 Cel ; 46.78 %RH
SHT3XD: 26.17 Cel ; 46.60 %RH
SHT3XD: 26.19 Cel ; 46.25 %RH
SHT3XD: 26.21 Cel ; 46.01 %RH
SHT3XD: 26.21 Cel ; 45.82 %RH
SHT3XD: 26.23 Cel ; 46.28 %RH
SHT3XD: 26.27 Cel ; 47.11 %RH
SHT3XD: 26.27 Cel ; 47.72 %RH

Vamos a adentrarnos un poco en este ejemplo para ver por qué funciona:

&xiao_i2c {
  status = "okay";

  ssd1306: ssd1306@3c {
    compatible = "solomon,ssd1306fb";
    reg = <0x3c>;
    width = <128>;
    height = <64>;
    segment-offset = <0>;
    page-offset = <0>;
    display-offset = <0>;
    multiplex-ratio = <63>;
    segment-remap;
    com-invdir;
    prechargep = <0x22>;
  };
};

El archivo de superposición de la aplicación se utiliza para configurar varios componentes de la placa. Usando este archivo, el ejemplo SHT31 puede ser utilizado ya que la superposición informa a la lógica del ejemplo cómo configurar el sensor para nuestra placa.

Módulo de Pantalla LCD de 1.69 pulgadas, Resolución 240×280, Interfaz SPI

Para este ejemplo, utilizaremos SPI para conectar una pantalla LCD de 1.69 pulgadas con una resolución de 240x280.

Primero conecta tu placa a la pantalla LCD usando la siguiente imagen como guía (en este caso estamos usando el Xiao SAMD21, pero el mismo diseño de pines se usa para la conexión aquí).

Display LCD SPI 1.69-pulg	XIAO SAMD21
VCC	3V3
GND	GND
DIN	D10
CLK	D8
CS	D1
DC	D3
RST	D0
BL	D6

Con el hardware preparado, ahora podemos compilar y flashear:

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p always -b seeeduino_xiao samples/drivers/display -- -DDTC_OVERLAY_FILE=$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/240x280_st7789v2.overlay -DEXTRA_CONF_FILE=$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/240x280_st7789v2.conf

Presiona dos veces el botón RESET o conecta el pin RST a GND:

west flash

Con el nuevo firmware instalado, el dispositivo ahora muestra la misma pantalla de demostración que vimos anteriormente en la placa de expansión, pero ahora actualizada para la pantalla LCD a color a través de SPI.

✨ Proyecto de Contribuidores

• Este proyecto es apoyado por el Proyecto de Contribuidores de Seeed Studio.
• Gracias a los esfuerzos de Tim, tu trabajo será exhibido aquí.

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