PCA9685 一款由 NXP Semiconductors 生产的 16 通道、12 位 PWM(脉宽调制)控制器芯片

PCA9685 是一款由 NXP Semiconductors 生产的 16 通道、12 位 PWM(脉宽调制)控制器芯片,广泛应用于 LED 调光、电机控制、伺服控制等领域。以下是关于 PCA9685 的一些关键特性和应用信息:

主要特性

  1. 16 通道 PWM 输出

  2. 每个通道可以独立控制 PWM 信号,适合多路控制需求。
  3. 12 位分辨率

  4. 提供 4096 级 PWM 分辨率,能够实现精细的控制。
  5. I2C 接口

  6. 通过 I2C 总线与主控设备通信,支持高达 1 MHz 的通信速率。
  7. 可配置的 I2C 地址,允许多个 PCA9685 芯片在同一总线上工作。
  8. 内部振荡器

  9. 内置 25 MHz 振荡器,无需外部时钟源。
  10. 可编程频率

  11. PWM 频率可调,范围通常为 24 Hz 到 1526 Hz。
  12. 推挽输出

  13. 输出驱动器为推挽结构,能够直接驱动 LED 或通过外部电路驱动电机、伺服等。

应用场景

  1. LED 调光

  2. 用于 RGB LED 灯带、显示屏背光等场景,实现多路 LED 的亮度控制。
  3. 伺服控制

  4. 适用于机器人、遥控模型等需要精确控制多个伺服电机的场合。
  5. 电机控制

  6. 可用于直流电机或步进电机的速度控制。
  7. 通用 PWM 控制

  8. 任何需要多路 PWM 信号的应用,如音频信号生成、模拟信号调制等。

引脚功能

  • VCC:电源正极(2.3V 至 5.5V)。
  • GND:电源地。
  • SDA:I2C 数据线。
  • SCL:I2C 时钟线。
  • OE:输出使能引脚(低电平有效)。
  • A0-A5:I2C 地址配置引脚。
  • PWM0-PWM15:16 个 PWM 输出通道。
  • 编程与控制

    PCA9685 通过 I2C 接口进行控制,常用的寄存器包括:

  • MODE1:配置芯片的工作模式。
  • MODE2:配置输出驱动模式。
  • LEDx_ON_L/HLEDx_OFF_L/H:设置每个通道的 PWM 占空比。
  • 典型电路

  • 电源:VCC 接 3.3V 或 5V,GND 接地。
  • I2C:SDA 和 SCL 接主控设备的 I2C 总线。
  • 输出:PWM 输出通道接负载(如 LED、伺服电机等)。
  • 常见开发板

  • Adafruit PCA9685 模块:集成了 PCA9685 芯片,方便与 Arduino、Raspberry Pi 等开发板连接。
  • 其他兼容模块:市面上有多种兼容模块,提供类似的接口和功能。
  • 示例代码(Arduino)

    #include <Wire.h>
    #include <Adafruit_PWMServoDriver.h>
    
    Adafruit_PWMServoDriver pwm = Adafruit_PWMServoDriver();
    
    void setup() {
      pwm.begin();
      pwm.setPWMFreq(60);  // 设置 PWM 频率为 60 Hz
    }
    
    void loop() {
      for (int i = 0; i < 4096; i++) {
        pwm.setPWM(0, 0, i);  // 设置通道 0 的 PWM 值
        delay(1);
      }
    }
    

    总结

    PCA9685 是一款功能强大且灵活的 PWM 控制器芯片,适用于多种需要多路 PWM 信号控制的应用场景。通过 I2C 接口,可以方便地与各种微控制器或单板计算机连接,实现复杂的控制任务。

    作者:LS_learner

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