设计一款便携式计步器

我想要一个真正可以佩戴的计步器——不是口袋里的手机，也不是价格200美元、带有封闭应用的健身手环。两个Seeed电路板、一块圆形IPS面板和一个Nordic nRF54芯片已经准备就绪。项目需求很简单：统计真实的步行步数，忽略震动干扰，能承受USB拔出，还能通过蓝牙与浏览器通信。

本文是一份完整的制作记录，按照我希望第一个周末就能完成的记录方式撰写。内容涵盖所需零件、引脚定义、耗费数小时的Zephyr陷阱调试方法、当PlatformIO的OpenOCD无法识别探针时的刷写技巧，以及如何在Chrome浏览器中驱动手表而无需编写原生应用程序。

最终成品包括：1.28英寸圆形表盘、搭载LSM6DS3TR-C的100Hz软件计步器、存储在芯片内部RAM中的步数数据、BLE名称为StepCounter的设备，以及一个本地网页界面(Watch Lab)，用于设置每日目标、灵敏度和时间。

Seeed XIAO 的便携式腕部设备，搭载 nRF54LM20A 感应器 + 圆形显示屏。固件为 Zephyr + LVGL。手机/电脑配套应用通过 Web Bluetooth 实现(Windows 或 Android 使用 Chrome/Edge;iPhone 使用 Bluefy)。

以下功能暂不包含(有意为之)：原生 iOS/Android 应用、App Store 签名、Flutter、硬件 LSM6DS3 步数传感器数据卸载、屏幕休眠/电池续航(数月)、Matter/Thread 等。这些均为后续产品开发内容。本项目中圆形显示屏的触控功能从未可靠，目前暂不计划围绕点击唤醒设计用户界面。

物料清单

•Seeed XIAO nRF54LM20A Sense

•XIAO 圆形显示屏

•IPEX / u.FL天线

•LiPo 3.7 V电池

•3D打印边框

硬件连接方式

圆形显示屏是一个屏蔽板，XIAO通过背面插入。显示屏的SPI、触摸/RTC I2C、电池分压器和microSD卡均共享XIAO接口。Sense IMU集成在XIAO本身上，由nPM1300供电。

逐步组装步骤

第一步 — 机械装配

1. 将圆形显示屏安装在XIAO上。XIAO的USB-C接口应从边框中突出，这样无需打开外壳即可进行刷机。

2. 将堆叠物插入印刷边框中。切勿挤压柔性部件或显示屏的FPC。

3. 将USB-C接口插入电脑。设备管理器(或使用`arduino-cli board list`)应显示CMSIS-DAP和一个COM端口。在本机上，该端口为COM14，PID为0x0068。

第二步 — 安装工具链及其他软件组件

安装工具集的过程会非常繁琐，因为我们需要安装所有必要的COM端口及配套工具。如果你愿意手动操作，可以参考此Wiki页面：XIAO nRF54LM20A Sense入门指南 | Seeed Studio Wiki

或者，如果你是AI爱好者，我们可以直接使用AI工具完成全部设置。我在此项目中使用了Open Code配合Claude、DeepSeek和Grok来协助完成。

此处附上我在该项目中用于配置这些工具的技能文件。

最后我还附上了完整的技能文件，可用于将固件烧录到设备中。

固件烧录完成后，你可以在显示屏上查看完整的日志信息。

第三步 — 使用Watch Lab(Web蓝牙)

为了控制整个硬件单元，我搭建了一个Web BLE接口，用于连接、控制和监控设备。

首先尝试连接设备。

一旦成功连接，你就可以看到完整的日志以及实时数据。

在顶部，它会显示设备的实际步数，然后我们可以设置数据和时间、重置以及目标，并通过面板调整灵敏度。

此外，我们还可以通过该面板在网页界面中查看设备实时的IMU数据。

以下是用于控制计步器的Git页面——Watch Lab — XIAO StepCounter。

如果您愿意，可以编辑整个网站。

总结

这款计步器是一款紧凑型可穿戴设备，采用Seeed XIAO nRF54LM20A Sense模块和圆形XIAO显示屏构建而成。它利用内置的IMU传感器来追踪步数，并显示每日进度、时间、行驶距离、消耗卡路里以及电池状态等有用信息。用户设置(包括步数目标和灵敏度)存储在闪存中，因此在断电后仍能保留。该设备可通过基于Web的Watch Lab界面使用蓝牙无线配置，允许用户设定每日目标、调整灵敏度、从电脑同步时钟，并查看实时IMU数据图表。它直接兼容Windows系统的Chrome或Edge浏览器，以及iPhone上的Bluefy浏览器，无需越狱或特殊修改。

本文编译自hackster.io