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30 分钟

使用PCA9685伺服驱动器和TM4C1294KCPDT实现量身定制的控制

您的控制,您的方式:适应任何任务的PWM伺服驱动器

Servo Click with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 27, 2024

点击板

Servo Click

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

TM4C1294KCPDT

我们的 PWM 伺服驱动器提供两全其美的功能——吸收 25mA 以实现强力控制,并提供高达 10mA 的电流以实现精细、精确的运动,确保您的应用满足每一个需求。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Servo Click 基于 PCA9685,这是一款集成的 12 位 16 通道 PWM 驱动器,可配置为每通道吸收 25mA 或驱动每通道高达 10mA 的电流,由 NXP 提供。每个通道的占空比可以独立设置,从 0% 到 100%。提供 16 个独立通道,每个通道都有自己的 PWM 占空比和电流感应能力,这款 Click board™ 是一个强大的伺服控制器,特别适用于需要轻松控制多个伺服的情况。控制 PWM 信号的频率可以从 24Hz 编程到 1526Hz。伺服可以连接到此 Click board™ 上的任意一个十六个引脚。输出信号频率由预分频器值决定,该值写入适当的寄存器。输出通道可以设置为开漏或推挽配置。在第一种情况下,它们可以从最高 5V 电源吸收高达 25mA 的电流,而在第二种情况下,它们可以驱动高达 10mA 的电

流或吸收高达 25mA 的电流。此 Click board™ 还具有一个精确的 16 位 A/D 转换器,即 Analog Devices 的 LTC2497,用于采样每个 16 个通道上的分流电阻电压降,从而反馈伺服电流消耗。ADC 使用由 Analog Devices 的板载参考电压稳压器 MAX6106 提供的 2.048V 精确参考电压。ADC 的极低噪声与低参考电压相结合,允许准确转换跨越分流电阻的小电压降。Servo Click 使用标准 I2C 2 线接口与 MCU 通信,在标准模式下频率高达 100kHz,在快速模式下为 400 kHz,在快速加模式下为 1MHz。Click board™ 底部有两个更多的 SMD 跳线,分别标记为 PWM 和 ADC,允许为两个板载 IC 选择 I2C 地址。它还具有一个外部连接器,可以为负载较重的伺服提供更多电力。这就

是为什么标记为 VCC MOT 的 SMD 跳线应位于 EXT 位置。在这种情况下,可以使用提供更多电流的外部电源。PCA9685 还提供一个输出使能引脚,该引脚连接到 mikroBUS™ CS 引脚,标记为 OE。此引脚上的低电平逻辑电平将所有输出设置为预定义的逻辑状态,关闭 PWM 发生器。根据伺服型号,这可能会使伺服保持固定位置或完全关闭。此 Click board™ 可以使用通过 VCC SEL 跳线选择的 3.3V 或 5V 逻辑电压电平运行。这样,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,此 Click board™ 配备了一个库,包含易于使用的函数和示例代码,可用作进一步开发的参考。

Servo Click hardware overview image

功能概述

开发板

Fusion for TIVA v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持广泛的微控制器,如不同的32位ARM® Cortex®-M基础MCUs,来自Texas Instruments,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次通过WiFi网络实现的嵌入式调试器/程序员。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。得益于创新的制造技术,Fusion for TIVA v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验,允许在任何情况下、任何地方、任何

时候都能访问。Fusion for TIVA v8开发板的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。一个先进的集成CODEGRIP程序/调试模块提供许多有价值的编程/调试选项,包括对JTAG、SWD和SWO Trace(单线输出)的支持,并与Mikroe软件环境无缝集成。此外,它还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C(USB-C)连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB HOST/DEVICE、CAN(如果MCU卡支持的话)和以

太网也包括在内。此外,它还拥有广受好评的 mikroBUS™标准,为MCU卡提供了标准化插座(SiBRAIN标准),以及两种显示选项,用于TFT板线产品和基于字符的LCD。Fusion for TIVA v8 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。它由Mikroe软件工具原生支持,得益于大量不同的Click板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

Fusion for Tiva v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

类型

8th Generation

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

Texas Instruments

引脚数

128

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
Output Enable
PH0
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PD2
SCL
I2C Data
PD3
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Servo Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Fusion for Tiva v8作为您的开发板开始

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
SiBRAIN for PIC32MZ1024EFK144 front image hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product7 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto image step 7 hardware assembly
Necto image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

此库包含 Servo Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • servo_set_vref - 设置 Servo Click 的 Vref

  • servo_set_position - 设置位置

  • servo_get_current - 读取 Servo Click 电机的当前消耗值

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * \file 
 * \brief Servo Click example
 * 
 * # Description
 * This app shows how the servo motor can be controled by the Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes device.
 * 
 * ## Application Task  
 * The servo motor at CH1 rotate in clockwise and counter clockwise directions.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "servo.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static servo_t servo;
static log_t logger;
static int16_t cnt;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    servo_cfg_t cfg;

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, "---- Application Init ----" );

    //  Click initialization.

    servo_cfg_setup( &cfg );
    SERVO_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    servo_init( &servo, &cfg );
    
    servo_default_cfg( &servo );
}

void application_task ( void )
{
    log_printf( &logger, "<<< Counter clockwise >>>\r\n" );
    Delay_1sec( );
    
    for ( cnt = servo.min_pos; cnt <= servo.max_pos; cnt++ )
    {
        servo_set_position( &servo, SERVO_MOTOR_1, cnt );
        log_printf( &logger, "Position : %u \r\n", ( uint16_t ) cnt );
        Delay_10ms( );
    }
    
    log_printf( &logger, "-----------------------------\r\n" );
    
    log_printf( &logger, "<<< Clockwise >>>\r\n" );
    Delay_1sec( );
    
    for ( cnt = servo.max_pos; cnt >= servo.min_pos; cnt-- )
    {
        servo_set_position( &servo, SERVO_MOTOR_1, cnt );
        log_printf( &logger, "Position : %u \r\n", ( uint16_t ) cnt );
        Delay_10ms( );
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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