PCA9685 16路12位pwm信号发生器

搬运自:https://blog.csdn.net/czhzasui/article/details/80332474
1.16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
数据手册从网上找一下很容易找到（比如http://www2.ic37.com/pdf/pdf_download.asp?id=11155998_602380），

很常见的模块板子如上图所示，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 对于电调，500us对应100%的占空比分辨率

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

MODE1寄存器

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。