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PCA9685模块在51单片机的简单应用（舵机）最近特别想搞机械臂，于是在某宝上花了4百多买了一套机械臂模型，都是用舵机控制的，结果发现配套里没有舵机驱动板，Arduino板子直接驱动，那问题来了，Arduino是什么鬼啊，我没接触过！我只会51，最近自学了点STM32，不会Arduino要我怎么编程。。。。无奈之下在某宝上看看有木有便宜的驱动板，基本都是70+，对于一个刚大出血的穷逼实在无法剁手，于是就买了十来块的PCA9685，搜PCA9685的中文手册和例程，竟然没有！！！查英文手册！！突然觉得面前多了座珠峰！！好吧，来就来吧。。
用了两天时间终于将舵机动起来了！！ 刚试了一下，板子能同时驱动4个KS3518和2个9g舵机（我用独立电源） PCA9685原本用于LED控制亮度和闪烁的，估计飞利浦公司都没想到还能控制舵机，因为使用IIC总线通信，所以编程比较容易，只是有些地方容易卡住。一开始先找到板子的地址，就是板上有焊接点那里，然后根据你要求的频率计算预分频值，最后计算脉宽 程序参考了http://www.geek-workshop.com/thread-25046-1-1.html的Arduino有关舵机函数库修改的，里面还有STM32的修改函数，有兴趣可以看看，下面是修改后的程序。 /************************************************************************** PCA9685模块简单应用 平台：89C52，晶振：11.0592 ***************************************************************************/ #include #include #include #include typedef unsigned char uchar; typedef unsigned int uint; ***it scl=P3^6; //时钟输入线 ***it sda=P3^7; //数据输入/输出端 #define PCA9685_adrr 0x80// 1+A5+A4+A3+A2+A1+A0+w/r //片选地址，将焊接点置1可改变地址， // 当IIC总线上有多片PCA9685或相同地址时才需焊接 #define PCA9685_SUBADR1 0x2 #define PCA9685_SUBADR2 0x3 #define PCA9685_SUBADR3 0x4 #define PCA9685_MODE1 0x0 #define PCA9685_PRESCALE 0xFE #define LED0_ON_L 0x6 #define LED0_ON_H 0x7 #define LED0_OFF_L 0x8 #define LED0_OFF_H 0x9 #define ALLLED_ON_L 0xFA #define ALLLED_ON_H 0xFB #define ALLLED_OFF_L 0xFC #define ALLLED_OFF_H 0xFD #define SERVOMIN 115 // this is the 'minimum' pulse length count (out of 4096) #define SERVOMAX 590 // this is the 'maximum' pulse length count (out of 4096) #define SERVO000 130 //0度对应4096的脉宽计数值 #define SERVO180 520 //180度对应4096的脉宽计算值，四个值可根据不同舵机修改 /**********************函数的声明*********************************/ /*--------------------------------------------------------------- 毫秒延时函数 ----------------------------------------------------------------*/ void delayms(uint z) { uint x,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=148;y>0;y--); } /*--------------------------------------------------------------- IIC总线所需的通用函数 ----------------------------------------------------------------*/ /*--------------------------------------------------------------- 微妙级别延时函数 大于4.7us ----------------------------------------------------------------*/ void delayus() { _nop_(); //在intrins.h文件里 _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); } /*--------------------------------------------------------------- IIC总线初始化函数 ----------------------------------------------------------------*/ void init() { sda=1; //sda scl使用前总是被拉高 delayus(); scl=1; delayus(); } /*--------------------------------------------------------------- IIC总线启动信号函数 ----------------------------------------------------------------*/ void start() { sda=1; delayus(); scl=1; //scl拉高时 sda突然来个低电平 就启动了IIC总线 delayus(); sda=0; delayus(); scl=0; delayus(); } /*--------------------------------------------------------------- IIC总线停止信号函数 ----------------------------------------------------------------*/ void stop() { sda=0; delayus(); scl=1; //scl拉高时 sda突然来个高电平 就停止了IIC总线 delayus(); sda=1; delayus(); } /*--------------------------------------------------------------- IIC总线应答信号函数 ----------------------------------------------------------------*/ void ACK() { uchar i; scl=1; delayus(); while((sda=1)&&(i<255)) i++; scl=0; delayus(); } /*--------------------------------------------------------------- 写一个字节,无返回值，需输入一个字节值 ----------------------------------------------------------------*/ void write_byte(uchar byte) { uchar i,temp; temp=byte; for(i=0;i<8;i++) { temp=temp<<1; scl=0; delayus(); sda=CY; delayus(); scl=1; delayus(); } scl=0; delayus(); sda=1; delayus(); } /*--------------------------------------------------------------- 读一个字节函数，有返回值 ----------------------------------------------------------------*/ uchar read_byte() { uchar i,j,k; scl=0; delayus(); sda=1; delayus(); for(i=0;i<8;i++) { delayus(); scl=1; delayus(); if(sda==1) { j=1; } else j=0; k=(k<< 1)|j; scl=0; } delayus(); return k; } /*--------------------------------------------------------------- 有关PCA9685模块的函数 ----------------------------------------------------------------*/ /*--------------------------------------------------------------- 向PCA9685里写地址，数据 ----------------------------------------------------------------*/ void PCA9685_write(uchar address,uchar date) { start(); write_byte(PCA9685_adrr); //PCA9685的片选地址 ACK(); write_byte(address); //写地址控制字节 ACK(); write_byte(date); //写数据 ACK(); stop(); } /*--------------------------------------------------------------- 从PCA9685里的地址值中读数据(有返回值) ----------------------------------------------------------------*/ uchar PCA9685_read(uchar address) { uchar date; start(); write_byte(PCA9685_adrr); //PCA9685的片选地址 ACK(); write_byte(address); ACK(); start(); write_byte(PCA9685_adrr|0x01); //地址的第八位控制数据流方向，就是写或读 ACK(); date=read_byte(); stop(); return date; } /*--------------------------------------------------------------- PCA9685复位 ----------------------------------------------------------------*/ void reset(void) { PCA9685_write(PCA9685_MODE1,0x0); } void begin(void) { reset(); } /*--------------------------------------------------------------- PCA9685修改频率函数 ----------------------------------------------------------------*/ void setPWMFreq(float freq) { uint prescale,oldmode,newmode; float prescaleval; freq *= 0.92; // Correct for overshoot in the frequency setting prescaleval = 25000000; prescaleval /= 4096; prescaleval /= freq; prescaleval -= 1; prescale = floor(prescaleval + 0.5); oldmode = PCA9685_read(PCA9685_MODE1); newmode = (oldmode&0x7F) | 0x10; // sleep PCA9685_write(PCA9685_MODE1, newmode); // go to sleep PCA9685_write(PCA9685_PRESCALE, prescale); // set the prescaler PCA9685_write(PCA9685_MODE1, oldmode); delayms(2); PCA9685_write(PCA9685_MODE1, oldmode | 0xa1); } /*--------------------------------------------------------------- PCA9685修改角度函数 num:舵机PWM输出引脚0~15，on:PWM上升计数值0~4096,off:PWM下降计数值0~4096 一个PWM周期分成4096份，由0开始+1计数，计到on时跳变为高电平，继续计数到off时 跳变为低电平，直到计满4096重新开始。所以当on不等于0时可作延时,当on等于0时， off/4096的值就是PWM的占空比。 ----------------------------------------------------------------*/ void setPWM(uint num, uint on, uint off) { PCA9685_write(LED0_ON_L+4*num,on); PCA9685_write(LED0_ON_H+4*num,on>>8); PCA9685_write(LED0_OFF_L+4*num,off); PCA9685_write(LED0_OFF_H+4*num,off>>8); } /*--------------------------------------------------------------- 主函数 ----------------------------------------------------------------*/ void main() { begin(); setPWMFreq(50); //例如要求舵机转到60度，这么算， //60度对应的脉宽=0.5ms+(60/180)*(2.5ms-0.5ms)=1.1666ms //利用占空比=1.1666ms/20ms=off/4096,off=239,50hz对应周期20ms //setPWM(num,0,239);;;;当然也可以利用SERVO000和SERVO180计算 while(1) { setPWM(0, 0, SERVOMIN);//第0路舵机转到最小角度 setPWM(1, 0, SERVO000);//第1路舵机转到0角度 delayms(1500); setPWM(0, 0, SERVOMAX); setPWM(1, 0, SERVO180); delayms(1500); } } /*--------------------------------------------------------------- END ----------------------------------------------------------------*/ 做几点说明吧： 1、 我用Saleae逻辑分析器验证过，舵机的PWM控制只跟脉宽有关，与占空比无关，一般0到180度对应0.5ms到2.5ms，不同厂家略有偏差，舵机在100HZ的PWM频率下也能很好地转动，只要保证脉宽在0.5ms到2.5ms间，不一定非要在50HZ下，只是如果频率太高的话舵机可能无法响应。 2、修改预分频值前需将寄存器MODE1的第4位（SLEEP）为置1，关掉振荡器 3、预分频值计算看图 4、每路PWM都要两组4个寄存器存放电平上升和下降时的计数值，分别是一组LEDn_ON_L，LEDn_ON_H，另一组LEDn_OFF_L，LEDn_OFF_H，一组有16位，前12存放计数值，这就是为什么分辨率是4096，看图能更好理解这4个寄存器，还有更复杂的用法可以看手册。。 5、程序若有不足请各位前辈指出。。 
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1 条评论
17 个讨论
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希望你能再 详细指点，入坑好久啦
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1204328969 发表于 2017-4-26 16:51 假设有一把4096厘米的尺，你on设定一个值23cm,你off设定一个值60cm，那么我们从这把尺的0厘米处开始数，数到23cm我们就变为高电平，接着数，数到60cm时变为低电平，我们数到头（4096cm）又从新（0cm）开始数，那么占空比=（60-23+1）/4096 |
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