一、产品简介

PCA9685芯片，是16通道12bit PWM舵机驱动，主控板通过I2C控制芯片，进而可以驱动16个舵机，这样可以解决需要很多电机控制的项目，会大量占用主控板的引脚，也会影响主控板的处理能力。

PCV python 是什么包 python pca9685_python


引脚定义:

  • GND：接地
  • OE：GPIO（低电平有效，板载已经将OE拉低，使用时可以不接）
  • SCL：I2C时钟
  • SDA：I2C数字
  • VCC：5V
  • V+：NC

二、技术参数

  • 供电电压：5V
  • 接口：I2C接口，最大支持1MHz速率
  • 地址：6地址位I2C总线上可挂载62个设备
  • PWM输出支持可调频，1.6KHz
  • 分辨率：12位
  • IC待机电流：20mA
  • 模块尺寸：25mm _ 61mm _ 10mm

三、软件接口

PCA9685(i2cObj) - 创建PCA9685驱动对象

  • 函数原型：

pca9685Obj = PCA9685(i2cObj)

  • 参数说明：

参数

类型

必选参数？

说明

i2cObj

I2C

是

传入I2C对象

  • 返回值：
    PCA9685对象创建成功，返回PCA9685对象；PCA9685对象创建失败，抛出Exception
  • 示例代码：
from machine import Pin,I2C
import pca9685

i2cObj = I2C(1, scl=Pin(22), sda=Pin(21), freq=1000000)
robotObj = pca9685.PCA9685(i2cObj)
print('pca5860 inited')
  • 输出：
pca5860 inited!

setServo(index,pos) - 设置各路Servo电机的位置

  • 函数功能：
    设置各路Servo电机的位置
  • 函数原型：

PCA9685.setServo(index,pos)

  • 参数说明：

返回值

类型

说明

index

整型

index：0-15，分别代表第index+1路PWM

pos

浮点

-pi/2~pi/2 单位：度pi约等于3.141

  • 返回值：
    无
  • 示例：
from machine import Pin,I2C
from math import pi
import pca9685
import utime

i2cObj = I2C(1, scl=Pin(22), sda=Pin(21), freq=1000000)
robotObj = pca9685.PCA9685(i2cObj)
print('pca5860 inited')

robotObj.setServo(0,-pi/4)
utime.sleep(1)
robotObj.setServo(0,pi/4)
utime.sleep(1)
robotObj.setServo(1,-pi/4)
utime.sleep(1)
robotObj.setServo(1,pi/4)
utime.sleep(1)
robotObj.setServo(2,-pi/4)
utime.sleep(1)
robotObj.setServo(2,pi/4)
utime.sleep(1)
robotObj.setServo(3,-pi/4)
utime.sleep(1)
robotObj.setServo(3,pi/4)
utime.sleep(1)
  • 输出：
pca5860 inited

reset(index) - 复位各路PWM

  • 函数功能：
    复位各路PWM
  • 函数原型：

PCA9685.reset(index)

  • 参数说明：

返回值

类型

必选参数？

说明

index

整型

是

index：0-15，分别代表第index+1路PWM

  • 返回值：
    无
  • 示例：
from math import pi
from machine import I2C, Pin
import pca9685
import utime

i2cObj = I2C(1, scl=Pin(22), sda=Pin(21), freq=1000000)
robotObj = pca9685.PCA9685(i2cObj)
print('pca5860 inited')

robotObj.setServo(0,-pi/4)
utime.sleep(1)
robotObj.setServo(0,pi/4)
utime.sleep(1)
robotObj.reset(0)
  • 输出：
pca5860 inited

四、接口案例

  • 示例代码：
from math import pi
from machine import I2C, Pin
import pca9685
import utime

i2cObj = I2C(1, scl=Pin(22), sda=Pin(21), freq=1000000)
robotObj = pca9685.PCA9685(i2cObj)
print('pca5860 inited')
while True:
    robotObj.setServo(0,0)
    print(0)
    utime.sleep(1)
    robotObj.setServo(0,-pi/2)
    print(-pi/2)
    utime.sleep(1)
  • 输出：
pca5860 inited
0
-pi/2
0
-pi/2
0
-pi/2
0
-pi/2

五、工作原理

PCA9685传感器寄存器描述如下表所示：

序号

寄存器地址

功能说明

1

0x00

MODE1

2

0x01

MODE2

3

0x02

SUBADR1

4

0x03

SUBADR2

5

0x04

SUBADR3

6

0x05

ALLCALLADR

7

0x06

LED0_ON_L

8

0x07

LED0_ON_H

9

0x08

LED0_OFF_L

10

0x09

LED0_OFF_H

11

…

…

12

0x06+4*X

LEDX_ON_L

13

0x06+4*X+1

LED0_ON_H

14

0x06+4*X+2

LED0_OFF_L

15

0x06+4*X+3

LED0_OFF_H

16

0xFA

ALL_LED_ON_L

17

0xFB

ALL_LED_ON_H

18

0xFC

ALL_LED_OFF_L

19

0xFD

ALL_LED_OFF_H

19

0xFE

PRE_SCALE

19

0xFF

TestMode

通道的四个寄存器

在上述的寄存器总览表中可看出：16个通道中，每个都有LEDX_ON_L、LEDX_ON_H、LEDX_OFF_L、LEDX_OFF_H 四个寄存器，芯片中12位的计数器CNT，会根据PRE_SCALE设置的值进行计数。

  • 当LEDX_ON_H[3:0]:LEDX_ON_L < CNT < LEDX_OFF_H[3:0]:LEDX_OFF_L时，输出高电平；
  • 当LEDX_OFF_H[3:0]:LEDX_OFF_L < CNT < 4096时，输出低电平。

如下图所示，假设LEDX_ON=410,LEDX_OFF=1300,那么在计数器从0计数到409，开始输出高电平，高电平持续LEDX_OFF-LEDX_ON，然后开始输出低电平，到一个PWM周期结束，后面周而复始循环动作。

PCV python 是什么包 python pca9685_人工智能_02

PRE_SCALE寄存器

prescale = round(osc_clock/4096∗update_rate) - 1

  • osc_clock为选用的时钟频率，如使用内部25MHz时钟，即为25000000Hz。
  • update_rate为PWM的频率，比如舵机PWM周期为20ms，则update_rate=50Hz。
  • 4096是因为计数器是12位。
  • prescale为计数器加一所需要的时钟数

舵机控制

舵机的PWM信号控制周期为20ms（50Hz的频率），想要控制角度只需控制一个周期中高电平持续的时间。以180°舵机为例，对应关系如下：

一个周期中高电平持续时间

舵机保持的角度

0.5ms

0度

1ms

45度

1.5ms

90度

2ms

135度

2.5ms

180度

参考文献及购买链接

[1] PCA9685模块使用说明 [2] PCA9685模块购买链接