树莓派+PCA9685+舵机控制：wiringPi实现

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已于 2022-10-16 08:45:57 修改 · 1w 阅读

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#python #linux

于 2020-09-01 17:23:47 首次发布

本文详细介绍如何使用树莓派配合PCA9685模块控制舵机，包括舵机工作原理、PCA9685设备地址设定、IIC通信配置、树莓派IIC功能启用及测试方法，提供C语言和Python代码示例。

树莓派+PCA9685+舵机控制
1舵机控制
1.1舵机介绍
淘宝直接搜索舵机，有90° 180° 270° 360°舵机，通过PWM来进行控制，如下所示：
在这里插入图片描述

1.2控制原理
如下图所示：一个脉冲周期为20ms，高电平为脉冲宽度，这个脉冲宽度决定舵机旋转角度，假设180°舵机旋转位于中间位置（90°）的脉冲宽度为1.5ms，则0°位置为1ms，180°位置为2ms，以此类推，得出一下公式：
舵机旋转1°= （最大脉冲宽度-最小脉冲宽度）/最大角度（最大位置）
在这里插入图片描述

2PCA9685设备
2.1PCA9685设备地址
地址分配是通过模块右上方的短接焊盘来确定的，从A0-A5表示地址的最低位到最高位，也就是最多可级联2^5=32个模块，地址为： 1+A5+A4+A3+A2+A1+A0+rw。如果不用短接的话Ax=0；短接的话Ax=1；rw为写的话rw=0；rw为读的话rw=1；所以写入数据不做短接则地址应该为1000 0000 =0x80
内部寄存器地址如下图所示：程序代码中有define定义，可以进行对照
在这里插入图片描述

2.2IIC通信
SCL接树莓派SCL0，SDA接树莓派SDA0，VCC接3.3V，GND接树莓派GND，V+单纯只是供电
在这里插入图片描述

2.3.树莓派开启IIC功能
sudo raspi-config -> 5.Interfacing Options -> P5 I2C　设置enable使能，然后在/boot/config.txt中进行配置，如下所示：
在这里插入图片描述

重启树莓派之后进行测试：
执行命令安装i2c-tools：
sudo apt-get install i2c-tools
再运行：
sudo i2cdetect -y 1
显示：
在这里插入图片描述

即本地址为0x40，记录下来，后面写程序需要。

3.程序
3.1整体连接图
在这里插入图片描述

我这里选择的是最后一个通道，编码为15（第一个通道编码为0）
代码在i2c_pca9685.c中，请自行查看

参考链接：
https://blog.youkuaiyun.com/qq_41559171/article/details/87950642
https://blog.youkuaiyun.com/asmallwhite/article/details/83048091
https://blog.youkuaiyun.com/weixin_42866931/article/details/90676372
https://blog.youkuaiyun.com/asmallwhite/article/details/83048091

C版本：

#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
#include "wiringPi.h"
#include <wiringPiI2C.h> 
#include <unistd.h>


bool PCA9685Init();
void ResetPca9685();
void PCA9685SetPwmFreq(unsigned short freq);
void PCA9685SetPwm(unsigned char channel, unsigned short on, unsigned short value);
void SetServoPulse(unsigned char channel, unsigned short pulse);

#define PCA9685_ADDRESS			0x40			//pca9685地址
#define PCA9685_CLOCK_FREQ		25000000		//PWM频率25MHz
#define PCA9685_MODE1			0x00
#define PCA9685_MODE2			0x01
#define PCA9685_PRE_SCALE		0xFE
#define PCA9685_LED0_ON_L		0x06
#define PCA9685_LED0_ON_H		0x07
#define PCA9685_LED0_OFF_L		0x08
#define PCA9685_LED0_OFF_H		0x09
#define PCA9685_LED_SHIFT		4



bool WriteByte(int fd, unsigned char regAddr, unsigned char data);
unsigned char ReadByte(int fd, unsigned char regAddr);


bool PCA9685_initSuccess = false;
int PCA9685_fd = 0;


int main()

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