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Seeed Studio XIAO SAMD21の使用開始

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Seeed Studio XIAO SAMD21は、以前はSeeeduino XIAOと呼ばれていましたが、Arduinoと互換性のある親指サイズの強力な開発ボードシリーズであるSeeed Studio XIAOファミリーの最初のデビュー作です。低消費電力マイクロコントローラーである強力なATSAMD21G18A-MUを搭載しています。一方、この小さなボードは処理性能が良好でありながら、消費電力は少なくて済みます。小型サイズで設計されており、ウェアラブルデバイスや小規模プロジェクトに使用できます。

Seeed Studio XIAO SAMD21は14個のPINを持ち、ピン多重化により11個のデジタルインターフェース、11個のアナログインターフェース、10個のPWMインターフェース（d1-d10）、1個のDAC出力ピンD0、1個のSWDパッドインターフェース、1個のI2Cインターフェース、1個のSPIインターフェース、1個のUARTインターフェース、シリアル通信インジケーター（T/R）、点滅ライト（L）として使用できます。LED（Power、L、RX、TX）の色は緑、黄、青、青です。さらに、Seeed Studio XIAO SAMD21は電源供給とコードダウンロードが可能なType-Cインターフェースを備えています。2つのリセットボタンがあり、それらをショート接続してボードをリセットできます。

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ドキュメント​

Seeed Studio XIAO SAMD21の使用に関する2つのドキュメントがあり、それぞれ異なる分野に焦点を当てています。参考として以下の表をご確認ください：

SeedによるドキュメントNanaseによるドキュメント
ピン配置図インターフェース
Seeed Studio XIAO SAMD21使用開始Seeed Studio XIAO SAMD21とMicroSDカード（SPI）
Seeed Studio XIAO SAMD21 GPIO使用方法Seeed Studio XIAO SAMD21とGPS（UART）
Seeed Studio XIAO SAMD21リソースシングルサイクルIOBUS

CircuitPython on Seeed Studio XIAO SAMD21​

特徴​

  • 強力なCPU：ARM® Cortex®-M0+ 32bit 48MHzマイクロコントローラー（SAMD21G18）、256KB Flash、32KB SRAM搭載。
  • 柔軟な互換性：Arduino IDEと互換性があります。
  • 簡単なプロジェクト操作：ブレッドボードフレンドリー。
  • 小型サイズ：ウェアラブルデバイスや小型プロジェクト向けに親指サイズ（21x17.8mm）。
  • 複数の開発インターフェース：11個のデジタル/アナログピン、10個のPWMピン、1個のDAC出力、1個のSWDボンディングパッドインターフェース、1個のI2Cインターフェース、1個のUARTインターフェース、1個のSPIインターフェース。

仕様​

項目値
CPU最大48MHzで動作するARM Cortex-M0+ CPU（SAMD21G18）
フラッシュメモリ256KB
SRAM32KB
デジタルI/Oピン11
アナログI/Oピン11
I2Cインターフェース1
SPIインターフェース1
QTouch7（A0,A1,A6,A7,A8,A9,A10）
UARTインターフェース1
電源供給およびダウンロードインターフェースType-C
電源3.3V/5V DC
寸法21×17.8×3.5mm

ハードウェア概要​

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一般的なI/Oピンについて： MCUの動作電圧は3.3Vです。一般的なI/Oピンに接続される電圧入力が3.3Vより高い場合、チップの損傷を引き起こす可能性があります。

電源供給ピンについて： 内蔵DC-DCコンバータ回路は5V電圧を3.3Vに変換することができ、VIN-PINと5V-PINを介して5V電源でデバイスに電力を供給することができます。

XIAO SAMD21は現在バッテリー電源供給のみをサポートしており、バッテリーが接続されている間はType-Cに接続することはできません。安全上のリスクを引き起こす可能性があります。

使用時は注意し、シールドカバーを持ち上げないでください。

ブートローダーモードに入る​

ユーザーのプログラミングプロセスが失敗した場合、Seeed Studio XIAO SAMD21のポートが消失することがあります。以下の操作でこの問題を解決できます：

  • Seeed Studio XIAO SAMD21をコンピュータに接続します。
  • ピンセットまたはショート線を使用して、図のRSTピンを2回ショートします。
  • オレンジ色のLEDが点滅し、点灯します。

この時点で、チップはブートローダーモードに入り、書き込みポートが再び表示されます。samd21チップには2つのパーティションがあり、1つはブートローダー、もう1つはユーザープログラムです。製品は工場出荷時にシステムメモリにブートローダーコードを書き込みます。上記の手順を実行することでモードを切り替えることができます。

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リセット​

Seeed Studio XIAO SAMD21をリセットしたい場合は、以下の手順を実行してください：

  • Seeed Studio XIAO SAMD21をコンピュータに接続します。
  • ピンセットまたはショート線を使用してRSTピンを1回だけショートします
  • オレンジ色のLEDが点滅し、点灯します。

注意：内蔵LEDの動作はArduinoのものとは逆です。Seeed Studio XIAO SAMD21では、ピンをローに引く必要がありますが、他のマイクロコントローラーではハイに引く必要があります。

割り込み​

Seeed Studio XIAO SAMD21のすべてのピンは割り込みをサポートしていますが、2つのピンを同時に使用することはできません：5番ピンと7番ピンです。割り込みの詳細についてはこちらをご確認ください。

ピン多重化​

ピンを自分で設定する必要はありません。ピンを使用した後、関数を直接呼び出すことができます。

デジタル入力と出力​

  • ピン6をデジタルピンとして使用：
const int buttonPin = 6;     // the number of the pushbutton pin
const int ledPin =  13;      // the number of the LED pin

int buttonState = 0;         // variable for reading the pushbutton status

void setup() {
  // initialize the LED pin as an output:
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  // initialize the pushbutton pin as an input:
  pinMode(buttonPin, INPUT);
}

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 LED on:
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
  } else {
    // turn LED off:
    digitalWrite(ledPin, LOW);
  }
}

AnalogRead​

  • アナログピンとしてピン6を使用：


void setup() {
  // declare the ledPin as an OUTPUT:
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  // read the value from the sensor:
  sensorValue = analogRead(sensorPin);
  // turn the ledPin on
  digitalWrite(ledPin, HIGH);
  // stop the program for <sensorValue> milliseconds:
  delay(sensorValue);
  // turn the ledPin off:
  digitalWrite(ledPin, LOW);
  // stop the program for for <sensorValue> milliseconds:
  delay(sensorValue);
}

シリアル​

  • UART の TX ピンとしてピン 6 を使用します（UART の RX ピンはピン 7 です）：

void setup() {
    Serial1.begin(115200);
    while (!Serial);
}

void loop() {
    Serial1.println("Hello,World");
    delay(1000);
}

I2C​

  • ピン5をIICのSCLピンとして使用（IICのSDAピンはピン4）：
// Wire Master Writer
// by Nicholas Zambetti <http://www.zambetti.com>

// Demonstrates use of the Wire library
// Writes data to an I2C/TWI slave device
// Refer to the "Wire Slave Receiver" example for use with this

// Created 29 March 2006

// This example code is in the public domain.


#include <Wire.h>

void setup()
{
  Wire.begin(); // join i2c bus (address optional for master)
}

byte x = 0;

void loop()
{
  Wire.beginTransmission(4); // transmit to device #4
  Wire.write("x is ");        // sends five bytes
  Wire.write(x);              // sends one byte  
  Wire.endTransmission();    // stop transmitting
  x++;
  delay(500);
}

SPI​

  • Use pin 8 as the SCK pin of SPI(MISO pin of SPI is pin 9,MOSI pin of SPI is pin 10):
#include <SPI.h>
const int CS = 7;
void setup (void) {
   digitalWrite(CS, HIGH); // disable Slave Select
   SPI.begin ();
   SPI.setClockDivider(SPI_CLOCK_DIV8);//divide the clock by 8
}

void loop (void) {
   char c;
   digitalWrite(CS, LOW); // enable Slave Select
   // send test string
   for (const char * p = "Hello, world!\r" ; c = *p; p++) {
      SPI.transfer (c);
   }
   digitalWrite(CS, HIGH); // disable Slave Select
   delay(2000);
}

QTouch​

QTouchの使用方法については、サンプルプロジェクトを提供しています：Seeed Studio XIAO SAMD21 のQ-Touch機能でフルーツピアノを作る方法。

アナログ入力と出力​

PWMベースの「アナログ出力」を持ちながら、SAMD21はデジタル-アナログコンバータ（DAC）の形で真のアナログ出力も備えています。このモジュールは0から3.3Vの間のアナログ電圧を生成できます。より自然な音でオーディオを生成したり、アナログデバイスを制御する「デジタルポテンショメータ」として使用できます。

DACはArduinoピンA0でのみ利用可能で、analogWrite(A0, <value>)を使用して制御されます。DACは最大10ビット解像度に設定できます（セットアップでanalogWriteResolution(10)を呼び出すことを確認してください）。これは0から1023の値が電圧を0から3.3Vの間のどこかに設定することを意味します。

DACに加えて、SAMD21のADCチャンネルもATmega328とは異なります：最大12ビット解像度を備えています。これはアナログ入力値が0-4095の範囲で、0から3.3Vの間の電圧を表すことを意味します。ADCを12ビットモードで使用するには、セットアップでanalogReadResolution(12)を呼び出すことを確認してください。

DACのシリアルプロッティング

以下はDACとADCの両方を実演する例です。実験をセットアップするには、A0をA1に接続してください -- A0をアナログ電圧で駆動し、A1でそれを読み取ります。これまでのチュートリアルで最もシンプルな回路です：

note

Seeed Studio XIAO SAMD21はSeeed Studio XIAO SAMD21 拡張ボードを使用しています

このスケッチはA0で正弦波出力を生成し、値は0から3.3Vの範囲です。次にA1を使用してその出力をADCに読み込み、0から3.3Vの間の電圧に変換します。

もちろん、シリアルモニターを開いて電圧値のストリームを表示できます。しかし、正弦波がテキストで視覚化するのが困難な場合は、Tools > Serial PlotterでArduinoの新しいSerial Plotterをチェックしてください。

DAC​

コードを提出してくれたAleksei Tertychnyiに感謝します。関連するすべての機能は彼によって開発され、貢献されました。

#define DAC_PIN A0 // Make code a bit more legible
float x = 0; // Value to take the sin of
float increment = 0.02;  // Value to increment x by each time
int frequency = 440; // Frequency of sine wave

void setup() 
{
  analogWriteResolution(10); // Set analog out resolution to max, 10-bits
  analogReadResolution(12); // Set analog input resolution to max, 12-bits

  Serial.begin(9600);
}

void loop() 
{
  // Generate a voltage value between 0 and 1023. 
  // Let's scale a sin wave between those values:
  // Offset by 511.5, then multiply sin by 511.5.
  int dacVoltage = (int)(511.5 + 511.5 * sin(x));
  x += increment; // Increase value of x

  // Generate a voltage between 0 and 3.3V.
  // 0= 0V, 1023=3.3V, 512=1.65V, etc.
  analogWrite(DAC_PIN, dacVoltage);

  // Now read A1 (connected to A0), and convert that
  // 12-bit ADC value to a voltage between 0 and 3.3.
  float voltage = analogRead(A1) * 3.3 / 4096.0;
  Serial.println(voltage); // Print the voltage.
  delay(1); // Delay 1ms
}

結果

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はじめに​

ハードウェア​

必要な材料

  • Seeed Studio XIAO SAMD21 x1
  • コンピュータ x1
  • USB Type-C ケーブル x1
tip

一部のUSBケーブルは電源供給のみで、データ転送ができません。USBケーブルをお持ちでない場合、またはお使いのUSBケーブルがデータ転送可能かわからない場合は、seeed USB type C support USB 3.1をご確認ください。

  • ステップ1. Seeed Studio XIAO SAMD21 とType-Cケーブルを準備します。

  • ステップ2. Seeed Studio XIAO SAMD21 をコンピュータに接続します。黄色の電源LEDが点灯するはずです。

ソフトウェア​

note

Arduinoを初めて使用する場合は、Getting Started with Arduinoを参照することを強くお勧めします。

  • ステップ1. Arduinoソフトウェアをインストールする必要があります。
Arduino IDEをダウンロード

Arduinoアプリケーションを起動

以前にダウンロードしたArduinoアプリケーション（arduino.exe）をダブルクリックします。

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Arduinoソフトウェアが異なる言語で読み込まれる場合は、設定ダイアログで変更できます。詳細については、Arduino Software (IDE) pageを参照してください。

  • ステップ2. Blinkサンプルを開く

LED blinkサンプルスケッチを開きます：File > Examples >01.Basics > Blink。

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  • ステップ3. Arduino IDEにSeeduinoを追加

File > Preferenceをクリックし、Additional Boards Manager URLsに以下のURLを入力します：

https://files.seeedstudio.com/arduino/package_seeeduino_boards_index.json

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**Tools-> Board-> Boards Manager...**をクリックし、検索欄にキーワード「Seeed Studio XIAO SAMD21」を入力します。「Seeed SAMD Boards」が表示されます。これをインストールします。

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  • ステップ4. ボードとポートを選択

ボードをインストール後、Tools-> Boardをクリックし、「Seeed Studio XIAO」を見つけて選択します。これでArduino IDE用のSeeed Studio XIAO SAMD21ボードの設定が完了しました。

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Tools | Serial Portメニューから、Arduinoボードのシリアルデバイスを選択します。これは通常COM3以上になります（COM1とCOM2は通常ハードウェアシリアルポート用に予約されています）。確認するには、Arduinoボードを切断してメニューを再度開きます。消えたエントリがArduinoボードのはずです。ボードを再接続し、そのシリアルポートを選択します。

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  • ステップ5.プログラムをアップロード

環境内の「Upload」ボタンをクリックします。数秒待って、アップロードが成功すると、ステータスバーに「Done uploading.」というメッセージが表示されます。

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アップロード完了から数秒後、ボード上のピン13（L）LED（オレンジ色）が点滅し始めるはずです。点滅すれば、おめでとうございます！Arduinoが正常に動作しています。問題がある場合は、トラブルシューティングの提案を参照してください。

note

フラッシュの最大サイズは8KBです。詳細情報はリソースのATSAMD218A-MUデータシートを参照してください。

サンプルアプリケーション​

リソース​

コースリソース​

技術サポート & 製品ディスカッション​

私たちの製品をお選びいただき、ありがとうございます！私たちは、お客様の製品体験が可能な限りスムーズになるよう、さまざまなサポートを提供しています。異なる好みやニーズに対応するため、複数のコミュニケーションチャンネルを提供しています。

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