【雕爷学编程】Arduino动手做(161)---16路PWM舵机驱动板

发布时间 2023-07-13 20:49:04作者: 行者花雕

37款传感器与执行器的提法,在网络上广泛流传,其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止这37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块,依照实践出真知(一定要动手做)的理念,以学习和交流为目的,这里准备逐一动手尝试系列实验,不管成功(程序走通)与否,都会记录下来—小小的进步或是搞不掂的问题,希望能够抛砖引玉。

 

【Arduino】168种传感器模块系列实验(资料代码+仿真编程+图形编程)
实验一百六十一:16路PWM Servo舵机驱动板 机器人控制器IIC接口驱动器模块 PCA9685

 

知识点:PCA9685芯片

PCA9685是一款基于I²C总线通信的12位精度16通道PWM波输出的芯片,该芯片最初由NXP推出时主要面向LED开关调光,同样可用于控制舵机、电机等任何可以适用PWM控制的电气设备。

利用I²C总线通信的功能特性,使其常用于拓展主控芯片的控制能力,因为其仅需两根线同主机芯片建立I²C通信,即可替代主控芯片的GPIO引脚来输出PWM波,节省主控芯片资源,这项特点在需要控制的设备数量超过主控芯片的可用GPIO引脚数量时将尤为突出。

 

PCA9685是一款I2C总线控制的16通道LED控制器,专为红/绿/蓝/琥珀(RGBA)彩色背光应用而优化。每个LED输出都有自己的12位分辨率(4096步)固定频率单独PWM控制器,可在可编程频率下工作,典型频率为24 Hz到1526 Hz,占空比可调节从0%到100%,以使LED达到特定的亮度值。所有输出的PWM频率都设置为相同。
每个LED输出可以关闭或打开(无PWM控制),或设置为其单独的PWM控制器值。LED输出驱动器被编程为开漏,带有在5V时25mA的电流下沉能力,或者是totem极,带有在5V时25mA的下沉和10mA的源能力。PCA9685的工作电压范围为2.3V至5.5V,输入和输出均可容忍5.5V。LED可以直接连接到LED输出(高达25mA,5.5V),或通过外部驱动器和最少量的离散元件控制更大电流或更高电压的LED。
PCA9685处于新的快速模式Plus(Fm +)系列中。 Fm +设备提供更高的频率(高达1MHz)和更密集的总线操作(高达4000pF)。
虽然PCA9635和PCA9685具有许多相似的特性,但PCA9685具有一些独特的特点,使其更适合于LCD或LED背光和Ambilight等应用:
• PCA9685允许交替的LED输出开启和关闭时间以最小化电流浪涌。每个16个通道的开启和关闭时间延迟可以独立编程。这个特性在PCA9635中不可用。
• PCA9685具有4096个步骤(12位PWM)的单独LED亮度控制。PCA9635仅具有256个步骤(8位PWM)。
• 当在系统中合并多个LED控制器时,如果使用PCA9635,多个设备之间的PWM脉冲宽度可能会有所不同。PCA9685具有可编程分频器,以调整多个设备的PWM脉冲宽度。
• PCA9685具有外部时钟输入引脚,可接受用户提供的时钟(最大50 MHz)代替内部25 MHz振荡器。此功能允许多个设备同步。PCA9635没有外部时钟输入功能。
• 与PCA9635一样,PCA9685也具有用于PWM控制的内置振荡器。但是,与PCA9635的典型频率97.6kHz相比,PCA9685用于PWM控制的频率可调节约为24 Hz至1526 Hz。这允许使用PCA9685与外部电源控制器。所有位都以相同的频率设置。
• LEDn输出引脚的上电复位(POR)默认状态在PCA9685的情况下为LOW。而对于PCA9635,则为HIGH。

 

 

简述I²C#
I²C(Inter-Integrated Circuit)字面上的意思是集成电路之间,它其实是I²C Bus简称,所以中文应该叫集成电路总线,它是一种串行通信总线,使用多主从架构,由飞利浦公司在1980年代为了让主板、嵌入式系统或手机用以连接低速周边设备而发展。

I²C只使用两条双向漏极开路(Open Drain)线,其中一条线为传输数据的串行数据线(SDA),另一条线是启动或停止传输以及发送时钟序列的串行时钟线(SCL),这两条线上都有上拉电阻。I²C允许相当大的工作电压范围,但典型的电压准位为+3.3V或+5v。

I²C的参考设计使用一个7比特长度的地址空间(2^7=128),但保留了16个地址,所以在一组总线最多可和112个节点通信。虽然最大的节点数目是被地址空间所限制住,但实际上也会被总线上的总电容所限制住,一般而言为400 pF,这限制了实际通信时的线路长度只有几米。

 

 

(待续)