PCA9685 16路12位pwm訊號發生器

二、暫存器功能

三、驅動

四、使用流程

16路12位pwm訊號發生器，可用於控制舵機、led、電機等裝置，i2c通訊，節省主機資源。

很常見的模組板子是這個樣子，這個板子也比較便宜，十幾塊錢乙個。

i2c通訊，只需要幾根i2c線就可以控制16路pwm，週期和占空比都可控。

可以多個模組級聯。

可控制16路通道的四種工作模式：關、開、pwm、可變pwm。

精度是12位：

工作頻率

時間解析度

通常舵機500~2500us可分成份數

通常舵機500~2500us，旋轉角180°的角度解析度

50hz

4.88us

410份

0.439°

60hz

4us492份

0.366°

驅動方式可以選擇開漏輸出或推挽輸出。

數位電路電壓範圍可接受3.3和5v電平。

此外還有乙個v+引腳，這個引腳是給舵機供電用的，可以接稍微高一點的電壓。

有6個位址控制腳，通過這些引腳可以控制裝置的i2c位址。

7位的i2c位址為：0x40 + a5:a0，a5到a0如果不做任何處理的話是0，想要把哪一位置1就把那個引腳焊到一起。

另外用i2cdetect檢測出還有乙個0x70位址一直存在，這是乙個通用位址，可以給所有從機下達指令。

模組有乙個oe反使能腳，這個引腳低電平使能，不接的話模組內部預設已經接地使能了，所以正常使用可以不接。

:-:|:-:|:-:

內部位址(hex)

名稱功能

00mode1

設定暫存器1

01mode2

設定暫存器2

02subadr1

i2c-bus subaddress1

03subadr2

i2c-bus subaddress2

04subadr3

i2c-bus subaddress3

05allcalladr

06led0_on_l

07led0_on_h

08led0_off_l

09led0_off_h……

…0x06 + 4*x

ledx_on_l

0x06 + 4*x + 1

ledx_on_h

0x06 + 4*x + 2

ledx_off_l

0x06 + 4*x + 3

ledx_off_h……

… 上面共16路通道

faall_led_on_l

fball_led_on_h

fcall_led_off_l

fdall_led_off_h

fepre_scale

控制週期的暫存器

fftestmode位名稱

功能d7

restart

寫1復位，寫完後此位自動清除。一定要在sleep位寫0後至少500us後才能對此位寫1進行復位。

d6extclock

0-使用內部時鐘（25mhz）。1-使用外部時鐘引腳的時鐘。修改此位前，一定要先sleep，再修改此位（此時sleep位仍然寫1），再退出sleep。

d5ai

0-內部位址讀寫後不自動增加。1-內部位址讀寫後自動增加。一般i2c裝置在對從機讀寫後內部位址都會自動增加，這個晶元可以手動設定是否自動增加，我們一般都會設成自動增加。

d4sleep

0-退出sleep模式。1-進入sleep模式。注：1、寫0退出sleep模式後，最多等500us後即可產生穩定的時鐘訊號。2、寫1進入sleep模式後，時鐘會關閉。此時可以修改時鐘源暫存器extclock和週期暫存器pre_scale，修改這兩個暫存器之前必須先進入sleep模式。

d3sub1

d2sub2

d1sub3

d0allcall

0-不響應0x70通用i2c位址。1-響應0x70通用i2c位址。這個晶元除了可以通過a5:a0自定義i2c位址外，還有乙個通用i2c位址0x70，此暫存器可以控制是否響應這個通用位址。注意啊：這個暫存器的設定好像掉電會儲存的！

總共16個通道，每個通道都有 ledx_on_l、ledx_on_h、ledx_off_l、ledx_off_h 四個暫存器。

系統中有乙個12位的計數ack，ack根據pre_scale暫存器設定的週期進行增加，沒增加一次就會和上述四個暫存器對比：

當發現 ack == ledx_on_h[3:0]:ledx_on_l 時，x通道輸出高電平；

當發現 ack == ledx_off_h[3:0]:ledx_off_l 時，x通道輸出低電平。

這裡是基於樹莓派wiringpi提供的i2c通訊介面基礎上實現的驅動，在其他平台上的驅動方法類似，只要把這裡的i2c介面換成其他平台的通訊介面即可。

本驅動週期固定為20ms不可變，如需修改也非常容易。

pca9685_wiringpi.h檔案：

123

4567

891011

1213

1415

1617

/*
這個驅動是在樹莓派的wiringpi基礎上的，基於wiringpi對i2c的介面函式。
此驅動的使用方法是：
1、先用 pca9685_init(從機位址) 初始化，得到乙個裝置描述符（int型），這個裝置描述符代表這個pca9685晶元，因為可能多個pca9685級聯，通過這個裝置描述符來區分它們。
它的2、呼叫 pca9685_setmk
*/#ifndef pca9685_wiringpi_h
#define pca9685_wiringpi_h
#include 
int pca9685_init(unsigned char addr); // addr是7位的i2c從機位址，返回的是linux標準的裝置描述符，呼叫它的地方視作pca9685的裝置描述符
//因為可以多個pca9685級聯，通過裝置描述符區別它們
//此驅動僅作為驅動舵機使用，週期固定死位20ms，不允許外部設定
void pca9685_setmk(int fd, int num, int mk); //設定指定通道的脈寬。fd是在pca9685_init時獲得的裝置描述符，num是通道號（從0開始），mk是脈寬單位是us。週期已經固定為20ms了
#endif

pca9685_wiringpi.c檔案：

123

4567

891011

1213

1415

1617

1819

2021

2223

2425

2627

2829

3031

3233

3435

3637

3839

4041

4243

4445

4647

4849

5051

5253

5455

5657

#include "pca9685_wiringpi.h"
#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
int pca9685_init(unsigned char addr) // addr是7位的i2c從機位址，返回的是linux標準的裝置描述符，呼叫它的地方視作pca9685的裝置描述符
//因為可以多個pca9685級聯，通過裝置描述符區別它們
//此驅動僅作為驅動舵機使用，週期固定死位20ms，不允許外部設定
return pca9685;
}void pca9685_setmk(int fd, int num, int mk) //設定指定通道的脈寬。fd是在pca9685_init時獲得的裝置描述符，num是通道號（從0開始），mk是脈寬單位是us。週期已經固定為20ms了

關於驅動在樹莓派上的速度：

樹莓派設定的i2c波特率

設定16路通道所用時間

100000

1000000(1m)

2067us

2000000(2m)

1300us

1、確定i2c位址

通過焊接a5~a0確定模組的i2c位址，如果不做任何焊接，預設位址是0x40。

2、連線數位電路電源。

3、連線兩根i2c線。

4、連線v+引腳，給舵機供電電源。

5、把驅動合入到工程，即可使用。

PCA9685 16路12位pwm訊號發生器

敏捷開發12路

12 路徑總和

配置PCA的一點總結12微控制器

PCA9685 16路12位pwm訊號發生器

敏捷開發12路

12 路徑總和

配置PCA的一點總結12微控制器

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