本文借鉴了这篇文章STM32--PCA9685驱动（16路舵机驱动模块）-CSDN博客，文章基础知识的介绍已经很详细了。本文采用江科大的软件I2C实现对于芯片的控制，具体代码如下所示：
MyI2C.c文件
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"/*引脚配置层*//*** 函 数：I2C写SCL引脚电平* 参 数：BitValue 协议层传入的当前需要写入SCL的电平，范围0~1* 返 回 值：无* 注意事项：此函数需要用户实现内容，当BitValue为0时，需要置SCL为低电平，当BitValue为1时，需要置SCL为高电平*/
void MyI2C_W_SCL(uint8_t BitValue)
{GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_10, (BitAction)BitValue); //根据BitValue，设置SCL引脚的电平Delay_us(10); //延时10us，防止时序频率超过要求
}/*** 函 数：I2C写SDA引脚电平* 参 数：BitValue 协议层传入的当前需要写入SDA的电平，范围0~1* 返 回 值：无* 注意事项：此函数需要用户实现内容，当BitValue为0时，需要置SDA为低电平，当BitValue为1时，需要置SDA为高电平*/
void MyI2C_W_SDA(uint8_t BitValue)
{GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_11, (BitAction)BitValue); //根据BitValue，设置SDA引脚的电平，BitValue要实现非0即1的特性Delay_us(10); //延时10us，防止时序频率超过要求
}/*** 函 数：I2C读SDA引脚电平* 参 数：无* 返 回 值：协议层需要得到的当前SDA的电平，范围0~1* 注意事项：此函数需要用户实现内容，当前SDA为低电平时，返回0，当前SDA为高电平时，返回1*/
uint8_t MyI2C_R_SDA(void)
{uint8_t BitValue;BitValue = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11); //读取SDA电平Delay_us(10); //延时10us，防止时序频率超过要求return BitValue; //返回SDA电平
}/*** 函 数：I2C初始化* 参 数：无* 返 回 值：无* 注意事项：此函数需要用户实现内容，实现SCL和SDA引脚的初始化*/
void MyI2C_Init(void)
{/*开启时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //开启GPIOB的时钟/*GPIO初始化*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //将PB10和PB11引脚初始化为开漏输出/*设置默认电平*/GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11); //设置PB10和PB11引脚初始化后默认为高电平（释放总线状态）
}/*协议层*//*** 函 数：I2C起始* 参 数：无* 返 回 值：无*/
void MyI2C_Start(void)
{MyI2C_W_SDA(1); //释放SDA，确保SDA为高电平MyI2C_W_SCL(1); //释放SCL，确保SCL为高电平MyI2C_W_SDA(0); //在SCL高电平期间，拉低SDA，产生起始信号MyI2C_W_SCL(0); //起始后把SCL也拉低，即为了占用总线，也为了方便总线时序的拼接
}/*** 函 数：I2C终止* 参 数：无* 返 回 值：无*/
void MyI2C_Stop(void)
{MyI2C_W_SDA(0); //拉低SDA，确保SDA为低电平MyI2C_W_SCL(1); //释放SCL，使SCL呈现高电平MyI2C_W_SDA(1); //在SCL高电平期间，释放SDA，产生终止信号
}/*** 函 数：I2C发送一个字节* 参 数：Byte 要发送的一个字节数据，范围：0x00~0xFF* 返 回 值：无*/
void MyI2C_SendByte(uint8_t Byte)
{uint8_t i;for (i = 0; i < 8; i ++) //循环8次，主机依次发送数据的每一位{/*两个!可以对数据进行两次逻辑取反，作用是把非0值统一转换为1，即：!!(0) = 0，!!(非0) = 1*/MyI2C_W_SDA(!!(Byte & (0x80 >> i)));//使用掩码的方式取出Byte的指定一位数据并写入到SDA线MyI2C_W_SCL(1); //释放SCL，从机在SCL高电平期间读取SDAMyI2C_W_SCL(0); //拉低SCL，主机开始发送下一位数据}
}/*** 函 数：I2C接收一个字节* 参 数：无* 返 回 值：接收到的一个字节数据，范围：0x00~0xFF*/
uint8_t MyI2C_ReceiveByte(void)
{uint8_t i, Byte = 0x00; //定义接收的数据，并赋初值0x00，此处必须赋初值0x00，后面会用到MyI2C_W_SDA(1); //接收前，主机先确保释放SDA，避免干扰从机的数据发送for (i = 0; i < 8; i ++) //循环8次，主机依次接收数据的每一位{MyI2C_W_SCL(1); //释放SCL，主机机在SCL高电平期间读取SDAif (MyI2C_R_SDA()){Byte |= (0x80 >> i);} //读取SDA数据，并存储到Byte变量//当SDA为1时，置变量指定位为1，当SDA为0时，不做处理，指定位为默认的初值0MyI2C_W_SCL(0); //拉低SCL，从机在SCL低电平期间写入SDA}return Byte; //返回接收到的一个字节数据
}/*** 函 数：I2C发送应答位* 参 数：Byte 要发送的应答位，范围：0~1，0表示应答，1表示非应答* 返 回 值：无*/
void MyI2C_SendAck(uint8_t AckBit)
{MyI2C_W_SDA(AckBit); //主机把应答位数据放到SDA线MyI2C_W_SCL(1); //释放SCL，从机在SCL高电平期间，读取应答位MyI2C_W_SCL(0); //拉低SCL，开始下一个时序模块
}/*** 函 数：I2C接收应答位* 参 数：无* 返 回 值：接收到的应答位，范围：0~1，0表示应答，1表示非应答*/
uint8_t MyI2C_ReceiveAck(void)
{uint8_t AckBit; //定义应答位变量MyI2C_W_SDA(1); //接收前，主机先确保释放SDA，避免干扰从机的数据发送MyI2C_W_SCL(1); //释放SCL，主机机在SCL高电平期间读取SDAAckBit = MyI2C_R_SDA(); //将应答位存储到变量里MyI2C_W_SCL(0); //拉低SCL，开始下一个时序模块return AckBit; //返回定义应答位变量
}
MyI2C.h文件
#ifndef __MYI2C_H
#define __MYI2C_Hvoid MyI2C_Init(void);
void MyI2C_Start(void);
void MyI2C_Stop(void);
void MyI2C_SendByte(uint8_t Byte);
uint8_t MyI2C_ReceiveByte(void);
void MyI2C_SendAck(uint8_t AckBit);
uint8_t MyI2C_ReceiveAck(void);#endifPca9685.c
#include "Pca9685.h"
#include "MyI2C.h"
#include "Delay.h"
#include "math.h"#define PCA_ADDRESS 0x80void PCA_WriteReg(uint8_t RegAddress, uint8_t Data)//向PCA写数据,adrrd地址,data数据
{ MyI2C_Start(); //I2C起始MyI2C_SendByte(PCA_ADDRESS); //发送从机地址，读写位为0，表示即将写入MyI2C_ReceiveAck(); //接收应答MyI2C_SendByte(RegAddress); //发送寄存器地址MyI2C_ReceiveAck(); //接收应答MyI2C_SendByte(Data); //发送要写入寄存器的数据MyI2C_ReceiveAck(); //接收应答MyI2C_Stop(); //I2C终止
}uint8_t PCA_ReadReg(uint8_t RegAddress)
{uint8_t Data;MyI2C_Start(); //I2C起始MyI2C_SendByte(PCA_ADDRESS); //发送从机地址，读写位为0，表示即将写入MyI2C_ReceiveAck(); //接收应答MyI2C_SendByte(RegAddress); //发送寄存器地址MyI2C_ReceiveAck(); //接收应答MyI2C_Start(); //I2C重复起始MyI2C_SendByte(PCA_ADDRESS | 0x01); //发送从机地址，读写位为1，表示即将读取MyI2C_ReceiveAck(); //接收应答Data = MyI2C_ReceiveByte(); //接收指定寄存器的数据MyI2C_SendAck(1); //发送应答，给从机非应答，终止从机的数据输出MyI2C_Stop(); //I2C终止return Data;
}void PCA_setfreq(float freq)//设置PWM频率
{u8 prescale, oldmode, newmode;double prescaleval;freq *= 0.98; prescaleval = 25000000;prescaleval /= 4096;prescaleval /= freq;prescaleval -= 1;prescale = floor(prescaleval + 0.5f);oldmode = PCA_ReadReg(PCA_MODE1);newmode = (oldmode&0x7F) | 0x10; // sleepPCA_WriteReg(PCA_MODE1, newmode); // go to sleepPCA_WriteReg(PCA_PRE, prescale); // set the prescalerPCA_WriteReg(PCA_MODE1, oldmode);Delay_ms(5);PCA_WriteReg(PCA_MODE1, oldmode | 0xa1);
}void PCA_setpwm(u8 channel, u32 on, u32 off)
{PCA_WriteReg(LED0_ON_L + 4 * channel, on & 0xFF);PCA_WriteReg(LED0_ON_H + 4 * channel, on >> 8);PCA_WriteReg(LED0_OFF_L + 4 * channel, off & 0xFF);PCA_WriteReg(LED0_OFF_H + 4 * channel, off >> 8);
}
/*
channel:舵机PWM输出引脚0~15;
on:PWM上升计数值0~4096;
off:PWM下降计数值0~4096;
一个PWM周期分成4096份，由0开始+1计数，计到on时跳变为高电平，继续计数到off时
跳变为低电平，直到计满4096重新开始。所以当on不等于0时可作延时,当on等于0时，
off/4096的值就是PWM的占空比。
*//*函数作用：初始化舵机驱动板参数：1.PWM频率2.初始化舵机角度
*/
void PCA_MG9XX_Init(float hz, u16 angle)
{u32 off = 0;u8 i=0;MyI2C_Init(); PCA_WriteReg(PCA_MODE1, 0x00); // 软件复位PCA_setfreq(hz);//设置PWM频率off = (u32)(102.4 + angle*1.14);for(i=0;i<=0;i++){PCA_setpwm(i,0,off);}Delay_ms(500);
}void PCA_MG9XX(u8 channel, u8 end_angle)
{u32 off = 0;off = (u32)(102.4 + end_angle * 1.14);PCA_setpwm(channel, 0, off);
}Pca9685.h
#ifndef __PCA9685_H
#define __PCA9685_H #include "stm32f10x.h"#define PCA_MODE1 0x00
#define PCA_PRE 0xFE#define LED0_ON_L 0x6
#define LED0_ON_H 0x7
#define LED0_OFF_L 0x8
#define LED0_OFF_H 0x9void PCA_WriteReg(uint8_t RegAddress, uint8_t Data);
uint8_t PCA_ReadReg(uint8_t RegAddress);
void PCA_MG9XX_Init(float hz,u16 angle);
void PCA_setfreq(float freq);
void PCA_setpwm(u8 num, u32 on, u32 off);
void PCA_MG9XX(u8 channel, u8 end_angle);#endif
