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多路舵机/电机模块

前言​

前面我们学习了单一舵机控制，但在一些需要多舵机/电机的场合，如机器人或小车等就需要同时控制多路舵机。那么这节我们来学习一下如何使用CanMV K230开发板控制多路舵机、电机和步进电机。

实验平台​

01Studio CanMV K230开发套件和pyMotors多功能电机模块。 点击购买>>

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实验目的​

通过编程实现对多路舵机、电机和步进电机的控制。

实验讲解​

pyMotors多功能电机模块基于PCA9685，这是一款I2C转16路PWM芯片，只需要通过K230的I2C接口即可控制最大16路PWM舵机、4路直流电机、2路42步进电机或4相5线步进电机。电机供电支持3.7V-10V输入。

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pyMotors模块资料包：点击下载>>

本教程使用I2C2跟pyMotors模块连接。模块使用5V供电。

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舵机​

舵机通过3线（一般舵机的线序为信号，电源，地）控制，本节实验用到的是性价比较高的SG90舵机。通常情况下：黑色表示GND，红色表示VCC，橙色表示信号线。

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舵机的详细控制原理可以参考 舵机 章节教程，这里不再重复。

Servos对象​

舵机的microppython驱动库已经封装好，位于servo.py和pca9685.py ,只需要在主函数初始化I2C2和调用即可。

构造函数​

from servo import Servos

...

s=Servos(i2c)

构建16路舵机对象。

使用方法​

s.position(index, degrees=None)

设置某个舵机的位置。

  • index: 值为 0~15 ，表示16个舵机的编号；
  • degrees: 值为 0~180 ，表示舵机的角度；

运行前需要将 servo.py和pca9685.py 文件发送到CanMV U盘 sdcard根目录。主函数代码如下：

参考代码​

'''
# Copyright (c) [2025] [01Studio]. Licensed under the MIT License.

实验名称：pyMotors多功能电机模块
实验平台：01Studio CanMV K230
说明：同时控制16路舵机旋转
'''
from machine import I2C,FPIOA
from servo import Servos
import time

#将GPIO11,12配置为I2C2功能
fpioa = FPIOA()
fpioa.set_function(11, FPIOA.IIC2_SCL)
fpioa.set_function(12, FPIOA.IIC2_SDA)

i2c = I2C(2) #构建I2C对象
#print(i2c.scan())

#构建16路舵机对象
s=Servos(i2c)

#舵机对象使用用法, 详情参看servo.py文件
#
#s.position(index, degrees=None)
#index: 0~15表示16路舵机;
#degrees: 角度，0~180。

while True:

    for i in range(16):
        s.position(i,0) #i为0~15的16路输出，0表示角度0度。
    time.sleep(1)

    for i in range(16):
        s.position(i,180) #i为0~15的16路输出，180表示角度180度。
    time.sleep(1)

实验结果​

将资料包示例程序的库文件全部拷贝到CanMV U盘 sdcard根目录：

servo

将180°舵机插到下图排针接口。运行上面主函数程序。可以看到全部舵机依次旋转至不同角度。最大支持16路，保证电源供电电流足够即可。

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直流电机​

本机教程使用的直流电机为常用的TT马达，2个引脚，支持正转和反转，常用于智能小车等场景。

pymotors

直流电机本质通过2个引脚施加电压控制正反转，通过PWM调速。pyMotors模块最大支持4路直流减速电机。M0到M3接口，+表示正，-表示负。

pymotors

Motors对象​

直流电机的microppython驱动库已经封装好，位于motor.py和pca9685.py ,只需要在主函数初始化I2C2和调用即可。

构造函数​

from motor import Motors

...

m=Motors(i2c)

构建4路直流电机对象。

使用方法​

m.speed(index, value=0)

电机控制函数。

  • index: 值为 0~3 ，表示4个直流电机的编号；
  • value: 速度值。范围：-4095~4095，正负表示转向，绝对值越大速度越快；

运行前需要将 motor.py和pca9685.py 文件发送到CanMV U盘 sdcard根目录。主函数代码如下：

参考代码​

'''
# Copyright (c) [2025] [01Studio]. Licensed under the MIT License.

实验名称：pyMotors多功能电机模块
实验平台：01Studio CanMV K230
说明：同时控制4路直流减速电机
'''

from machine import I2C,FPIOA
from motor import Motors
import time

#将GPIO11,12配置为I2C2功能
fpioa = FPIOA()
fpioa.set_function(11, FPIOA.IIC2_SCL)
fpioa.set_function(12, FPIOA.IIC2_SDA)

i2c = I2C(2) #构建I2C对象
#print(i2c.scan())

#构建4路直流电机对象
m=Motors(i2c)

#直流电机对象使用用法，详情参看motor.py文件
#
#m.speed(index, value=0)
#index: 0~3表示4路直流电机
#value: 速度。-4095~4095，正负表示转向，绝对值越大速度越大


#前进
m.speed(0,4095) #直流电机0正转，速度0~4095,4095表示最快速度
m.speed(1,4095)
m.speed(2,4095)
m.speed(3,4095)

time.sleep(3)

#后退
m.speed(0,-4095) #直流电机0反转，速度0~-4095,-4095表示反转最快速度
m.speed(1,-4095)
m.speed(2,-4095)
m.speed(3,-4095)

time.sleep(3)

#制动停止
for i in range(4):
    m.brake(i)

实验结果​

将资料包示例程序的库文件全部拷贝到CanMV U盘 sdcard根目录：

servo

将电机插到下图排针接口。

servo

运行上面主函数程序。可以看到直流电机旋转。最大支持4路，保证电源供电电流足够即可。

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42步进电机​

42步进电机是常用的步进电机，是指电机直径为42mm。点击购买>>，可以精准控制旋转步数。常用于3D打印机或一些机械设备精确控制场合。

servo

pyMotors模块支持2路42步进电机控制，接线如下：

servo

Steppers对象​

42步进电机的microppython驱动库已经封装好，位于stepper.py和pca9685.py ,只需要在主函数初始化I2C2和调用即可。

构造函数​

from stepper import Steppers

...

s=Steppers(i2c)

构建2路42步进电机对象。

使用方法​

s.Step(index, steps=0, direction=1,mode=4, interval=2)

42步进电机控制函数。

  • index: 值为 0~1 ，表示2个42步进电机的编号；
  • steps: 转动步数；
  • direction: 转动方向,1为正转，0为反转；
  • mode: 转动模式，4表示4拍，8表示八拍;
  • interval: 每拍间隔时间，单位为ms;

运行前需要将 stepper.py和pca9685.py 文件发送到CanMV U盘 sdcard根目录。主函数代码如下：

参考代码​

'''
# Copyright (c) [2025] [01Studio]. Licensed under the MIT License.

实验名称：pyMotors多功能电机模块
实验平台：01Studio CanMV K230
说明：同时控制2路42步进电机
'''

from machine import I2C,FPIOA
from stepper import Steppers
import time

#将GPIO11,12配置为I2C2功能
fpioa = FPIOA()
fpioa.set_function(11, FPIOA.IIC2_SCL)
fpioa.set_function(12, FPIOA.IIC2_SDA)

i2c = I2C(2) #构建I2C对象
#print(i2c.scan())

#构建2路42步进电机对象
s=Steppers(i2c)

#42步进电机对象使用用法，详情参看stepper.py文件
#
#s.Step(index, steps=0, direction=1,mode=4, interval=2)
#index: 0~1表示2路42步进电机
#steps: 转动步数
#direction：方向,1为正转，0为反转
#mode: 4表示4拍，8表示八拍
#interval：每拍间隔时间，单位为ms

#2路顺时针连续旋转
while True:
    s.Step(0,1)
    s.Step(1,1)

实验结果​

将资料包示例程序的库文件全部拷贝到CanMV U盘 sdcard根目录：

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运行上面主函数程序。可以看到42步进电机按指定间隔和步数旋转。最大支持2路，保证电源供电电流足够即可。

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4相5线步进电机​

4相5线步进电机是另一款常用的步进电机。点击购买>>，可以精准控制旋转步数。常用于3D打印机或一些机械设备精确控制场合。

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pyMotors模块支持2路4相5线步进电机控制，接线如下：

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Steppers_5W对象​

4相5线步进电机的microppython驱动库已经封装好，位于stepper.py和pca9685.py ,只需要在主函数初始化I2C2和调用即可。

构造函数​

from stepper import Steppers_5W

...

s=Steppers_5W(i2c)

构建2路4相5线电机对象。

使用方法​

s.Step(index, steps=0, direction=1,mode=4, interval=2)

4相5线步进电机控制函数。

  • index: 值为 0~1 ，表示2个4相5线步进电机的编号；
  • steps: 转动步数；
  • direction: 转动方向,1为正转，0为反转；
  • mode: 转动模式，4表示4拍，8表示八拍;
  • interval: 每拍间隔时间，单位为ms;

运行前需要将 stepper.py和pca9685.py 文件发送到CanMV U盘 sdcard根目录。主函数代码如下：

参考代码​

'''
# Copyright (c) [2025] [01Studio]. Licensed under the MIT License.

实验名称：pyMotors多功能电机模块
实验平台：01Studio CanMV K230
说明：同时控制2路4相5线步进电机
'''

from machine import I2C,FPIOA
from stepper import Steppers_5W
import time

#将GPIO11,12配置为I2C2功能
fpioa = FPIOA()
fpioa.set_function(11, FPIOA.IIC2_SCL)
fpioa.set_function(12, FPIOA.IIC2_SDA)

i2c = I2C(2) #构建I2C对象
#print(i2c.scan())

#构建2路4相5线步进电机对象
s=Steppers_5W(i2c)

#4相5线步进电机对象使用用法，详情参看stepper.py文件
#
#s.Step(index, steps=0, direction=1,mode=4, interval=2)
#index: 0~1表示2路4相5线步进电机
#steps: 转动步数
#direction：方向,1为正转，0为反转
#mode: 4表示4拍，8表示八拍
#interval：每拍间隔时间，单位为ms

#2路顺时针连续旋转
while True:
    s.Step(0,1)
    s.Step(1,1)

实验结果​

将资料包示例程序的库文件全部拷贝到CanMV U盘 sdcard根目录：

servo

运行上面主函数程序。可以看到4相5线步进电机按指定间隔和步数旋转。最大支持2路，保证电源供电电流足够即可。

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