標(biāo)題: stm32f103c8t6單片機(jī)和PCF9685控制16路舵機(jī)通過串口調(diào)試程序 [打印本頁]
作者: 2013261071    時(shí)間: 2024-12-12 18:13
標(biāo)題: stm32f103c8t6單片機(jī)和PCF9685控制16路舵機(jī)通過串口調(diào)試程序
  1. #include "stm32f10x.h"                  // Device header
  2. #include "MyI2C.h"
  3. #include "PCA9685_Reg.h"
  4. #include "math.h"
  5. #include "Delay.h"
  6. #include "Serial.h"
  7. #include "OLED.h"
  8. #include "string.h"
  9. #include "stdlib.h"

  11. uint8_t Channel_Flag = 0;

  13. /**
  14.   * 函    數(shù)：PCA9685寫寄存器
  15.   * 參    數(shù)：RegAddress 寄存器地址，范圍：參考PCA9685手冊的寄存器描述
  16.   * 參    數(shù)：Data 要寫入寄存器的數(shù)據(jù)，范圍：0x00~0xFF
  17.   * 返 回 值：無
  18.   */
  19. void PCA9685_WriteReg(uint8_t RegAddress, uint8_t Data)
  20. {
  21.         MyI2C_Start();                                                //I2C起始
  22.         MyI2C_SendByte(ADDRESS);                        //發(fā)送從機(jī)地址，讀寫位為0，表示即將寫入
  23.         MyI2C_ReceiveAck();                                        //接收應(yīng)答
  24.         MyI2C_SendByte(RegAddress);                        //發(fā)送寄存器地址
  25.         MyI2C_ReceiveAck();                                        //接收應(yīng)答
  26.         MyI2C_SendByte(Data);                                //發(fā)送要寫入寄存器的數(shù)據(jù)
  27.         MyI2C_ReceiveAck();                                        //接收應(yīng)答
  28.         MyI2C_Stop();                                                //I2C終止
  29. }

  31. //void PCA9685_Write(u8 addr,u8 data)    //   addr 表示要寫入數(shù)據(jù)的寄存器地址，data 表示要寫入的數(shù)據(jù)
  32. //{
  33. //        IIC_Start();                         //   發(fā)送 I2C 起始信號，開始 I2C 通信。
  34. //       
  35. //        IIC_Send_Byte(PCA_Addr);             //   發(fā)送 PCA_Addr = 0x80 ，告訴設(shè)備我們要寫入數(shù)據(jù)
  36. //        IIC_NAck();                          //   發(fā)送不應(yīng)答信號，表示主控器不需要從設(shè)備接收更多數(shù)據(jù)。
  37. //       
  38. //        IIC_Send_Byte(addr);                 //   發(fā)送要寫入數(shù)據(jù)的寄存器地址。
  39. //        IIC_NAck();                          //   發(fā)送不應(yīng)答信號。
  40. //       
  41. //        IIC_Send_Byte(data);                 //   發(fā)送要寫入的數(shù)據(jù)。
  42. //        IIC_NAck();                          //   發(fā)送不應(yīng)答信號。
  43. //       
  44. //        IIC_Stop();                          //   發(fā)送 I2C 停止信號，結(jié)束本次通信。
  45. //       
  46. //}

  48. /**
  49.   * 函    數(shù)：PCA9685讀寄存器
  50.   * 參    數(shù)：RegAddress 寄存器地址，范圍：參考PCA9685手冊的寄存器描述
  51.   * 返 回 值：讀取寄存器的數(shù)據(jù)，范圍：0x00~0xFF
  52.   */
  53. uint8_t PCA9685_ReadReg(uint8_t RegAddress)
  54. {
  55.         uint8_t Data;
  56.        
  57.         MyI2C_Start();                                                //I2C起始
  58.         MyI2C_SendByte(ADDRESS);                        //發(fā)送從機(jī)地址，讀寫位為0，表示即將寫入
  59.         MyI2C_ReceiveAck();                                        //接收應(yīng)答
  60.         MyI2C_SendByte(RegAddress);                        //發(fā)送寄存器地址
  61.         MyI2C_ReceiveAck();                                        //接收應(yīng)答
  62.        
  63.         MyI2C_Start();                                                //I2C重復(fù)起始
  64.         MyI2C_SendByte(ADDRESS | 0x01);                //發(fā)送從機(jī)地址，讀寫位為1，表示即將讀取
  65.         MyI2C_ReceiveAck();                                        //接收應(yīng)答
  66.         Data = MyI2C_ReceiveByte();                        //接收指定寄存器的數(shù)據(jù)
  67.         MyI2C_SendAck(1);                                        //發(fā)送應(yīng)答，給從機(jī)非應(yīng)答，終止從機(jī)的數(shù)據(jù)輸出
  68.         MyI2C_Stop();                                                //I2C終止
  69.        
  70.         return Data;
  71. }

  73. //u8 PCA9685_Read(u8 addr)                //   addr 表示要讀取數(shù)據(jù)的寄存器地址
  74. //{
  75. //        u8 data;                           //   聲明一個(gè)無符號 8 位整數(shù)變量 data，用于存儲讀取到的數(shù)據(jù)。
  76. //        IIC_Start();                       //   發(fā)送 I2C 起始信號，開始 I2C 通信。
  77. //        IIC_Send_Byte(PCA_Addr);           //   發(fā)送 PCA_Addr = 0x80 ，告訴設(shè)備我們要寫入數(shù)據(jù)
  78. //        IIC_NAck();                        //   發(fā)送不應(yīng)答信號，表示主控器不需要從設(shè)備接收更多數(shù)據(jù)。
  79. //        IIC_Send_Byte(addr);                  //   發(fā)送要讀取數(shù)據(jù)的寄存器地址。
  80. //        IIC_NAck();                           //   發(fā)送不應(yīng)答信號。
  81. //        IIC_Stop();                           //   發(fā)送 I2C 停止信號，結(jié)束本次通信。
  82. //        delay_us(10);                         //   延時(shí) 10 微秒，等待芯片準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)。
  83. //        IIC_Start();                          //   發(fā)送 I2C 起始信號，開始另一次 I2C 通信。
  84. //        IIC_Send_Byte(PCA_Addr|0x01);         //   發(fā)送 PCA9685 的地址，并設(shè)置最低位為 1，
  85. //        IIC_NAck();                           //   發(fā)送不應(yīng)答信號。
  86. //        data = IIC_Read_Byte(0);              //   通過 I2C 從 PCA9685 讀取一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，并存儲到變量 data 中。
  87. //        IIC_Stop();                           //   發(fā)送 I2C 停止信號，結(jié)束本次通信。
  88. //        return data;                          //   返回讀取到的數(shù)據(jù)。
  89. //}

  91. /**
  92.   * 函    數(shù)：PCA9685設(shè)置輸出頻率
  93.   * 參    數(shù)：float 頻率
  94.   * 返 回 值：返回預(yù)分頻的值
  95. */
  96. void PCA9685_SetFreq(float freq)
  97. {
  98.         uint8_t prescale,oldmode,newmode;               //定義了三個(gè)無符號 8 位整型變量 用于存儲預(yù)分頻器值、舊的模式寄存器值和新的模式寄存器值
  99.         float prescaleval;                        //定義了一個(gè)雙精度浮點(diǎn)型變量 prescaleval，用于計(jì)算預(yù)分頻器的值。
  100.        
  101. //        freq *= 0.98;                             //將傳入的頻率值乘以 0.98，這是為了微調(diào)頻率值以適應(yīng) PCA9685 的實(shí)際需求       
  102.         prescaleval = 25000000/4096/freq - 1;
  103.         prescale = floor(prescaleval+0.5);       //將計(jì)算得到的預(yù)分頻器值四舍五入取整，并將其賦值給 prescale 變量。
  104.        
  105.         oldmode = PCA9685_ReadReg(MODE1);        //通過調(diào)用 PCA9685_Read 函數(shù)讀取當(dāng)前 PCA9685 寄存器中的模式值，并將其存儲在 oldmode 變量中。
  106.        
  107.         newmode = (oldmode&0x7F)|0x10;            //根據(jù)舊的模式值計(jì)算出新的模式值，將最高位清零(不復(fù)位)并將第5位設(shè)為1，表示將 PCA9685 設(shè)置為睡眠模式。
  108.         PCA9685_WriteReg(MODE1,newmode);         //將新的模式值寫入 PCA9685 的模式寄存器。
  109.         PCA9685_WriteReg(PRE_SCALE,prescale);          //將計(jì)算得到的預(yù)分頻器值寫入 PCA9685 的預(yù)分頻器寄存器。
  110.         PCA9685_WriteReg(MODE1,oldmode);         //恢復(fù)舊的模式值。
  111.         Delay_us(500);                              // 延時(shí) 0.5 毫秒，等待 PCA9685 完全啟動。
  112.         PCA9685_WriteReg(MODE1,PCA9685_ReadReg(MODE1)|0x80);       //將模式值的第8( Restart enabled.).更新頻率后復(fù)位使用
  113.        
  114. }

  116. //void PCA9685_setFreq(float freq)
  117. //{
  118. //        u8 prescale,oldmode,newmode;               //定義了三個(gè)無符號 8 位整型變量 用于存儲預(yù)分頻器值、舊的模式寄存器值和新的模式寄存器值
  119. //          
  120. //        double prescaleval;                        //定義了一個(gè)雙精度浮點(diǎn)型變量 prescaleval，用于計(jì)算預(yù)分頻器的值。
  121. //       
  122. //        freq *= 0.98;                             //將傳入的頻率值乘以 0.98，這是為了微調(diào)頻率值以適應(yīng) PCA9685 的實(shí)際需求
  123. //        prescaleval = 25000000;                   //這是 PCA9685 內(nèi)部振蕩器的頻率
  124. //        prescaleval /= 4096;                      //每個(gè)周期從0計(jì)數(shù)到4095，除以 4096，得到每個(gè)計(jì)數(shù)器周期的時(shí)間，
  125. //        prescaleval /= freq;                      //除以所需的頻率值，得到預(yù)分頻器的值。
  126. //        prescaleval -= 1;                         //減去 1，得到最終的預(yù)分頻器值
  127. //        prescale = floor(prescaleval+0.5f);       //將計(jì)算得到的預(yù)分頻器值四舍五入取整，并將其賦值給 prescale 變量。
  128. //        oldmode = PCA9685_Read(PCA_Model);        //通過調(diào)用 PCA9685_Read 函數(shù)讀取當(dāng)前 PCA9685 寄存器中的模式值，并將其存儲在 oldmode 變量中。
  129. //       
  130. //        newmode = (oldmode&0x7F)|0x10;            //根據(jù)舊的模式值計(jì)算出新的模式值，將最高位清零（bit 7）并將第 5 位設(shè)為1（bit 4），表示將 PCA9685 設(shè)置為睡眠模式。
  131. //        PCA9685_Write(PCA_Model,newmode);         //將新的模式值寫入 PCA9685 的模式寄存器。
  132. //        PCA9685_Write(PCA_Pre,prescale);          //將計(jì)算得到的預(yù)分頻器值寫入 PCA9685 的預(yù)分頻器寄存器。
  133. //        PCA9685_Write(PCA_Model,oldmode);         //恢復(fù)舊的模式值。
  134. //        delay_ms(5);                              // 延時(shí) 5 毫秒，等待 PCA9685 完全啟動。
  135. //        PCA9685_Write(PCA_Model,oldmode|0xa1);    //將模式值的最高位和第 1 位設(shè)為1，表示將 PCA9685 設(shè)置為正常工作模式。
  136. //       
  137. //}

  139. /**
  140.   * 函    數(shù)：PCA9685_SetChannel
  141.   * 參    數(shù)：0~15
  142.   * 返 回 值：無
  143. */
  144. void PCA9685_SetChannel(uint8_t Channel)
  145. {
  146.         Channel_Flag = Channel;
  147. }

  149. /**
  150.   * 函    數(shù)：PCA9685_setPWM
  151.   * 參    數(shù)：channel；舵機(jī)編號。on 表示置1的位置，off 表示置0位置（12位有效，值要小于4095）
  152.   * 返 回 值：無
  153. */
  154. void PCA9685_SetPWM(uint16_t pulse_on,uint16_t pulse_off)  
  155. {
  156.         // 將脈沖寬度分解為ON和OFF時(shí)間
  157.     uint8_t on_l = (pulse_on & 0xFF);                                //低8位
  158.     uint8_t on_h = (pulse_on >> 8) & 0xFF;                        //高8位
  159.     uint8_t off_l = (pulse_off & 0xFF);
  160.     uint8_t off_h = (pulse_off >> 8) & 0xFF;

  162.     // 寫入ON和OFF時(shí)間到對應(yīng)的寄存器
  163.     PCA9685_WriteReg(LED0_ON_L + 4 * Channel_Flag, on_l);
  164.     PCA9685_WriteReg(LED0_ON_H + 4 * Channel_Flag, on_h);
  165.     PCA9685_WriteReg(LED0_OFF_L + 4 * Channel_Flag, off_l);
  166.     PCA9685_WriteReg(LED0_OFF_H + 4 * Channel_Flag, off_h);
  167. }
  168. //void PCA9685_setPWM(u8 num,u32 on,u32 off)   //num 表示 PWM 通道號，on 表示 PWM 的起始位置，off 表示 PWM 的結(jié)束位置（即從高電平切換到低電平的時(shí)刻）
  169. //{
  170. //        IIC_Start();                              //發(fā)送 I2C 起始信號，開始 I2C 通信。
  171. //       
  172. //        IIC_Send_Byte(PCA_Addr);                  //發(fā)送 PCA9685 的地址，告訴設(shè)備我們要和 PCA9685 進(jìn)行通信。
  173. //        IIC_Wait_Ack();                           //等待應(yīng)答信號，確保設(shè)備準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)。
  174. //
  175. //        IIC_Send_Byte(LED0_ON_L+4*num);           //發(fā)送 LED 寄存器的地址，根據(jù) PWM 通道號計(jì)算出相應(yīng)的寄存器地址。
  176. //        IIC_Wait_Ack();                           //
  177. //       
  178. //        IIC_Send_Byte(on&0xFF);                   //發(fā)送 PWM 的起始位置低 8 位。
  179. //        IIC_Wait_Ack();                           //等待應(yīng)答信號。
  180. //         
  181. //        IIC_Send_Byte(on>>8);                     //發(fā)送 PWM 的起始位置高 8 位。
  182. //        IIC_Wait_Ack();                           //等待應(yīng)答信號。
  183. //       
  184. //        IIC_Send_Byte(off&0xFF);                  //發(fā)送 PWM 的結(jié)束位置低 8 位。
  185. //        IIC_Wait_Ack();                           //等待應(yīng)答信號。
  186. //       
  187. //        IIC_Send_Byte(off>>8);                    //發(fā)送 PWM 的結(jié)束位置高 8 位。
  188. //        IIC_Wait_Ack();                           //等待應(yīng)答信號。
  189. //       
  190. //        IIC_Stop();                              //發(fā)送 I2C 停止信號，結(jié)束本次通信。
  191. //}
  192. /**
  193.   * 函    數(shù)：SetAngle
  194.   * 參    數(shù)：0~180°
  195.   * 返 回 值：無
  196. */
  197. void PCA9685_SetAngle(uint8_t angle)
  198. {
  199.         uint16_t pulse_on = 0;
  200.         uint16_t pulse_off = 0;
  201.         pulse_off = (uint16_t)((angle+45)*4096/1800+0.5);  //四舍五入
  202.         PCA9685_SetPWM(pulse_on,pulse_off);
  203. }

  205. //void setAngle(u8 num,u16 angle)
  206. //{
  207. //        u32 off = 0;               
  208. //        off = (u32)(103+angle*1.13);  //360度舵機(jī)，每轉(zhuǎn)動一度=1.14   0.5ms -180度起始位置：103
  209. //        PCA9685_setPWM(num,0,angle);
  210. //}
  211. //
  212. //

  214. /**
  215.   * 函    數(shù)：PCA9685初始化
  216.   * 參    數(shù)：無
  217.   * 返 回 值：無
  218.   */
  219. void PCA9685_Init(void)
  220. {
  221.         MyI2C_Init();                                                                        //先初始化底層的I2C
  222.        
  223.         /*PCA9685寄存器初始化，需要對照PCA9685手冊的寄存器描述配置，此處僅配置了部分重要的寄存器*/
  224.         PCA9685_WriteReg(MODE1, 0x21);                                        //0使用內(nèi)部時(shí)鐘，1自增模式，0退出睡眠模式，1響應(yīng)0x70通用地址
  225.         Delay_us(500);                                      // 延時(shí) 0.5 毫秒，等待 PCA9685 完全啟動。
  226.        
  227. }
  228. //  
  229. //
  230. //void PCA9685_Init(float hz,u16 angle)
  231. //{
  232. //        u32 off = 0;
  233. //        IIC_Init();
  234. //        PCA9685_Write(PCA_Model,0x00);
  235. //        PCA9685_setFreq(hz);
  236. //    off = (u32)(103+angle*1.14);  //360度舵機(jī)，每轉(zhuǎn)動一度=1.14    0.5ms -180度起始位置：103
  237. //        PCA9685_setPWM(0,0,off);
  238. //        PCA9685_setPWM(1,0,off);
  239. //        PCA9685_setPWM(2,0,off);
  240. //        PCA9685_setPWM(3,0,off);
  241. //        PCA9685_setPWM(4,0,off);
  242. //        PCA9685_setPWM(5,0,off);
  243. //        PCA9685_setPWM(6,0,off);
  244. //        PCA9685_setPWM(7,0,off);
  245. //        PCA9685_setPWM(8,0,off);
  246. //        PCA9685_setPWM(9,0,off);
  247. //        PCA9685_setPWM(10,0,off);
  248. //        PCA9685_setPWM(11,0,off);
  249. //        PCA9685_setPWM(12,0,off);
  250. //        PCA9685_setPWM(13,0,off);
  251. //        PCA9685_setPWM(14,0,off);
  252. //        PCA9685_setPWM(15,0,off);
  253. //        delay_ms(100);
  254. //       
  255. //}
  256. /**
  257.   * 函    數(shù)：Channel函數(shù)，串口選擇指定通道
  258.   * 參    數(shù)：無
  259.   * 返 回 值：無
  260.   */
  261. void Channel(void)
  262. {
  263.         Serial_SendString("Run_16_Servo...\r\n");                                //串口回傳一個(gè)字符串
  264.         OLED_Clear();
  265.         OLED_ShowString(1, 1, "Run_16_Servo.");                                //OLED清除指定位置，并顯示Run_Mode_1
  266.         OLED_ShowString(2, 1, "Channel;");
  267.         Serial_RxFlag = 0;                                //進(jìn)入循環(huán)前，結(jié)束數(shù)據(jù)包處理，等待接受命令
  268.        
  269.         while (1)
  270.         {
  271.                 if (Serial_RxFlag == 1)                       
  272.                 {
  273.                         if (strcmp(Serial_RxPacket, "Stop") == 0)                         //傳入Stop字符停止當(dāng)前模式
  274.                         {
  275.                                 Serial_SendString("Stop_Channel...\r\n");                               
  276.                                 OLED_Clear();
  277.                                 OLED_ShowString(1, 1, "Stop_Channel.");
  278.                                 Serial_RxFlag = 0;
  279.                                 break;
  280.                         }
  281.                         else                                                                                        
  282.                         {
  283.                                 uint8_t Channel  = atoi(Serial_RxPacket);                                //把字符串轉(zhuǎn)為數(shù)字
  284.                                 PCA9685_SetChannel(Channel);                                                                //置通道
  285.                                 OLED_ShowNum(2, 9, Channel, 2);
  286.                                 OLED_ShowString(3, 1, "Angle;");
  287.                                 Serial_Printf("Channel;%d", Channel);
  288.                                 Serial_RxFlag = 0;                                                                //數(shù)據(jù)包接收標(biāo)志位清零等待下次接收
  289.                                 break;
  290.                         }
  291.                 }
  292.         }
  293. }
  294. /**
  295.   * 函    數(shù)：Angle函數(shù)，串口選擇指定角度
  296.   * 參    數(shù)：無
  297.   * 返 回 值：無
  298.   */
  299. void Angle(void)
  300. {
  301.         while (1)
  302.         {
  303.                 if (Serial_RxFlag == 1)                       
  304.                 {
  305.                         if (strcmp(Serial_RxPacket, "Stop") == 0)                         //傳入Stop字符停止當(dāng)前模式
  306.                         {
  307.                                 Serial_SendString("Stop_16_Servo...\r\n");                               
  308.                                 OLED_Clear();
  309.                                 OLED_ShowString(1, 1, "Stop_16_Servo.");
  310.                                 Serial_RxFlag = 0;
  311.                                 break;
  312.                         }
  313.                         else                                                                                                 //否則認(rèn)為輸入的是角度
  314.                         {
  315.                                 uint8_t Angle  = atoi(Serial_RxPacket);                                //把字符串轉(zhuǎn)為數(shù)字
  316.                                 PCA9685_SetAngle(Angle);                                                                //置角度
  317.                                 OLED_ShowNum(3, 7, Angle, 3);
  318.                                 Serial_Printf("Angle;%d", Angle);
  319.                                 Serial_RxFlag = 0;                                                                //數(shù)據(jù)包接收標(biāo)志位清零等待下次接收
  320.                         }
  321.                 }
  322.         }
  323. }
復(fù)制代碼



#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Serial.h"
#include "LED.h"
#include "string.h"
#include "Servo.h"
#include "PCA9685.h"

int main(void)
{
        /*模塊初始化*/
        OLED_Init();                //OLED初始化
        Serial_Init();                //串口初始化
        PCA9685_Init();
        PCA9685_SetFreq(50);

        while (1)
        {
                if (Serial_RxFlag == 1)                //如果接收到數(shù)據(jù)包
                {
                        if (strcmp(Serial_RxPacket, "16_Servo") == 0)                        
                        {
                                Channel();
                                Angle();
                        }
                        Serial_RxFlag = 0;                        //防止串口錯(cuò)誤輸入導(dǎo)致標(biāo)志位一直不清零，不能接收下次指令
                }
        }
}


原理圖: 無
仿真: 無
代碼: 程序.7z (187.3 KB, 下載次數(shù): 0)




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