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30 分钟

使用PCA9685伺服驱动器和PIC32MZ2048EFM100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 Curiosity PIC32 MZ EF

已发布 6月 27, 2024

点击板

Servo Click

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFM100

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

Curiosity PIC32 MZ EF 开发板是一个完全集成的 32 位开发平台,特点是高性能的 PIC32MZ EF 系列(PIC32MZ2048EFM),该系列具有 2MB Flash、512KB RAM、集成的浮点单元(FPU)、加密加速器和出色的连接选项。它包括一个集成的程序员和调试器,无需额外硬件。用户可以通过 MIKROE 

mikroBUS™ Click™ 适配器板扩展功能,通过 Microchip PHY 女儿板添加以太网连接功能,使用 Microchip 扩展板添加 WiFi 连接能力,并通过 Microchip 音频女儿板添加音频输入和输出功能。这些板完全集成到 PIC32 强大的软件框架 MPLAB Harmony 中,该框架提供了一个灵活且模块化的接口

来应用开发、一套丰富的互操作软件堆栈(TCP-IP、USB)和易于使用的功能。Curiosity PIC32 MZ EF 开发板提供了扩展能力,使其成为连接性、物联网和通用应用中快速原型设计的绝佳选择。

Curiosity PIC32MZ EF double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

2048

硅供应商

Microchip

引脚数

100

RAM (字节)

524288

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
Output Enable
RPD4
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
RPA14
SCL
I2C Data
RPA15
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

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity PIC32 MZ EF作为您的开发板开始。

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut 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 image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Curiosity PIC32 MZ EF MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step 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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