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PCA9685资料
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原文地址：http://nicekwell.net/blog/20161213/pca9685-16lu-12wei-pwmxin-hao-fa-sheng-qi.html
16路12位PWM信号发生器，可用于控制舵机、led、电机等设备，i2c通信，节省主机资源。
一、概述和硬件
1、概述
很常见的模块板子是这个样子，这个板子也比较便宜，十几块钱一个。
i2c通信，只需要几根i2c线就可以控制16路pwm，周期和占空比都可控。
可以多个模块级联。
可控制16路通道的四种工作模式：关、开、pwm、可变pwm。
精度是12位：
| 工作频率 | 时间分辨率 | 通常舵机500~2500us可分成份数 | 通常舵机500~2500us，旋转角180°的角度分辨率 |
|---|---|---|---|
| 50Hz | 4.88us | 410份 | 0.439° |
| 60Hz | 4us | 492份 | 0.366° |
驱动方式可以选择开漏输出或推挽输出。
2、硬件
1、电压
数字电路电压范围可接受3.3和5v电平。
此外还有一个v+引脚，这个引脚是给舵机供电用的，可以接稍微高一点的电压。
2、i2c地址
有6个地址控制脚，通过这些引脚可以控制设备的i2c地址。
7位的I2C地址为：0x40 + A5:A0，A5到A0如果不做任何处理的话是0，想要把哪一位置1就把那个引脚焊到一起。
另外用i2cdetect检测出还有一个0x70地址一直存在，这是一个通用地址，可以给所有从机下达指令。
3、使能脚
模块有一个OE反使能脚，这个引脚低电平使能，不接的话模块内部默认已经接地使能了，所以正常使用可以不接。
二、寄存器功能
:-:|:-:|:-:
| 内部地址(hex) | 名称 | 功能 |
|---|---|---|
| 00 | MODE1 | 设置寄存器1 |
| 01 | MODE2 | 设置寄存器2 |
| 02 | SUBADR1 | i2c-bus subaddress1 |
| 03 | SUBADR2 | i2c-bus subaddress2 |
| 04 | SUBADR3 | i2c-bus subaddress3 |
| 05 | ALLCALLADR | |
| 06 | LED0_ON_L | |
| 07 | LED0_ON_H | |
| 08 | LED0_OFF_L | |
| 09 | LED0_OFF_H | |
| … | … | … |
| 0x06 + 4*X | LEDX_ON_L | |
| 0x06 + 4*X + 1 | LEDX_ON_H | |
| 0x06 + 4*X + 2 | LEDX_OFF_L | |
| 0x06 + 4*X + 3 | LEDX_OFF_H | |
| … | … | … 上面共16路通道 |
| FA | ALL_LED_ON_L | |
| FB | ALL_LED_ON_H | |
| FC | ALL_LED_OFF_L | |
| FD | ALL_LED_OFF_H | |
| FE | PRE_SCALE | 控制周期的寄存器 |
| FF | TestMode |
MODE1寄存器
| 位 | 名称 | 功能 |
|---|---|---|
| D7 | RESTART | 写1复位，写完后此位自动清除。一定要在SLEEP位写0后至少500us后才能对此位写1进行复位。 |
| D6 | EXTCLOCK | 0-使用内部时钟（25MHz）。1-使用外部时钟引脚的时钟。修改此位前，一定要先SLEEP，再修改此位（此时SLEEP位仍然写1），再退出SLEEP。 |
| D5 | AI | 0-内部地址读写后不自动增加。1-内部地址读写后自动增加。一般i2c设备在对从机读写后内部地址都会自动增加，这个芯片可以手动设置是否自动增加，我们一般都会设成自动增加。 |
| D4 | SLEEP | 0-退出SLEEP模式。1-进入SLEEP模式。注：1、写0退出sleep模式后，最多等500us后即可产生稳定的时钟信号。2、写1进入sleep模式后，时钟会关闭。此时可以修改时钟源寄存器EXTCLOCK和周期寄存器PRE_SCALE，修改这两个寄存器之前必须先进入sleep模式。 |
| D3 | SUB1 | |
| D2 | SUB2 | |
| D1 | SUB3 | |
| D0 | ALLCALL | 0-不响应0x70通用i2c地址。1-响应0x70通用i2c地址。这个芯片除了可以通过A5:A0自定义i2c地址外，还有一个通用i2c地址0x70，此寄存器可以控制是否响应这个通用地址。注意啊：这个寄存器的设置好像掉电会保存的！ |
各个通道的ON和OFF寄存器
总共16个通道，每个通道都有 LEDX_ON_L、LEDX_ON_H、LEDX_OFF_L、LEDX_OFF_H 四个寄存器。
系统中有一个12位的计数ACK，ACK根据PRE_SCALE寄存器设置的周期进行增加，没增加一次就会和上述四个寄存器对比：
当发现 ACK == LEDX_ON_H[3:0]:LEDX_ON_L 时，X通道输出高电平；
当发现 ACK == LEDX_OFF_H[3:0]:LEDX_OFF_L 时，X通道输出低电平。
PRE_SCALE寄存器
这个寄存器是用来设置周期的，具体原理可以不用管，只要记住这个公式： 
其中osc_clock是时钟，根据上面的寄存器设置选择是内部25MHz时钟还是外部时钟； update_rate是频率，比如周期是20ms，那么频率就是50。 注意：实际应用中发现有误差，需要加入校准，要把udpate_rate乘以0.915。 包括从网上下载的arduino驱动中也加入了此校准。
