Jetson Xavier NX （16） -- Jetson IIC: PCA9685

详情参考：https://blog.csdn.net/qq_18676517/article/details/104873374

1 基本介绍

1.1 该IC主要参数特征如下：

I2C接口，支持高达16路PWM输出，每路12位分辨率(4096级)

内置25MHz晶振，可不连接外部晶振，也可以连接外部晶振，最大50MHz

支持2.3V-5.5V电压，最大耐压值5.5V,逻辑电平3.3V

具有上电复位，以及软件复位等功能
注：本教程侧重PCA9685的PWM输出，但PCA9685亦可用于WS2812等LED颜色控制等。

1.2 控制精度

假设舵机为50HZ的控制频率，脉宽为0.5ms~2.5ms，12位分辨率(4096级)，相关精度计算如下：

2 硬件参数

2.1 封装及引脚排列

PCA9685有两种封装：TSSOP28, HVQFN28，其相应的引脚排列如下图所示：

引脚功能描述如下图所示：

2.2 器件地址

PCA9685的器件地址是由引脚A0，A1，A2，A3，A4，A5共同决定，并且该引脚不可悬空，由于有6个引脚共同决定器件地址，因此，可以有64个器件地址，由于该IC上电便保留LED All Call address (E0h，1110 000)以及Software Reset address(06h，0000 0110)，实际仅有62个可用器件地址，因此，理论上，1个I2C接口可控制16*62=992路PWM，其引脚控制器件地址的示意图如下图所示：

默认情况下，若将A0-A5全部接地，则其器件地址为:0x40。

2.3 寄存器及其地址

默认情况下，上电复位后，寄存器地址的默认值均为0，寄存器地址及其用途见下图所示:

图中节选的部分寄存器地址中，主要关心以下寄存器：

模式设置寄存器：MODE1，MODE2。

脉宽(占空比)设置寄存器：LED0_ON_L,LED0_ON_H,LED0_OFF_L,LED0_OFF_H......LED15......每一路PWM通道占用4个寄存器。

周期(频率)设置寄存器：PRE_SCALE。
接下来介绍以上寄存器的使用及其注意事项。

2.4 模式设置寄存器

2.4.1 MODE1寄存器

首先介绍MODE1寄存器,如下图:

在使用该寄存器的时候要注意：

如果未停止所有PWM输出就将其进入到睡眠模式，那么，所有输出通道在下一轮都将输出高电平。

睡眠后重新启动PWM的操作为:

注意，在设置PWM频率(写PRESCALE寄存器)的时候，要先设置为Sleep模式，请参考后面源码部分。

2.4.2 MODE2寄存器

该寄存器的各位功能如下图所示:

2.5 PWM通道寄存器及其占空比设置

PWM通道寄存器如下图：

由图可知，对于每一个通道，有4个寄存器，每个寄存器图解如下图所示:

在设置PWM占空比的时候，首先，配置舵机的示例如下图所示(ON < OFF的情况):

当特殊情况下，PWM周期大于定时器一次计数时,如下图所示(ON>OFF的情况):

2.6 PWM周期(频率)寄存器及其周期(频率)设置

接下来介绍配置PWM频率的寄存器:
一般情况下，在用内置晶振，为25MHZ，通过配置PRE_SCALE寄存器进行配置，配置的PRE_SCALE寄存器的值与PWM频率的关系如下图所示:

如果在舵机控制中，采用内置晶振，取osc_clock=25000000，update_rate=50(舵机控制频率50Hz)

2.7 推荐硬件设计

首先，OE引脚须接低电平以确保IC使能，如果连接LED灯，则推荐以下几种连接方式，如下图所示:

3 软件设计

树莓派平台Python版

要运行该程序，首先选装python，安装好Python后，还需要安装树莓派平台的smbus库：
sudo apt-get install python-smbus
树莓派平台采用Python驱动PCA9685的Python代码如下所示:
#!/usr/bin/pythonimport time
import math
import smbus# ============================================================================
# Raspi PCA9685 16-Channel PWM Servo Driver
# ============================================================================class PCA9685:# Registers/etc.__SUBADR1            = 0x02__SUBADR2            = 0x03__SUBADR3            = 0x04__MODE1              = 0x00__PRESCALE           = 0xFE__LED0_ON_L          = 0x06__LED0_ON_H          = 0x07__LED0_OFF_L         = 0x08__LED0_OFF_H         = 0x09__ALLLED_ON_L        = 0xFA__ALLLED_ON_H        = 0xFB__ALLLED_OFF_L       = 0xFC__ALLLED_OFF_H       = 0xFDdef __init__(self, address=0x40, debug=False):self.bus = smbus.SMBus(1)self.address = addressself.debug = debugif (self.debug):print("Reseting PCA9685")self.write(self.__MODE1, 0x00)def write(self, reg, value):"Writes an 8-bit value to the specified register/address"self.bus.write_byte_data(self.address, reg, value)if (self.debug):print("I2C: Write 0x%02X to register 0x%02X" % (value, reg))def read(self, reg):"Read an unsigned byte from the I2C device"result = self.bus.read_byte_data(self.address, reg)if (self.debug):print("I2C: Device 0x%02X returned 0x%02X from reg 0x%02X" % (self.address, result & 0xFF, reg))return resultdef setPWMFreq(self, freq):"Sets the PWM frequency"prescaleval = 25000000.0    # 25MHzprescaleval /= 4096.0       # 12-bitprescaleval /= float(freq)prescaleval -= 1.0if (self.debug):print("Setting PWM frequency to %d Hz" % freq)print("Estimated pre-scale: %d" % prescaleval)prescale = math.floor(prescaleval + 0.5)if (self.debug):print("Final pre-scale: %d" % prescale)oldmode = self.read(self.__MODE1);newmode = (oldmode & 0x7F) | 0x10        # sleepself.write(self.__MODE1, newmode)        # go to sleepself.write(self.__PRESCALE, int(math.floor(prescale)))self.write(self.__MODE1, oldmode)time.sleep(0.005)self.write(self.__MODE1, oldmode | 0x80)def setPWM(self, channel, on, off):"Sets a single PWM channel"self.write(self.__LED0_ON_L+4*channel, on & 0xFF)self.write(self.__LED0_ON_H+4*channel, on >> 8)self.write(self.__LED0_OFF_L+4*channel, off & 0xFF)self.write(self.__LED0_OFF_H+4*channel, off >> 8)if (self.debug):print("channel: %d  LED_ON: %d LED_OFF: %d" % (channel,on,off))def setServoPulse(self, channel, pulse):"Sets the Servo Pulse,The PWM frequency must be 50HZ"pulse = pulse*4096/20000        #PWM frequency is 50HZ,the period is 20000usself.setPWM(channel, 0, pulse)if __name__=='__main__':pwm = PCA9685(0x40, debug=True)pwm.setPWMFreq(50)while True:# setServoPulse(2,2500)for i in range(500,2500,10):  pwm.setServoPulse(0,i)   time.sleep(0.02)     for i in range(2500,500,-10):pwm.setServoPulse(0,i) time.sleep(0.02)
保存文件命名为: pca9685.py,命令行进入该文件所在的路径，运行该Python脚本:
sudo python pca9685.py
执行该命令后，便可控制舵机从0度转到180度，再从180度转到0度。

Jetson Xavier NX （16） -- Jetson IIC: PCA9685相关推荐

【模型部署】Jetson Xavier NX（eMMC）部署YOLOv5-5.0
文章目录前言 NVIDIA Jetson Jetson Xavier NX 版本区别(SD | eMMC) 规格参数 Jetpack4.6.1环境搭建烧录系统(OS) SSD启动 SSD分区设置 ...
Jetson Xavier NX （11） -- NX介绍与系统烧录
目录 1. Jetson Xavier NX介绍 1.1 NX 性能 1.2 硬件总览 1.3 相关资料 2. 系统烧录 2.1 下载官方镜像 2.2 格式化SD卡 2.3 烧录系统 3 测试 1 ...
Nvidia Jetson Orin NX（一）
前言网上现在有一些orin nx的教程都是用sdkmanager刷系统的,但是不知道为什么我的orin nx用sdkmanager一直是failed.只好去nvidia developer找一些解决 ...
Jetson Xavier NX刷机安装Ubuntu20.04，配置CUDA，cuDNN，Pytorch等环境教程（英伟达官方源安装，理论适用其它Jetson设备）
一.准备工作硬件:Jetson Xavier NX开发板(笔者购入为带128g内存条的EMMC版).跳线帽(杜邦线).microUSB转USB数据线.电源线软件:Ubuntu host主机(可运行 ...
Jetson Xavier NX部署Yolov5（GPU版）
根据我自身的成功部署经验进行了总结,首先希望可以帮助到有需要的朋友们. 一.前期准备: 1.硬件准备: Jetson Xavier NX开发板(带128g内存条的EMMC版).跳线帽(杜邦线).mic ...
在Jetson Xavier NX安装中文输入法（googlepinyin中文输入法）
文章目录: 1 Jetson Xavier NX安装输入法说明 2 Jetson Xavier NX 1 Jetson Xavier NX安装输入法说明 Jetson Xavier NX是arm架构, ...
仅信用卡大小，性能比TX2强15倍，英伟达边缘AI计算新品Jetson Xavier NX
点击我爱计算机视觉标星,更快获取CVML新技术晓查发自凹非寺量子位报道 | 公众号 QbitAI 英伟达最近发布了Jetson Xavier NX,这是一个用于在无人机.汽车和机器人等边缘 ...
Jetson Xavier NX远程桌面VNC使用
0 准备 Jetson Xavier NX(Ubuntu18.04) 笔记本电脑(Ubuntu18.04) 1 说明 Jetson Xavier NX为服务端,需要进行一些配置. 笔记本电脑为客户端, ...
Jetson Xavier NX 套件
嘿,朋友们,咋们的NVIDIA又发布了新产品咯,那就是我们的Xavier NX套件横空出世啦, NVIDIA Jetson Xavier NX 是外形小巧的模组系统 (SOM),可为边缘系统提供超级计 ...

Jetson Xavier NX （16） -- Jetson IIC: PCA9685

1 基本介绍

1.1 该IC主要参数特征如下：

1.2 控制精度

2 硬件参数

2.1 封装及引脚排列

2.2 器件地址

2.3 寄存器及其地址

2.4 模式设置寄存器

2.5 PWM通道寄存器及其占空比设置

2.6 PWM周期(频率)寄存器及其周期(频率)设置

2.7 推荐硬件设计

3 软件设计

树莓派平台Python版

Jetson Xavier NX （16） -- Jetson IIC: PCA9685相关推荐

最新文章

热门文章