16路舵机驱动模块 | 立创开发板技术文档中心

当你在一个项目中碰到了微控制器芯片的PWM输出引脚不够用的情况，那么这款PCA968516路舵机就能很快帮助您解决这个问题了。只要你的主控芯片具备了I2C通信，就能够让主控芯片和PCA9685通信，实现多个舵机的同时控制了。PCA9685 16路舵机是一个采用I2C通信，内置了PWM驱动器和一个时钟，这个意味着，这将和TLCG940系列有很大不同，你不需要不断发送信号占用你的单片机。它是5V的兼容，这意味你还可以用3.3V单片机控制并且安全地驱动到6V输出(当你想要控制白色或蓝色指示灯用3.4+正电压也是可以的)。地址选择引脚使你可以把62个驱动板挂在单个l2C总线上，总共有992路PWM输出，那将是非常庞大的资源，约1.6Khz可调频PWM输出，为步进电机准备输出12位分辨率，可配置的推拉输出或开路输出，输出使能引脚能够快速禁用所有输出。

模块来源

采购链接：

16路PWM Servo 舵机驱动板机器人控制器IIC接口驱动器模块PCA9685

资料下载：

https://pan.baidu.com/s/1FjoAuJm387bxaZxS6g9HEg

提取码：8888

规格参数

输入电压：3.3V~5V

额定电流：15mA

控制方式：IIC

尺寸： 21(长)*21(宽)[单位:mm]

以上信息见厂家资料文件

移植过程

查看资料

IIC器件地址

PCA9685 是一个I2C 从设备，有个设备ID，或者叫从地址。从地址是如下确定的：

Board 0: Address = 0×40 Offset = binary 00000 (默认)

Board 1: Address = 0×41 Offset = binary 00001 (A0接上拉)

Board 2: Address = 0×42 Offset = binary 00010 (接上A1上拉)

Board 3: Address = 0×43 Offset = binary 00011 (A0和A1上拉)

Board 4: Address = 0×44 Offset = binary 00100 (A2上拉)

以此类推；

PCA9685的I2C总线从地址如下图所示。为了节约电力，硬件可选地址引脚上没有内部上拉电阻，它们必须被拉高或拉低。但是我们使用的是模块，而模块上已经为我们接好了上拉电阻。

地址字节的最后一位定义要执行的操作。当设置为逻辑1时，将选择读操作，而逻辑0则选择写操作。在原理图中，地址线全部接0，所以slave address是0x40。对应Fig 4上的位置，则为:

则IIC地址是 0x80 ，写入时是0x80，读取时是0x81。

设置PWM频率

舵机控制所需的 PWM 周期为20 ms．在用 PCA9685 作为多舵机控制器时，需要将其 PWM 输出周期设定为20 ms，即PWM 波的频率设定为50 Hz，PCA9685 输出频率与振荡器有关，频率的设置值refresh_rate见下面的公式；

其中，EXTCLK是PCA9685的内部时钟频率为25Mhz；prescale是要设置的频率，我们设置为50Hz;

refresh_rate = 25,000,000 /( 4096 * ( 50 + 1 ))

refresh_rate = 25,000,000 / 4096 / (50 + 1)

refresh_rate = 6,103.52 / (50 + 1)

refresh_rate = 6,103.52 / 51

refresh_rate = 119.68

所以我们需要设置的值是119.68，取整数就是120。

需要注意的是，频率的更改只能在 PCA9685 芯片处于休眠状态下进行。

以下加粗字体是数据手册内容：

要使用EXTCLK引脚，该位必须按以下顺序设置:

在mode1中设置SLEEP位。这就关闭了内部振荡器，使芯片处于休眠状态。
将逻辑1写入MODE1中的SLEEP和EXTCLK位。这样就转换完成了。外部时钟可以在切换期间处于活动状态，因为设置了SLEEP位。

这个位是一个“粘性位”，也就是说，它不能通过写入逻辑0来清除。EXTCLK位只能通过电源循环或软件重置来清除。占空比或者脉冲宽度的设定

每个PWM引脚输出的开启时间和PWM的占空比可以通过LEDn_ON和LEDn_OFF寄存器独立控制。

每个PWM引脚输出将有两个12位寄存器。这些寄存器将由用户编程。两个寄存器都将保存从0到4095的值。一个12位寄存器将保存ON时间的值，另一个12位寄存器将保存OFF时间的值。将ON和OFF时间与12位计数器的值进行比较，该计数器将从0000h持续运行到0FFFh(0到4095十进制)。

ON时间是可编程的，它是PWM输出ON的时间，OFF时间也是可编程的，它是PWM输出OFF的时间。这样相移就完全可编程了。相移的分辨率为目标频率的1 / 4096。表7列出了这些寄存器。

以下用一个例子说明如何计算要加载到这些寄存器中的值。

(假设使用LED0输出，(延时时间)+ (PWM占空比)<=100%)

延迟时间 = 10%;PWM占空比= 20% (LEDON电平= 20%;LEDOFF时间= 80%)。延迟时间= 10% = 4096 * 0.1 = 409.6 ~ 410，计数= 410（十进制） = 19Ah（十六进制）

因为计数器从0开始，到4095结束，我们将减去1，所以延迟时间 = 199h 个数。

LED0_ON_H = 1h;LED0_ON_L = 99h (LED开始打开后，这个延迟计数到409)

LED开机时间= 20% = 819.2 ~ 819次

LED关闭时间= 4CCh(十进制410 + 819-1 = 1228)

LED0_OFF_H = 4h;LED0_OFF_L = CCh(此计数到1228后LED开始关闭)

整个周期为4095， LED_ON 和 LED_OFF 2个的设定值确定脉宽，在后面的代码里，LED_ON 设为0， LED_OFF就是脉宽了。这里都用2位字节来表示。

引脚选择

这里选择的引脚见引脚接线表

代码移植

下载为大家准备的驱动代码文件夹，复制到自己工程中\luban-lite\application\rt-thread\helloworld\user-bsp文件夹下

驱动代码文件夹下载

📌 资料下载中心（点击跳转）

📌 在 资料下载中心->模块移植资料下载 里面的该章节压缩包中。

提示

如果未找到 user-bsp 这个文件夹，说明你未进行模块移植的前置操作。请转移到手册使用必要操作（点击跳转）中进行必要的配置操作！！！

接下来打开自己的工程，开始修改Kconfig文件。

1、在 VSCode 中打开 application\rt-thread\helloworld\Kconfig 文件

2、在该文件的 #endif 前面添加该模块的 Kconfig路径语句

shell

# 16路舵机驱动模块
source "application/rt-thread/helloworld/user-bsp/16ch-servo-drive-module/Kconfig"

menuconfig操作

1、我们双击 luban-lite 文件夹下的 win_env.bat 脚本打开env工具：

2、输入以下命令列出所有可用的默认配置：

shell

scons --list-def

3、选择 d13x_JLC_rt-thread_helloworld 这个配置！这个是我们衡山派开发板的默认配置！输入以下命令即可：

shell

scons --apply-def=7

或者

shell

scons --apply-def=d13x_JLC_rt-thread_helloworld_defconfig

这两个命令作用是一样的，一个是 文件名 ，一个是编号！！！

4、输入以下命令进入menuconfig菜单

shell

scons --menuconfig

进入以下界面：

5、选中 Porting code using the LCKFB module

按 Y 选中
按 N 取消选中
方向键 左右 调整 最下面菜单的选项
方向键 上下 调整 列表的选项
回车 执行最下面菜单的选项

6、回车进入 Porting code using the LCKFB module 菜单

7、按方向键 上下 选中 Using 16-channel servo driver module 后按 Y 键，看到前面括号中出现一个 * 号，就可以下一步了。

8、按方向键 左右 选中 <Save> 然后一路回车，然后 退出 即可

编译

我们 保存并退出menuconfig菜单 之后，输入以下命令进行编译：

shell

scons

或

shell

scons -j16

-j 用来选择参与编译的核心数: 我这里是选择16
大家可以根据自己的电脑来选择
核心越多编译越快
如果写的数量高于电脑本身，那么就自动按照最高可用的来运行！

镜像烧录

编译完成之后会在 \luban-lite\output\d13x_JLC_rt-thread_helloworld\images 文件夹下生成一个 d13x_JLC_v1.0.0.img 镜像文件！

然后我们烧录镜像，具体的教程请查看：镜像烧录（点击跳转🚀）

到这里完成了，请移步到最后一节进行移植验证。

工程代码解析

bsp_pca9685.c

/*
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 */

#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include <getopt.h>
#include <sys/time.h>
#include <rtthread.h>
#include <inttypes.h>
#include <finsh.h>
#include "hal_adcim.h"
#include "rtdevice.h"
#include "aic_core.h"
#include "aic_log.h"
#include "hal_gpai.h"
#include "aic_hal_gpio.h"
#include "hal_i2c.h"
#include "bsp_pca9685.h"

#define PCA_Addr        0x80        //IIC地址
#define PCA_Model       0x00
#define LED0_ON_L       0x06
#define LED0_ON_H       0x07
#define LED0_OFF_L      0x08
#define LED0_OFF_H      0x09
#define PCA_Pre         0xFE        //配置频率地址

#define PCA9685_SCL_PIN_NAME        "PE.14"
#define PCA9685_SDA_PIN_NAME        "PE.12"

static int PCA9685_SCL_Pin = 0;
static int PCA9685_SDA_Pin = 0;

#define PCA9685_SET_SCL_LEVEL(x)    rt_pin_write(PCA9685_SCL_Pin, x ? PIN_HIGH : PIN_LOW)
#define PCA9685_SET_SDA_LEVEL(x)    rt_pin_write(PCA9685_SDA_Pin, x ? PIN_HIGH : PIN_LOW)

#define PCA9685_SDA_GET()           rt_pin_read(PCA9685_SDA_Pin)

/* 设置SDA开漏输出模式 */
#define SDA_OUT()   rt_pin_mode(PCA9685_SDA_Pin, PIN_MODE_OUTPUT_OD)

/* 设置SDA输入模式 */
#define SDA_IN()    rt_pin_mode(PCA9685_SDA_Pin, PIN_MODE_INPUT_PULLUP)

static void delay_us(uint32_t us){ aicos_udelay(us); }
static void delay_ms(uint32_t ms){ rt_thread_mdelay(ms); }

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：PCA9685_GPIO_Init
 * 函 数 说 明：初始化GPIO引脚
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LCKFB
 * 备       注：无
******************************************************************/
static void PCA9685_GPIO_Init(void)
{
    PCA9685_SCL_Pin = rt_pin_get(PCA9685_SCL_PIN_NAME);
    PCA9685_SDA_Pin = rt_pin_get(PCA9685_SDA_PIN_NAME);

    rt_pin_mode(PCA9685_SCL_Pin, PIN_MODE_OUTPUT_OD);
    rt_pin_mode(PCA9685_SDA_Pin, PIN_MODE_OUTPUT_OD);

    rt_pin_write(PCA9685_SCL_Pin, PIN_HIGH);
    rt_pin_write(PCA9685_SDA_Pin, PIN_HIGH);
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：IIC_Start
 * 函 数 说 明：IIC起始时序
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
static void IIC_Start(void)
{
    SDA_OUT();

    PCA9685_SET_SDA_LEVEL(1);
    delay_us(5);
    PCA9685_SET_SCL_LEVEL(1);
    delay_us(5);

    PCA9685_SET_SDA_LEVEL(0);
    delay_us(5);
    PCA9685_SET_SCL_LEVEL(0);
    delay_us(5);

}
/******************************************************************
 * 函 数 名 称：IIC_Stop
 * 函 数 说 明：IIC停止信号
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
static void IIC_Stop(void)
{
    SDA_OUT();
    PCA9685_SET_SCL_LEVEL(0);
    PCA9685_SET_SDA_LEVEL(0);

    PCA9685_SET_SCL_LEVEL(1);
    delay_us(5);
    PCA9685_SET_SDA_LEVEL(1);
    delay_us(5);

}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：IIC_Send_Ack
 * 函 数 说 明：主机发送应答或者非应答信号
 * 函 数 形 参：0发送应答  1发送非应答
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
static void IIC_Send_Ack(unsigned char ack)
{
    SDA_OUT();
    PCA9685_SET_SCL_LEVEL(0);
    PCA9685_SET_SDA_LEVEL(0);
    delay_us(5);

    if(!ack) PCA9685_SET_SDA_LEVEL(0);
    else     PCA9685_SET_SDA_LEVEL(1);

    PCA9685_SET_SCL_LEVEL(1);
    delay_us(5);

    PCA9685_SET_SCL_LEVEL(0);
    PCA9685_SET_SDA_LEVEL(1);
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：I2C_WaitAck
 * 函 数 说 明：等待从机应答
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：0有应答  1超时无应答
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
static uint8_t I2C_WaitAck(void)
{
    char ack = 0;
    unsigned char ack_flag = 10;
    PCA9685_SET_SCL_LEVEL(0);
    PCA9685_SET_SDA_LEVEL(1);
    SDA_IN();
    delay_us(5);
    PCA9685_SET_SCL_LEVEL(1);
    delay_us(5);

    while( (PCA9685_SDA_GET()==1) && ( ack_flag ) )
    {
        ack_flag--;
        delay_us(5);
    }

    if( ack_flag <= 0 )
    {
        IIC_Stop();
        return 1;
    }
    else
    {
        PCA9685_SET_SCL_LEVEL(0);
        SDA_OUT();
    }
    return ack;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Send_Byte
 * 函 数 说 明：写入一个字节
 * 函 数 形 参：dat要写人的数据
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
static void Send_Byte(uint8_t dat)
{
    int i = 0;
    SDA_OUT();
    PCA9685_SET_SCL_LEVEL(0);//拉低时钟开始数据传输

    for( i = 0; i < 8; i++ )
    {
        PCA9685_SET_SDA_LEVEL( (dat & 0x80) >> 7 );
        delay_us(1);
        PCA9685_SET_SCL_LEVEL(1);
        delay_us(5);
        PCA9685_SET_SCL_LEVEL(0);
        delay_us(5);
        dat<<=1;
    }
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Read_Byte
 * 函 数 说 明：IIC读时序
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：读到的数据
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
static uint8_t Read_Byte(void)
{
    unsigned char i,receive=0;
    SDA_IN();//SDA设置为输入
    for(i=0;i<8;i++ )
    {
        PCA9685_SET_SCL_LEVEL(0);
        delay_us(5);
        PCA9685_SET_SCL_LEVEL(1);
        delay_us(5);
        receive<<=1;
        if( PCA9685_SDA_GET() )
        {
            receive|=1;
        }
        delay_us(5);
    }
    PCA9685_SET_SCL_LEVEL(0);
    return receive;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：PCA9685_Write
 * 函 数 说 明：向PCA9685写命令或数据
 * 函 数 形 参：addr写入的寄存器地址    data写入的命令或数据
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
static void PCA9685_Write(uint8_t addr,uint8_t data)
{
    IIC_Start();

    Send_Byte(PCA_Addr);
    I2C_WaitAck();

    Send_Byte(addr);
    I2C_WaitAck();

    Send_Byte(data);
    I2C_WaitAck();

    IIC_Stop();
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：PCA9685_Read
 * 函 数 说 明：读取PCA9685数据
 * 函 数 形 参：addr读取的寄存器地址
 * 函 数 返 回：读取的数据
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
static uint8_t PCA9685_Read(uint8_t addr)
{
    uint8_t data;

    IIC_Start();

    Send_Byte(PCA_Addr);
    I2C_WaitAck();

    Send_Byte(addr);
    I2C_WaitAck();

    IIC_Stop();

    delay_us(10);

    IIC_Start();

    Send_Byte(PCA_Addr|0x01);
    I2C_WaitAck();

    data = Read_Byte();
    IIC_Send_Ack(1);
    IIC_Stop();

    return data;
}


/******************************************************************
 * 函 数 名 称：PCA9685_setFreq
 * 函 数 说 明：设置PCA9685的输出频率
 * 函 数 形 参：freq
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：
floor语法：
FLOOR(number, significance)
    Number必需。要舍入的数值。
    Significance必需。要舍入到的倍数。
说明
    将参数 number 向下舍入（沿绝对值减小的方向）为最接近的 significance 的倍数。
    如果任一参数为非数值型，则 FLOOR 将返回错误值 #VALUE!。
    如果 number 的符号为正，且 significance 的符号为负，则 FLOOR 将返回错误值 #NUM!
示例
    公式              说明                                                             结果
    FLOOR(3.7,2)      将 3.7 沿绝对值减小的方向向下舍入，使其等于最接近的 2 的倍数          2
    FLOOR(-2.5, -2)   将 -2.5 沿绝对值减小的方向向下舍入，使其等于最接近的 -2 的倍数        2
******************************************************************/
void PCA9685_setFreq(float freq)
{
    uint8_t prescale, oldmode, newmode;
    double prescaleval;

    /*

    freq *= 0.9;  // Correct for overshoot in the frequency setting (see issue #11).

    PCA9685的内部时钟频率是25Mhz
    公式: presale_Volue = round( 25000000/(4096 * update_rate) ) - 1
    round = floor();  floor是数学函数，需要导入 math.h 文件
    pdate_rate = freq;

    */
    prescaleval = 25000000;
    prescaleval /= 4096;
    prescaleval /= freq;
    prescaleval -= 1;
    prescale = floor(prescaleval+0.5f);

    //返回MODE1地址上的内容（保护其他内容）
    oldmode = PCA9685_Read(PCA_Model);

    //在MODE1中设置SLEEP位
    newmode = (oldmode&0x7F)|0x10;

    //将更改的MODE1的值写入MODE1地址,使芯片睡眠
    PCA9685_Write(PCA_Model,newmode);

    //写入我们计算的设置频率的值
    //PCA_Pre = presale 地址是0xFE，可以数据手册里查找到
    PCA9685_Write(PCA_Pre,prescale);

    //重新复位
    PCA9685_Write(PCA_Model,oldmode);

    //等待复位完成
    delay_ms(5);

    //设置MODE1寄存器开启自动递增
    PCA9685_Write(PCA_Model,oldmode|0xa1);
}


/******************************************************************
 * 函 数 名 称：PCA9685_SetPWM
 * 函 数 说 明：初始化
 * 函 数 形 参：Num：设置第几个引脚输出，范围0~15
 *             On ：默认为0
 *             Angle：舵机旋转角度，范围：0~180
 * 函 数 返 回：RT_EOK成功  -RT_ERROR失败
 * 作       者：LCKFB
 * 备       注：无
******************************************************************/
int PCA9685_SetPWM(uint8_t Num, uint32_t On, uint32_t Angle)
{
    IIC_Start();

    Send_Byte(PCA_Addr);
    I2C_WaitAck();

    Send_Byte(LED0_ON_L+4*Num);
    I2C_WaitAck();

    Send_Byte(On&0xFF);
    I2C_WaitAck();

    Send_Byte(On>>8);
    I2C_WaitAck();

    Send_Byte(Angle&0xFF);
    I2C_WaitAck();

    Send_Byte(Angle>>8);
    I2C_WaitAck();

    IIC_Stop();

    return RT_EOK;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：PCA9685_SetAngle
 * 函 数 说 明：设置角度
 * 函 数 形 参：Num要设置的PWM引脚     Angle设置的角度
 * 函 数 返 回：RT_EOK成功  -RT_ERROR失败
 * 作       者：LCKFB
 * 备       注：无
******************************************************************/
int PCA9685_SetAngle(uint8_t Num, uint8_t Angle)
{
    uint32_t off = 0;

    off = (uint32_t)(158+Angle*2.2);

    PCA9685_SetPWM(Num,0,off);

    return RT_EOK;
}


/******************************************************************
 * 函 数 名 称：PCA9685_Init
 * 函 数 说 明：初始化
 * 函 数 形 参：Hz初始频率  Angle初始角度
 * 函 数 返 回：RT_EOK成功  -RT_ERROR失败
 * 作       者：LCKFB
 * 备       注：无
******************************************************************/
int PCA9685_Init(uint32_t Hz, uint8_t Angle)
{
    uint32_t off = 0;

    PCA9685_GPIO_Init();


    //在MODE1地址上写0x00
    PCA9685_Write(PCA_Model,0x00);        //这一步很关键，如果没有这一步PCA9685就不会正常工作。

    // pwm.setPWMFreq(SERVO_FREQ)函数主要是设置PCA9685的输出频率，
    // PCA9685的16路PWM输出频率是一致的，所以是不能实现不同引脚不同频率的。
    // 下面是setPWMFreq函数的内容，主要是根据频率计算PRE_SCALE的值。

    PCA9685_setFreq(Hz);

    //计算角度
    off = (uint32_t)(145+Angle*2.4);

    //控制16个舵机输出off角度
    PCA9685_SetPWM(0,0,off);
    PCA9685_SetPWM(1,0,off);
    PCA9685_SetPWM(2,0,off);
    PCA9685_SetPWM(3,0,off);
    PCA9685_SetPWM(4,0,off);
    PCA9685_SetPWM(5,0,off);
    PCA9685_SetPWM(6,0,off);
    PCA9685_SetPWM(7,0,off);
    PCA9685_SetPWM(8,0,off);
    PCA9685_SetPWM(9,0,off);
    PCA9685_SetPWM(10,0,off);
    PCA9685_SetPWM(11,0,off);
    PCA9685_SetPWM(12,0,off);
    PCA9685_SetPWM(13,0,off);
    PCA9685_SetPWM(14,0,off);
    PCA9685_SetPWM(15,0,off);

    delay_ms(100);

    return RT_EOK;

}

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bsp_pca9685.h

/*
 * 立创开发板软硬件资料与相关扩展板软硬件资料官网全部开源
 * 开发板官网：www.lckfb.com
 * 文档网站：wiki.lckfb.com
 * 技术支持常驻论坛，任何技术问题欢迎随时交流学习
 * 嘉立创社区问答：https://www.jlc-bbs.com/lckfb
 * 关注bilibili账号：【立创开发板】，掌握我们的最新动态！
 * 不靠卖板赚钱，以培养中国工程师为己任
 */
#ifndef __BSP_PCA9685_H__
#define __BSP_PCA9685_H__

#include "stdio.h"

int PCA9685_Init(uint32_t Hz, uint8_t Angle);
int PCA9685_SetPWM(uint8_t Num, uint32_t On, uint32_t Angle);
int PCA9685_SetAngle(uint8_t Num, uint8_t Angle);

#endif

Kconfig

这个是一个menuconfig中的选项，如果在菜单中选中该选项，就会在rtconfig.h中定义一个语句，用来if判断条件编译之类的。


config LCKFB_16_CH_SERVO_DRIVE_MODULE
    bool "Using 16-channel servo driver module"
    default n
    help
        More information is available at: https://wiki.lckfb.com/

SConscript

自动化构建文件，如果定义了 LCKFB_16_CH_SERVO_DRIVE_MODULE 和 USING_LCKFB_TRANSPLANT_CODE 就自动编译当前目录下的文件！！

Import('RTT_ROOT')
Import('rtconfig')
import rtconfig
from building import *

cwd = GetCurrentDir()
CPPPATH = [cwd]
src = []



if GetDepend('LCKFB_16_CH_SERVO_DRIVE_MODULE') and GetDepend('USING_LCKFB_TRANSPLANT_CODE'):
    src = Glob(os.path.join(cwd, '*.c'))


group = DefineGroup('lckfb-16-ch-servo-drive-module', src, depend = [''], CPPPATH = CPPPATH)

Return('group')

test_16ch_servo_drive_module.c

这个文件定义了一个处理PCA9685 16通道PWM驱动模块的线程，初始化了PCA9685模块的板级支持包（BSP），并设置了线程的优先级、栈大小和时间片。

线程的主要任务是控制PCA9685模块输出PWM信号，从而控制连接到PCA9685的舵机或其他PWM控制设备。在这个例子中，它将循环设置PCA9685的第一个通道的角度，从而实现舵机的角度控制。

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <getopt.h>
#include <sys/time.h>
#include <rtthread.h>
#include "rtdevice.h"
#include "aic_core.h"
#include "aic_hal_gpio.h"
#include "bsp_pca9685.h"


#define THREAD_PRIORITY         25      // 线程优先级
#define THREAD_STACK_SIZE       1024    // 线程大小
#define THREAD_TIMESLICE        20      // 时间片

static rt_thread_t pca9685_thread = RT_NULL;   // 线程控制块

// 线程入口函数
static void pca9685_thread_entry(void *param)
{
    int ret = 0;
    int i = 0;
    int while_count = 1; // 循环次数

    /* PCA9685初始化 */
    ret = PCA9685_Init(60, 0);
    if(ret != RT_EOK)
    {
        LOG_E("failed to PCA9685_Init !!");
        return;
    }

    rt_thread_mdelay(1000);

    rt_kprintf("Start Loop !!\n");

    while(while_count++)
    {
        i = ( i + 1 ) % 180;
        PCA9685_SetAngle(0, i);

        if(while_count >= 5000)
        {
            while_count = 1;

            rt_kprintf("\nType [test_exit_pca9685_driver_module] command to exit PCA9685 to read data\n");
            rt_kprintf("Note: Pressing [TAB] as you type will autocomplete the command\n");

            rt_thread_mdelay(2000);
        }

        rt_thread_mdelay(50);
    }

    rt_kprintf("\nEND!!\n");

}

/* PCA9685启动函数 */
static void test_pca9685_driver_module(int argc, char **argv)
{
    /* 创建线程，名称是 pca9685_thread，入口是 pca9685_thread_entry */
    pca9685_thread = rt_thread_create("pca9685_thread1",
                            pca9685_thread_entry, RT_NULL,
                            THREAD_STACK_SIZE,
                            THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);

    /* 如果获得线程控制块，启动这个线程 */
    if (pca9685_thread != RT_NULL)
        rt_thread_startup(pca9685_thread);
}
// 导出函数为命令
MSH_CMD_EXPORT(test_pca9685_driver_module, run PCA9685 16 ch driver module);


/* PCA9685退出函数 */
static void test_exit_pca9685_driver_module(void)
{
    int ret = rt_thread_delete(pca9685_thread);
    if(ret != RT_EOK)
    {
        LOG_E("failed to test_exit_pca9685_driver_module !!");
    }
    else
    {
        rt_kprintf("\n========PCA9685 exit successful !!========\n");
    }

}
// 导出函数为命令
MSH_CMD_EXPORT(test_exit_pca9685_driver_module, quit PCA9685);

线程入口函数逻辑

定义了几个变量用于存储返回状态、循环计数和角度。
调用PCA9685_Init函数初始化PCA9685模块，并设置PWM频率。
在一个无限循环中，通过PCA9685_SetAngle函数设置第一个通道的角度，角度从0度循环增加到180度，然后重新开始。
每当循环次数达到5000次时，提示用户可以通过输入命令来退出PCA9685的数据处理循环。
在每次循环结束时，线程会挂起一段时间，这里是50毫秒。

此外，该文件还定义了两个命令，test_pca9685_driver_module和test_exit_pca9685_driver_module，它们分别用于启动和退出PCA9685 16通道PWM驱动模块线程。

test_pca9685_driver_module命令创建并启动一个名为pca9685_thread的线程，该线程将执行pca9685_thread_entry函数。
test_exit_pca9685_driver_module命令用于删除pca9685_thread线程，从而退出PWM驱动模块的数据处理循环，并打印退出成功的消息。

以下是代码中的关键点：

PCA9685_Init函数用于初始化PCA9685模块。
PCA9685_SetAngle函数用于设置PCA9685通道的角度。
aicos_mdelay函数用于实现毫秒级的延时。
LOG_E宏用于打印错误信息。
MSH_CMD_EXPORT宏用于将函数导出为命令行接口，使得用户可以在命令行中直接调用这些函数。

通过在命令行中输入test_pca9685_driver_module，用户可以启动PCA9685 16通道PWM驱动模块的数据处理线程，并且每当角度更新时，都会在PCA9685模块上看到相应的PWM信号变化。输入test_exit_pca9685_driver_module命令可以退出数据处理线程。


#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <getopt.h>
#include <sys/time.h>
#include <rtthread.h>
#include "rtdevice.h"
#include "aic_core.h"
#include "aic_hal_gpio.h"
#include "bsp_pca9685.h"


#define THREAD_PRIORITY         25      // 线程优先级
#define THREAD_STACK_SIZE       1024    // 线程大小
#define THREAD_TIMESLICE        20      // 时间片

static rt_thread_t pca9685_thread = RT_NULL;   // 线程控制块

// 线程入口函数
static void pca9685_thread_entry(void *param)
{
    int ret = 0;
    int i = 0;
    int while_count = 1; // 循环次数

    /* PCA9685初始化 */
    ret = PCA9685_Init(60, 0);
    if(ret != RT_EOK)
    {
        LOG_E("failed to PCA9685_Init !!");
        return;
    }

    aicos_mdelay(1000);

    rt_kprintf("Start Loop !!\n");

    while(while_count++)
    {
        i = ( i + 1 ) % 180;
        PCA9685_SetAngle(0, i);

        if(while_count >= 5000)
        {
            while_count = 1;

            rt_kprintf("\nType [test_exit_pca9685_driver_module] command to exit PCA9685 to read data\n");
            rt_kprintf("Note: Pressing [TAB] as you type will autocomplete the command\n");

            aicos_mdelay(2000);
        }

        aicos_mdelay(50);
    }

    rt_kprintf("\nEND!!\n");

}

/* PCA9685启动函数 */
static void test_pca9685_driver_module(int argc, char **argv)
{
    /* 创建线程，名称是 pca9685_thread，入口是 pca9685_thread_entry */
    pca9685_thread = rt_thread_create("pca9685_thread1",
                            pca9685_thread_entry, RT_NULL,
                            THREAD_STACK_SIZE,
                            THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);

    /* 如果获得线程控制块，启动这个线程 */
    if (pca9685_thread != RT_NULL)
        rt_thread_startup(pca9685_thread);
}
// 导出函数为命令
MSH_CMD_EXPORT(test_pca9685_driver_module, run PCA9685 16 ch driver module);


/* PCA9685退出函数 */
static void test_exit_pca9685_driver_module(void)
{
    int ret = rt_thread_delete(pca9685_thread);
    if(ret != RT_EOK)
    {
        LOG_E("failed to test_exit_pca9685_driver_module !!");
    }
    else
    {
        rt_kprintf("\n========PCA9685 exit successful !!========\n");
    }

}
// 导出函数为命令
MSH_CMD_EXPORT(test_exit_pca9685_driver_module, quit PCA9685);

移植验证

我们使用串口调试，将 USB转TTL模块 连接到衡山派开发板上面！！

具体的教程查看：串口调试（点击跳转🚀）
串口波特率默认为115200

我们在输入下面的命令运行该模块的线程：

输入的时候按下TAB键会进行命令补全！！

shell

test_pca9685_driver_module

模块代码下载

链接：下载中心->模块移植代码下载（点击跳转🚀）

系统更新方式

OTA方案

XIP方案

安全方案

Memory使用指南

Interrupt使用指南

CMU使用指南

DMA使用指南

HRTimer使用指南

MTOP使用指南

RTC使用指南

TSensor使用指南

Watchdog使用指南

SDMC使用指南

PSRAM使用指南

SPI-NAND使用指南

SPI-NOR使用指南

Audio使用指南

Display使用指南

DVP使用指南

MDI使用指南

GE使用指南

I2S使用指南

VE使用指南

MPP使用指南

MPP播放器使用指南

MPP录像使用指南

LVGL使用指南

MPP音频播放器使用指南

CAN使用指南

CAP使用指南

CIR使用指南

GPAI使用指南

GPIO使用指南

I2C使用指南

PSADC使用指南

PWM使用指南

RTP使用指南

QSPI使用指南

UART使用指南

MAC使用指南

USB使用指南

eFuse使用指南

SPI-ENC使用指南

CE使用指南

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bsp_pca9685.c ​

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Kconfig ​

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