STM32驱动PCA9685控制多路舵机电路原理图
树莓派舵机扩展板 Servo Driver HAT 用户手册
Servo Driver HAT用户手册前言本产品是基于树莓派而设计的PWM/舵机扩展板，通过PCA9685芯片扩展16路舵机控制或者PWM输出，每个通道12位分辨率。
通过I2C接口控制，无需占用额外的引脚。
板载5V稳压芯片，可接电池供电，最大输出3A电流。
适用于控制机械手臂，以及各种舵机机器人。
产品特性输入电压VIN：6V~12V舵机电压：5V逻辑电压：3.3V驱动芯片：PCA9685控制接口：I2C产品尺寸：65mm x 30mm固定孔通径：3.0mm硬件说明板子可以从树莓派上取电不需要额外供电。
也可以通过右边绿色端子VIN接电池供电，输入电压范围6V~12V。
经过板载的5V稳压芯片输出5V电源给舵机和树莓派供电，最大输出电流3A。
A0~A4可以设置PCA9685芯片的I2C设备地址，可以同时接多个Servo Driver HAT最上面的排针是舵机接口，黑色排针是GND(大部分舵机对应的是褐色线), 红色排针是5V电源，黄色排针是PWM信号线，有0~15个通道，可以同时接16个舵机。
注意舵机线不要接反，否则舵机不会转动。
注意:如果接大功率的舵机可能会出现供电不足的现象，需要接更多的电源使用指南开启I2C接口执行如下命令进行树莓派配置：sudo raspi-config选择Interfacing Options -> I2C ->yes 启动i2C内核驱动注意：运行程序后有提示I2C错误，可以运行如下命令打开配置文件sudo nano /etc/modules如果没有这两行语句则添加上去，并保存退出。
i2c-devi2c-bcm2708运行程序我们提供python2和python3的示例程序，功能包括简单的PCA9685库测试程序，wifi遥控程序以及蓝牙遥控程序。
其中wifi和蓝牙遥控发送端是通过手机APP发送指令,需要安装对应的APP(只支持安卓) 手机下载相应的APP并安装。
stm32 控制舵机
stm32 控制舵机章节一：引言（Introduction）在现代工业自动化系统中，舵机作为一种重要的执行器，被广泛应用于各个领域。
舵机能够提供精确的旋转运动，并可以通过调节控制信号的脉宽来改变输出角度。
在众多类型的舵机中，STM32控制舵机的方案成为了学术界和工程领域的热门研究课题。
本文将介绍STM32控制舵机的原理、实现方法以及应用实例。
章节二：STM32控制舵机的原理（Principle of STM32 Servo Control）2.1 舵机的工作原理舵机是一种具有闭环控制功能的电动执行器。
其工作原理是通过从控制器接收到的脉宽来指定输出角度，舵机根据脉宽的变化移动至相应位置，并通过内部的反馈系统达到准确的位置控制。
2.2 STM32的特性与控制原理STM32是一种强大的微控制器，具有高速、低功耗、丰富的外设接口等特点。
其通过PWM输出信号来控制舵机的转动。
PWM信号的占空比与舵机的角度成正比，通过调节占空比，可以实现对舵机角度的精确控制。
章节三：STM32控制舵机的实现方法（Implementation ofSTM32 Servo Control）3.1 硬件设计在STM32控制舵机的硬件设计中，需要配置定时器和IO口。
定时器用于产生PWM信号，IO口用于连接舵机控制线。
3.2 软件程序设计在STM32控制舵机的软件程序设计中，需要使用相关的库函数来配置定时器和IO口，并编写控制算法，实现对舵机的角度控制。
章节四：STM32控制舵机的应用实例（Application Example of STM32 Servo Control）4.1 智能小车方向控制在智能小车方向控制中，通过STM32控制舵机可以实现小车的转向功能，改变舵机的角度可以改变小车行驶的方向。
4.2 机械臂控制在机械臂控制中，通过STM32控制舵机可以实现机械臂的运动和抓取功能，通过控制不同舵机的角度，可以实现复杂的动作。
舵机控制中PCA9685控制芯片的运用-航天工程论文-工程论文
舵机控制中PCA9685控制芯片的运用-航天工程论文-工程论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要：文章采用I2C总线通信方式，将PCA9685LED控制芯片应用在舵机控制中。
PCA9685接收主控芯片的指令，通过输出PWM脉冲信号的方式用以控制最多不超过16路舵机或其他输出通道，最终实现了舵机控制的功能。
关键词：I2C总线；PCA9685; PWM; 舵机控制；Abstract：In this paper, the I2 C bus communication mode is adopted, and the PCA9685 LED control chip is applied to the control of the steering gear. The PCA9685 receives the instruction of the main control chip and uses the way of outputting the PWM pulse signal to control the steering gear up to 16 channels or other output channels, and finally realizes the control function of the servo gear.Keyword：I2C bus; PCA9685; PWM; servo control;在自驾仪中，舵机是决定飞机舵面偏转角度的执行机构，一般的无人机需要四个舵机用于控制无人机的俯仰、偏航和滚转，通常由PWM信号进行控制[1]。
PCA9685是一款用于产生16路PWM信号的LED控制芯片，采用I2C总线与主控芯片进行通信[2]。
由于PCA9685具有可以产生16路PWM脉冲、控制精准、编程简单灵活等特点，以其为基础实现的舵机控制能够有限减少硬件和软件设计的复杂度，具有高可靠性[3-4]。
pca控制舵机
pca控制舵机章节一：绪论引言：随着机器人技术的快速发展，舵机在机器手臂、无人机等领域中的应用越来越广泛。
传统的舵机控制方法往往会受到多种因素的影响，如负载变化、电压波动等，导致控制效果不理想。
为了解决这一问题，本文将介绍一种使用主成分分析（PCA）算法来控制舵机的方法。
研究目的：本文旨在利用PCA算法来控制舵机，并通过实验验证其在舵机控制中的有效性和稳定性。
章节二：PCA基本原理与算法2.1 PCA基本原理主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）是一种常用的数据降维方法。
其基本思想是通过线性变换将原始数据映射到一个新的空间，使得在新的空间中，数据之间的相关性最小。
2.2 PCA算法PCA算法的主要步骤包括：数据标准化、构建协方差矩阵、求解特征值和特征向量、选择主成分和重构数据。
章节三：PCA舵机控制系统设计3.1 系统框架设计一个基于PCA算法的舵机控制系统，主要包括硬件和软件两个部分。
硬件部分包括舵机、传感器和微控制器等；软件部分包括数据采集、PCA算法实现和舵机角度控制。
3.2 数据采集通过传感器获取舵机角度以及其他相关数据，并进行预处理，包括去噪、滤波等。
3.3 PCA算法实现根据章节二中介绍的PCA算法步骤，编写相应的代码来实现PCA算法，并进行舵机相关的特征提取和降维操作。
3.4 舵机角度控制根据降维后的数据，通过一定的数学模型来控制舵机的角度。
本文采用基于模糊逻辑的控制算法来实现舵机角度的控制。
章节四：实验与结果分析4.1 实验设计设计实验来测试PCA控制舵机系统的效果，并将其与传统的舵机控制方法进行对比。
实验内容包括：舵机角度控制精度、抗干扰能力、响应时间等。
4.2 实验结果分析通过对实验数据的分析，比较PCA控制舵机系统与传统方法的控制效果。
分析结果表明，PCA控制舵机系统具有更好的控制精度和抗干扰能力。
总结：本文通过介绍PCA算法的基本原理和舵机控制系统的设计，验证了PCA在舵机控制中的有效性和稳定性。
用stm32控制舵机
用stm32控制舵机Chapter 1: Introduction1.1 BackgroundIn recent years, there has been a growing interest in using microcontrollers for controlling various electronic components. One such component is a servo motor, which is widely used in robotics, automation, and other applications that require precise control of angular position. The STM32 microcontroller, developed by STMicroelectronics, is a popular choice for controlling servo motors due to its powerful features and ease of use.1.2 ObjectivesThe main objective of this research is to develop a system for controlling a servo motor using the STM32 microcontroller. This system will allow users to precisely control the angular position of the servo motor through simple commands sent to the microcontroller.Chapter 2: Literature Review2.1 Servo Motor Control MethodsThere are several methods for controlling servo motors, including Pulse Width Modulation (PWM), position control, and speed control. PWM is the most commonly used method, where the angle of the servo motor is controlled by varying the width of the electrical pulses sent to it. Position control involves sending a desired angle as input and the servo motor adjusts its position accordingly. Speed control, on the other hand, allows users tocontrol the speed at which the servo motor moves.2.2 STM32 MicrocontrollerThe STM32 microcontroller is a highly versatile microcontroller that is widely used in various applications. It offers a wide range of features, including multiple GPIO pins, timers, and hardware PWM capabilities, making it suitable for servo motor control. The STM32 microcontroller can be programmed using various programming languages, including C/C++ and the STM32Cube IDE.Chapter 3: Methodology3.1 Hardware SetupTo control a servo motor using the STM32 microcontroller, a circuit needs to be set up. This involves connecting the servo motor to the microcontroller's GPIO pins and configuring the necessary hardware peripherals, such as timers and PWM channels.3.2 Software ImplementationThe software implementation involves writing code using the STM32Cube IDE to configure the microcontroller and control the servo motor. This includes initializing the necessary peripherals, setting up interrupt handlers, and implementing the desired servo motor control method (e.g., PWM or position control).Chapter 4: Results and Discussion4.1 Experimental SetupThe system was tested using a servo motor and the STM32microcontroller. The servo motor was connected to the microcontroller's GPIO pins, and the code developed in the previous chapter was uploaded to the microcontroller using the STM32Cube IDE.4.2 ResultsThe system successfully controlled the servo motor, allowing users to set the desired angular position. The system was able to accurately move the servo motor to the specified position with minimal error.4.3 DiscussionThe results indicate that the STM32 microcontroller is an effective tool for controlling servo motors. Its powerful features, such as timers and hardware PWM, allow for precise control of the servo motor's angular position. Additionally, the ease of use of theSTM32Cube IDE makes it suitable for beginners and experienced users alike.Chapter 5: Conclusion and Future Work5.1 ConclusionIn conclusion, this research successfully developed a system for controlling a servo motor using the STM32 microcontroller. The system demonstrated the capability of the microcontroller to accurately control the servo motor's angular position.5.2 Future WorkIn the future, further improvements can be made to the system, such as implementing advanced control algorithms and integratingadditional sensors for feedback control. This would enhance the servo motor's performance and allow for more advanced applications. Additionally, the research can be extended to explore the use of multiple servo motors and their coordination using the STM32 microcontroller.Chapter 1: Introduction1.1 BackgroundIn recent years, there has been a growing interest in using microcontrollers for controlling various electronic components. One such component is a servo motor, which is widely used in robotics, automation, and other applications that require precise control of angular position. The STM32 microcontroller, developed by STMicroelectronics, is a popular choice for controlling servo motors due to its powerful features and ease of use.1.2 ObjectivesThe main objective of this research is to develop a system for controlling a servo motor using the STM32 microcontroller. This system will allow users to precisely control the angular position of the servo motor through simple commands sent to the microcontroller.Chapter 2: Literature Review2.1 Servo Motor Control MethodsThere are several methods for controlling servo motors, including Pulse Width Modulation (PWM), position control, and speed control. PWM is the most commonly used method, where the angle of the servo motor is controlled by varying the width of theelectrical pulses sent to it. Position control involves sending a desired angle as input and the servo motor adjusts its position accordingly. Speed control, on the other hand, allows users to control the speed at which the servo motor moves.2.2 STM32 MicrocontrollerThe STM32 microcontroller is a highly versatile microcontroller that is widely used in various applications. It offers a wide range of features, including multiple GPIO pins, timers, and hardware PWM capabilities, making it suitable for servo motor control. The STM32 microcontroller can be programmed using various programming languages, including C/C++ and the STM32Cube IDE.Chapter 3: Methodology3.1 Hardware SetupTo control a servo motor using the STM32 microcontroller, a circuit needs to be set up. This involves connecting the servo motor to the microcontroller's GPIO pins and configuring the necessary hardware peripherals, such as timers and PWM channels.3.2 Software ImplementationThe software implementation involves writing code using the STM32Cube IDE to configure the microcontroller and control the servo motor. This includes initializing the necessary peripherals, setting up interrupt handlers, and implementing the desired servo motor control method (e.g., PWM or position control).Chapter 4: Results and Discussion4.1 Experimental SetupThe system was tested using a servo motor and the STM32 microcontroller. The servo motor was connected to the microcontroller's GPIO pins, and the code developed in the previous chapter was uploaded to the microcontroller using the STM32Cube IDE.4.2 ResultsThe system successfully controlled the servo motor, allowing users to set the desired angular position. The system was able to accurately move the servo motor to the specified position with minimal error.4.3 DiscussionThe results indicate that the STM32 microcontroller is an effective tool for controlling servo motors. Its powerful features, such as timers and hardware PWM, allow for precise control of the servo motor's angular position. Additionally, the ease of use of theSTM32Cube IDE makes it suitable for beginners and experienced users alike.Chapter 5: Conclusion and Future Work5.1 ConclusionIn conclusion, this research successfully developed a system for controlling a servo motor using the STM32 microcontroller. The system demonstrated the capability of the microcontroller to accurately control the servo motor's angular position.5.2 Future WorkIn the future, further improvements can be made to the system, such as implementing advanced control algorithms and integrating additional sensors for feedback control. This would enhance the servo motor's performance and allow for more advanced applications. Additionally, the research can be extended to explore the use of multiple servo motors and their coordination using the STM32 microcontroller.Overall, this research has shown the potential of the STM32 microcontroller in servo motor control. The system developed in this study can serve as a foundation for further developments in the field, and the knowledge gained can be applied to various applications requiring precise control of angular position.。
stm32舵机控制
stm32舵机控制章节一：引言---近年来，随着嵌入式系统技术的发展和应用的广泛推广，越来越多的设备和装置需要实现精确的运动控制功能。
舵机是一种常见的运动控制设备，能够精确控制电动机的转动角度，并在所需位置保持稳定。
本论文将详细介绍如何利用STM32芯片实现舵机的控制以及在实际应用中的意义。
章节二：STM32芯片概述---STM32系列是一种低功耗、高性能的单片机芯片，拥有丰富的外设资源和强大的计算能力，非常适合嵌入式系统的设计与开发。
STM32芯片通过内部的定时器和数字输出口来实现舵机的控制。
定时器可以实现精确的时间控制，数字输出口则可以通过PWM信号控制舵机的转动角度。
章节三：舵机控制的实现---1. 硬件连接：将舵机的信号线连接到STM32芯片的相应数字输出口。
2. 初始化定时器：在编程中，首先需要初始化定时器的工作模式和时钟频率，以确保定时器能够正常工作。
3. 配置PWM输出：将定时器的输出通道设置为PWM模式，并设置计数器的上下限值，以控制PWM信号的频率和占空比。
4. 控制舵机：通过修改定时器的比较值，可以改变PWM信号的占空比，从而控制舵机的转动角度。
在实际应用中，可以根据具体需求编写对应的控制算法，实现舵机的精确控制。
章节四：实际应用与展望---舵机控制技术在机器人、智能家居、无人机等领域具有广泛的应用前景。
利用STM32芯片实现舵机控制可以有效提高系统的稳定性和运动精度，实现更复杂的运动轨迹和动作控制。
未来，随着人工智能、物联网等技术的发展，舵机控制技术将会得到更广泛的应用，为我们的生活和工作带来更多便利和创新。
综上所述，舵机的控制对于实现精确的运动控制至关重要。
利用STM32芯片实现舵机的控制不仅能够提高系统的稳定性和运动精度，还具有广泛的应用前景。
通过进一步研究和开发，舵机控制技术将能够在更多领域发挥重要作用，为我们提供更多便利和创新。
章节三：舵机控制的实现---1. 硬件连接：将舵机的信号线连接到STM32芯片的相应数字输出口。
一个舵机接线控制多个舵机
一个舵机接线控制多个舵机章节一：引言舵机是一种用于控制机械装置运动的电机。
它通过调整输出角度，来实现对机械臂、机器人、飞行器等设备的精确控制。
然而，当需要同时控制多个舵机时，接线问题就变得复杂而困难。
本论文旨在探讨如何通过合适的接线方式，实现对多个舵机的有效控制。
章节二：舵机接线原理舵机接线原理是实现对多个舵机控制的基础。
当需要控制多个舵机时，一种常用的方法是使用多路信号输出控制器，如PCA9685芯片。
PCA9685芯片提供16个PWM输出通道，并可以通过I2C总线来与主控板进行通信。
每个舵机需要连入PCA9685芯片的一个PWM通道，并通过控制信号的占空比来控制舵机的角度。
章节三：舵机接线实践在实际应用中，如何将多个舵机正确地连接到PCA9685芯片的PWM通道上是非常重要的。
一个简单而有效的方法是使用舵机驱动板（如Adafruit 16-Channel Servo Driver）来连接多个舵机。
舵机驱动板可以将多个舵机的信号线分别连接到相应的PWM通道。
首先，将PCA9685芯片与主控板连接，并通过I2C总线进行通信。
然后，将舵机驱动板与PCA9685芯片相连接，确保信号线与相应PWM通道相对应。
接下来，将每个舵机与舵机驱动板上的信号线相连接，注意正确连接电源和地线，以确保舵机能够正常工作。
章节四：舵机接线控制策略除了适当的接线方法外，还需要制定合理的控制策略，以确保多个舵机能够协调运动。
一种常用的策略是采用并行控制方法，即同时发送控制信号给多个舵机。
这样可以保证多个舵机在相同的时间内到达目标角度，提高运动的协调性。
另一种策略是采用串行控制方法，即按照先后顺序依次发送控制信号给多个舵机。
通过在每个舵机的控制信号中设置适当的延时，可以实现多个舵机在不同的时间到达目标角度，实现复杂的运动轨迹。
综上所述，通过正确的接线方法和合适的控制策略，可以实现对多个舵机的有效控制。
这对于各种机械装置的运动控制具有重要意义，也为舵机控制技术的发展提供了新的思路和方法。
舵机控制电路图
舵机控制电路图舵机控制电路图第一章：引言1.1 研究背景舵机是一种常用的控制装置，被广泛应用于机器人、自动驾驶汽车、航空航天和其他自动控制系统中。
舵机通过转动输出轴来控制物体的角度和位置，具有高精度、高稳定性和高响应速度的优点。
1.2 目的与意义本文旨在研究舵机控制电路图的设计原理和实现方法，以进一步提高舵机控制系统的性能和稳定性。
第二章：舵机控制电路图的设计2.1 信号发生器设计为了控制舵机的角度和位置，我们需要一个信号发生器来生成适当的脉冲信号。
通过设定信号发生器的周期和占空比，可以控制脉冲的宽度和频率。
2.2 驱动电路设计舵机通常需要大电流才能正常工作，因此需要一个合适的驱动电路来提供所需的电流。
驱动电路通常由功率放大器和电流放大器组成，以驱动舵机工作。
2.3 反馈电路设计为了使舵机能够准确地控制角度和位置，反馈电路是必不可少的。
反馈电路通常通过编码器或传感器来监测舵机的角度和位置，并将这些信息反馈给控制系统，以实现闭环控制。
2.4 控制系统设计控制系统是舵机控制电路的核心部分，它根据输入信号和反馈信号来计算控制信号，以控制舵机的运动。
常见的控制算法有比例积分微分（PID）控制算法和模糊控制算法。
第三章：实验结果与讨论在实际应用中，我们使用舵机控制电路进行了一系列实验，以评估其性能和稳定性。
实验结果表明，舵机控制电路能够实现准确的控制和稳定的运动，并且具有良好的性能。
第四章：结论与展望本文研究了舵机控制电路图的设计原理和实现方法，实验结果表明该电路具有良好的控制性能和稳定性。
在未来的研究中，我们将进一步优化舵机控制电路，以提高其精度和响应速度，并探索更多的控制算法，以适应不同场景下的控制需求。
总结：本文研究了舵机控制电路图的设计原理和实现方法，包括信号发生器设计、驱动电路设计、反馈电路设计和控制系统设计。
实验结果表明该电路具有良好的控制性能和稳定性。
未来的研究方向包括优化舵机控制电路，提高其精度和响应速度，并探索更多的控制算法。
stm32控制舵机
stm32控制舵机章节一：引言（200字）随着科技的不断进步，舵机在机器人技术、无人机和模型控制等领域中扮演着重要的角色。
舵机作为一种能够精确控制角度位置的电机，被广泛应用于各种机械系统中。
然而，如何有效地控制舵机的角度位置一直是一个挑战。
本论文将介绍如何使用STM32微控制器来控制舵机，并详细讨论了实现舵机控制的方法和步骤。
章节二：STM32舵机控制的原理与方法（300字）舵机控制系统主要由两部分组成：信号生成部分和舵机控制部分。
信号生成部分通过发送脉冲宽度调制（PWM）信号来控制舵机，而舵机控制部分通过接收并解码PWM信号来控制舵机的角度位置。
在STM32控制舵机之前，需要先了解PWM信号的工作原理，即通过调整脉冲宽度来控制电机的角度位置。
然后，使用STM32的定时器模块来生成PWM信号，通过配置定时器的计数值和比较值，可以实现不同占空比的PWM信号。
接下来，将生成的PWM信号通过IO口连接到舵机控制部分，舵机控制部分通过解码PWM信号来控制舵机的角度位置。
章节三：STM32舵机控制系统的设计与实现（300字）在实际应用中，舵机控制系统需要考虑实时性、精确性和可靠性。
为了实现这些要求，需要进行系统设计和软件编程的工作。
首先，设计一个合适的系统架构，包括STM32微控制器、舵机控制电路和外部输入设备等。
然后，进行软件编程，包括配置STM32的定时器模块、设置PWM信号的频率和占空比、配置IO口和编写解码PWM信号的代码等。
最后，进行系统调试和性能测试，通过验证系统是否能够实现精确的角度位置控制，以及满足实时性和可靠性的要求。
章节四：实验结果与讨论（200字）在本章节中，将介绍实验结果和对实验结果的讨论。
为了验证STM32控制舵机的效果，进行了一系列实验，包括不同角度位置的控制、响应速度的测试以及系统的实时性和可靠性。
实验结果表明，使用STM32微控制器可以有效控制舵机的角度位置，并且具有很高的精确性和实时性。
32舵机控制器
32舵机控制器章节一：引言 (250字左右)在现代机器人控制系统中，舵机是一种常用的执行器。
它们经常被用来控制机器人的各个关节和运动。
然而，当需要使用大量的舵机时，如在多关节机械臂或仿生机器人中，传统的舵机控制方法变得非常复杂和困难。
为了解决这个问题，32舵机控制器成为一种有效的解决方案。
本论文将介绍32舵机控制器的原理和应用，并探讨其优点和限制。
章节二：32舵机控制器原理 (250字左右)32舵机控制器是一种专门设计用于控制多个舵机的电子设备。
它通常由32个独立的电路和控制芯片组成，每个芯片可用于控制一个舵机。
这些芯片可以通过总线或串行通信协议与主控制器连接，从而实现对舵机的精确控制。
该控制器的工作原理是基于时分多路复用技术。
每个芯片有自己的时钟，并在每个时钟周期内选择一个舵机进行控制。
这种方式可以实现对多个舵机的同时控制，而不会发生冲突。
通过调整每个舵机信号的占空比和频率，可以实现舵机的位置和速度控制。
章节三：32舵机控制器的应用 (250字左右)32舵机控制器广泛应用于机器人领域。
例如，在多关节机械臂中，每个关节通常需要一个舵机来实现自由度的运动。
传统的方法是使用多个独立的控制器来控制每个舵机，这不仅复杂而且昂贵。
而使用32舵机控制器，可以将所有舵机连接到同一个控制器上，大大简化了机械臂的控制系统。
此外，32舵机控制器还可以应用于仿生机器人。
仿生机器人是一种模仿生物体形态和功能的机器人。
它通常具有大量的关节和舵机，用于实现生物类似的运动。
使用32舵机控制器，可以更方便地控制和调整仿生机器人的运动。
这对于研究人员来说是非常重要的，因为他们可以更快地进行实验，改进和优化仿生机器人的设计。
章节四：32舵机控制器的优点和限制 (250字左右)32舵机控制器有许多优点，其中最重要的是简化了控制系统。
传统的方法需要使用多个控制器和复杂的电路来控制大量的舵机，而32舵机控制器将所有舵机集中在一个控制器上，大大减少了系统的复杂性和成本。
基于STM32-PCA9685的四足机器人控制系统设计
基于STM32-PCA9685的四足机器人控制系统设计张 亮，赵飞跃（长安大学工程机械学院，陕西 西安 710000）摘 要：近年来，四足机器人成为腿足式机器人研究的热点，控制系统作为整个机器人系统的核心部件之一，对机器人运动控制起着至关重要的作用。
如何开发有效简便的四足机器人控制系统成为重要问题。
文章设计了一款基于STM32-PCA9685的四足机器人控制系统，主控器STM32F407ZGT6通过构建的运动学模型计算机器人12个关节的目标转角值，转化为PWM 波信号指令，再通过IIC 通信协议发送给PCA9685，产生12PWM 波控制信号控制关节舵机转动。
该控制系统极大地节约了STM32F407ZGT6的资源接口，仅需占用其4个接口就可以控制12个舵机实时转动，提高了通信的稳定性。
最后，文章通过四足机器人的单腿摆动实验和站立实验验证了该控制系统的稳定性和实用性。
关键词：四足机器人；STM32；PCA9685；运动学中图分类号：TP242 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2020）14-0117-03——————————————作者简介： 张亮（1996—），男，湖北咸宁人，硕士，研究方向：机器人运动控制。
四足机器人由于运动灵活性、稳定性及优良的可控性，有着广泛的应用前景。
四足机器人控制系统作为其运动控制的关键部分，受到了越来越多的关注。
目前，机器人的运动控制系统种类繁多，如基于Arduino 开发的机器人[1-3]；基于STM32开发的机器人[4-6]。
文章基于STM32-PCA9685开发的四足机器人控制系统，基于IIC 通信，仅需占用其4个接口就可以控制12个舵机实时转动。
相对传统仅依靠STM32的控制方式，对STM32接口资源占用少，通信稳定性高。
相对Arduino 控制系统，基于STM32系统对复杂运动行为具有较高的可控性。
最后通过单腿摆动实验和站立端和大小腿均采用聚乳酸（PLA）材料。
STM32驱动舵机
4个
L型支架
8个
大脚板
2个
U型梁
1个
杯士轴承
6个
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3 舵机的控制方法
3.1 什么是舵机
舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于需要角 度不断变化并可以保持的控制系统。舵机是一种俗称， 其实是一种伺服马达。
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3 舵机的控制方法
3.2 舵机工作原理
控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏 置电压。
调用用户函数 TIM_PWM_Init() 把 TIM初始化成50Hz的 PWM输出模式。
for(angle=180;angle>=1;angle--) { SetJointAngle(4, angle); SetJointAngle(5, angle);
SetJointAngle(6, angle); SetJointAngle(7, angle); SetJointAngle(8, angle); SetJointAngle(9, angle); SetJointAngle(10, angle); SetJointAngle(11, angle); SetJointAngle(12, angle); SetJointAngle(13, angle);
内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms 的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较， 获得电压差输出。
电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当 电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使 得电压差为0，电机停止转动。
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3 舵机的控制方法
3.3 舵机控制
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1 MDK集成开发环境
安装程序来源：
1.1首先安装J-Link驱动
基于STM32的舵机控制器电路设计
基于STM32的舵机控制器电路设计刘群铭; 王勇; 史颖刚【期刊名称】《《江苏科技信息》》【年(卷),期】2019(036)021【总页数】4页(P54-57)【关键词】舵机控制器; STM32; 多路可调PWM输出; USB模拟串口; 单片机最小系统【作者】刘群铭; 王勇; 史颖刚【作者单位】西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌 712100【正文语种】中文【中图分类】S949; TN990 引言舵机是位置伺服控制的重要输出执行机构［1-2］。
目前，大多采用脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）信号控制舵机［3］。
产生PWM信号的常用方法，包括模拟电路［4］、单片机［5］、CPLD［6］等。
模拟电路产生的PWM波、脉冲频率和宽度准确度不高，不容易精确控制；利用普通单片机分时复用思想，产生的多路PWM波，控制算法繁琐，控制精度不高，故障率比较高，仅能实现2～6路PWM输出；利用CPLD产生的PWM波，可以同时控制几十甚至上百个舵机同时工作，简单可靠、控制精确高，可在线编程，但该方法并不具备事务处理能力，需要MCU协同工作，开发成本较高。
本文采用STM32F103RCT6芯片，设计了一种小型舵机控制器，可以同时精准控制24路舵机同时旋转。
1 整体设计舵机有3根引线：电源线、地线、信号线。
电源线和地线提供舵机工作所需的4～6 V电源。
信号线输入一个周期为20 ms，频率为50 Hz，宽度可调的PWM信号。
当方波的脉冲宽度改变时，舵机转轴的角度发生改变，角度变化与脉冲宽度的变化成正比关系［7］。
180°角度旋转的舵机，其输出轴转角与输入信号脉冲宽度之间的关系，如图1所示。
根据舵机转动角度与PWM脉冲宽度关系，采用STM32单片机，进行24路舵机控制器电路设计，包括电源电路、时钟电路、USB通信电路、SWD下载接口等。
上位PC机通过USB接口，与舵机控制器连接，完成机器人动作的调试、编辑、下载等功能。