Parallax Servo Controller（#28023）Rev B：强大的16通道伺服控制器

在机器人设计领域，随着机器人规模的增大，对伺服电机和I/O的需求也随之增加。Parallax Servo Controller（PSC）就是一款能有效解决这一问题的产品，下面就为大家详细介绍这款控制器。

文件下载：28023.pdf

一、产品概述

Parallax Servo Controller（#28023）Rev B是一款16通道的伺服控制器，具备斜坡控制功能。它可以控制多达16个伺服电机，还能通过网络连接，让两个PSC使用单条I/O线控制32个伺服电机。该控制器能管理所有伺服脉冲，减轻主机控制器的负担，同时斜坡功能可单独设置每个伺服电机的速度，实现“设置后无需再管”的功能。

二、包装清单

拿到产品后，我们需要核对包装内的物品是否齐全，清单如下：

• Parallax Servo Controller
• 分流跳线
• 三芯电缆
• 文档资料

三、产品特性

1. 运行时可选波特率：通过串行消息可在2400到38k4之间切换波特率。
2. 16个伺服通道：可同时、连续驱动伺服电机，旋转角度为0 - 180°，分辨率为2μS。
3. 伺服斜坡功能：每个伺服电机可从63种斜坡速率中选择。
4. 位置报告：用户可随时请求单个伺服电机的位置。
5. 网络就绪：两个模块可连接在一起，同时驱动32个伺服电机。

四、使用前准备

PSC处理器需要5VDC电源，而伺服电机需单独使用4 - 7.5VDC的电源。要确保伺服电源能在合适的电压下提供足够的电流，且不会损坏伺服电机。

五、开始使用

1. 取出控制器：从防静电袋中取出Parallax Servo Controller，它的外观应与图1相似。
2. 安装控制器：使用4 - 40螺丝（或等效物）安装控制器，其安装孔间距和其他尺寸与Rev A相同，如图2所示。
3. 连接电源和伺服电机：确保控制器上的伺服电源开关关闭，将伺服电源连接到螺丝端子，注意极性。使用附带的三芯电缆将接地、+5VDC和串行I/O线连接到主机系统。如果不使用Rev C BOE，将三芯电缆的电线连接到主机系统的VSS（黑色）、+5VDC（红色）和所选的I/O引脚。连接伺服电机到提供的3针端子，图3展示了典型的连接方式。
4. 启动控制器：将BOE上的电源开关滑到“2”位置，此时PSC上的红色LED和BOE上的绿色LED应亮起。

六、串行命令格式

PSC支持通过RS - 232串行协议发送的多个命令，串行线的电压摆幅为0 - 5VDC（TTL电平）。每个串行命令必须以感叹号“!”和字母对“SC”开头，形成前导码“!SC”，用于区分PSC命令和其他消息。命令和相关参数发送后，第八个也是最后一个字符是$0D（CR），用于终止字符串。如果命令使PSC回复，将在1.5mS延迟后发送一个三字节的回复。

七、主要命令介绍

1. VER?命令 - 识别固件版本号

• 语法：“!SCVER?” $0D
• 回复：“1.3” 该命令用于获取PSC的固件版本号。通过以下代码片段可以查找和识别PSC：

  '{$PBASIC 2.5}
  Sdat PIN 15
  ' Serial Data I/O pin
  Baud CON 396
  ' Constant for 2400 baud
  buff VAR Byte (3)
  ' temporary variable
  FindPSC: ' Find and get the version
  DEBUG "Finding PSC", CR ' number of the PSC.
  SEROUT Sdat, Baud+$8000, ["!SCVER?",CR] 
  SERIN Sdat, Baud, 500, FindPSC, [STR buff3]
  DEBUG "PSC ver: ", buff(0), buff(1), buff(2), CR
  STOP

  2. SBR命令 - 设置波特率

• 语法：“!SCSBR” x $0D
• 回复：“BR” x （x为0表示2400，为1表示38K4） 建立与PSC的通信后，可将波特率提高到38K4。示例代码如下：

  '{$PBASIC 2.5}
  ' Serial Data I/O pin
  Sdat PIN 15
  ' Constant for 2400 baud
  Baud CON 396
  ' temporary variable
  buff VAR Byte (3)
  SetBaud:
  DEBUG "Setting Baudrate", CR 
  SEROUT Sdat, Baud+$8000, ["!SCSBR",1,CR] 
  SERIN Sdat, 6,500, SetBaud, [STR buff3] 
  DEBUG "Baud reply: ", buff(0), buff(1), DEC1 buff(2), CR
  STOP

  3. 位置命令 - 设置伺服通道的位置

• 语法：“!SC” C R pw.LOWBYTE, pw.HIGHBYTE, $0D
• 回复：无 该命令用于控制伺服电机的位置，包含头“!SC”、三个参数C、R和PW以及命令终止符$0D。C参数对应伺服通道号，R参数控制斜坡功能，P参数对应所需的伺服位置。示例代码如下：

  '{$PBASIC 2.5}
  ch VAR Byte
  ch
  pw VAR Word
  pw
  ra VAR Byte
  ra
  Sdat
  Sdat CON 15
  baud CON 396
  ra = 7
  ch = 11
  DO
  pw = 1250
  SEROUT Sdat, Baud+$8000,["!SC", ch, ra, pw.LOWBYTE, pw.HIGHBYTE, CR]
  PAUSE 1000
  pw = 250 
  SEROUT Sdat, Baud+$8000,["!SC", ch, ra, pw.LOWBYTE, pw.HIGHBYTE, CR] 
  PAUSE 1000
  LOOP

  4. RSP命令 - 报告伺服通道的位置

• 语法：“!SCRSP” x $0D
• 回复：x y z（x为通道号，z:y为报告的值） 该命令用于获取指定伺服通道的当前位置，即使伺服电机因斜坡命令仍在移动，也可读取位置。示例代码如下：

  '{$PBASIC 2.5}
  ch VAR Byte
  pw VAR Word
  ra VAR Byte
  x VAR Byte
  Buff VAR Byte(3)
  Sdat CON 15
  baud CON 396
  ch
  pw
  X
  Sdat
  baud
  ra
  ra
  pw=
  Init:
  ra = 15: ch = 0
  pw = 1240: GOSUB WRservo
  DO
  pw = 240: GOSUB WRservo
  LOOP
  WRservo:
  SEROUT Sdat, Baud+$8000,["!SC", ch, ra, pw.LOWBYTE, pw.HIGHBYTE, CR]
  FOR x = 0 TO 4
  PAUSE 1000
  SEROUT Sdat, Baud+$8000, ["!SCRSP", ch, CR]
  SERIN Sdat, Baud, 1000, Init,[STR Buff3]
  DEBUG "Servo ", DEC buff(0), " ", HEX2 buff(1), " :", HEX2 buff(2), CR
  NEXT
  RETURN

八、网络连接两个PSC

可以将两个PSC连接在一起，最多控制32个伺服电机。只需使用第二条三芯电缆将两个PSC串联，如图6所示。通过分流器区分Unit 0（通道0 - 15）和Unit 1（通道16 - 31）。需要注意的是，在这种配置下，向一个单元发送串行命令时，两个单元都会接收。设置伺服位置的命令会被另一个单元忽略，其他命令都会引发回复，Unit 0先回复，Unit 1大约3mS后回复。由于所有回复固定为3字节长度，需要将SERIN命令配置为接收6字节。

九、版本修订列表

Hardware	Firmware	说明
Rev A	1.0	（仅发布了测试版）90度旋转，4μS分辨率，1 - 2mS脉冲，8位PWM，15种可能的斜坡值，位置轮询，38k4波特率的串行接口。可串联，但只有一个通信连接，实现较困难。丝印大部分在PCB底部。去除了Ch0和Ch8的干扰。
Rev B	1.1	2004年3月1日发布，连接器略有更改，便于实现串联方案。丝印修正，相关信息位于PCB顶部。串行接口扩展为支持2400或38k4波特率。
Rev B	1.2	2004年3月16日发布，固件增强，支持16位PWM，180度旋转，2μS分辨率和63种斜坡速率。串行代码优化，能比BS2更快地接收消息。
Rev B	1.3	2004年4月19日发布，修复了固件中的报告位置错误。具体来说，轮询伺服位置时，无论请求的通道号如何，都会报告最后写入的伺服位置。
Rev B	1.4	2005年1月12日发布，解决了PSoC芯片内的中断争用问题，该问题导致部分输出通道出现小干扰，使一些伺服电机在应静止时振荡。PWM通道重构，中断争用不再影响PWM性能，输出干扰从±2μS降低到小于±100nS。

PSC是可重新编程的，如果固件不是最新版本，可以寄回Parallax进行免费固件升级，只需支付运费。

大家在使用过程中有没有遇到什么问题呢？或者对于这款控制器的应用，你有什么独特的想法吗？欢迎在评论区分享交流。