产品规格​

产品特性​

• 支持级联连接，单条总线最多可同时控制 253 个舵机（前提是供电充分），并可读取各舵机的反馈信息。
• 内置 360° 磁编码器，支持 360° 角度控制。
• 支持高精度角度控制，360° 行程对应 4096 个位置刻度，适用于机器人关节、灵巧手等场景。
• 支持将任意角度设置为舵机中位，便于装配和校准。
• 支持加速度启停控制，使启动和停止过程更平缓。
• 采用紧凑结构设计，适合空间受限的安装场景。
• 支持通过程序设置工作模式：舵机模式用于角度控制，电机模式用于连续旋转。

硬件使用方法​

• 可以使用我们的 总线舵机驱动板 连接并控制总线舵机。
• 在自有项目中集成总线舵机时，可参考 总线舵机驱动电路原理图 设计驱动电路。

产品尺寸​

1. ESP32 下载工具​

一般来说，需要先安装 Arduino IDE 及相关依赖库，再编译、上传程序，才能控制 CF 系列舵机。使用这里提供的 ESP32 下载工具，无需安装 Arduino IDE 或相关依赖库，即可将配套的舵机控制程序烧录到驱动板。

点击下载 CF 系列舵机专属 ESP32 下载工具，解压后双击打开 “flash_download_tool_3.9.5.exe”。此时会弹出两个窗口，一个是黑色的终端窗口，用于显示下载工具的工作状态；另一个是下载工具的主 UI 界面，在此处进行操作即可。

在 “DOWNLOAD TOOL MODE” 界面，ChipType 选择 ESP32，WorkMode 选择 Factory（调用二进制文件自动适配相对路径，无需手动输入），点击 OK 确认。

保持界面中 LockSettings 勾选状态（支持最多同时给 8 块驱动板烧录程序），用 USB 线连接驱动板与计算机，点击界面 COM 选项，选择新识别的 COM 口。BAUD 设置烧录速率，最高支持 921600（速率越高烧录越快）。

确认配置后点击 START 开始烧录，待界面显示 FINISH 完成即烧录成功。

烧录完成后断开驱动板与电脑的 USB 连接，连接舵机并为驱动板供电，即可开始控制 CF 系列舵机。

2. Web 端使用教程​

以下教程以总线舵机驱动板为例，说明 Web 端控制舵机的方法。如需在项目中使用总线舵机，可参考示例程序和总线舵机驱动电路原理图进行二次开发。

2.1 接入舵机和电源​

以 CF12-6 Servo 为例，在驱动板上接入舵机后，需要通过舵机驱动板的 5.5 × 2.1 mm DC 接口为其供电 4V ~ 8.4V（推荐使用 7.4 V 供电），该供电接口会直接为舵机供电。

2.2 连接驱动板 WiFi 热点​

1. 驱动板上电后，会自动创建 WiFi 热点，默认热点名称：ESP32_DEV，默认密码：12345678；
2. 用手机或电脑连接该 WiFi。由于该 WiFi 无法访问互联网，部分设备可能会自动切换到其他已保存的 WiFi 网络。若发生此情况，请重新连接 ESP32_DEV WiFi，一般再次连接成功后即可保持稳定连接。
3. 建议使用谷歌浏览器，在地址栏输入 192.168.4.1，进入 Web 端控制界面。

2.3 舵机扫描​

1. 驱动板上电时自动扫描舵机，若舵机在驱动板上电后才连接，点击界面 Start Searching 重新扫描。
2. 我们的舵机出厂默认 ID 为 1，若在驱动板上连接多个舵机，需要修改舵机的 ID，确保 ID 不冲突，否则会扫描不到舵机。更改舵机 ID 时，建议仅将需要改 ID 的单个舵机与驱动板连接。
3. 驱动板开机默认扫描 ID：0 ~ 20 的舵机，若使用舵机 ID 超过 20，需修改源码 ServoDriverCF.ino 文件中的 MAX_ID 数值（最大有效值是 253），重新烧录程序后生效。
4. 扫描完成后，界面会显示当前所有已连接的舵机 ID，可进行后续操作。

2.4 核心功能操作​

Web 端界面的操作按键功能及使用方法如下，所有操作均针对 Active ID（当前选中的舵机 ID）生效：

本教程介绍二次开发工具的安装与使用方法，重点说明如何在 Servo Driver with ESP32 上上传修改后的程序，用于在 ST / SC 系列舵机程序的基础上进行二次开发。本次使用的开发工具为 Arduino IDE，下文介绍 Arduino IDE 中舵机依赖库及开发环境的安装与使用。

1. Arduino 安装及环境搭建​

1.1 Arduino IDE 是什么​

Arduino IDE（Integrated Development Environment，集成开发环境）是一个基于开源代码的开发平台，具备独立的编程语言与开发环境。Arduino IDE 提供丰富的库文件，大幅简化了诸如显示器、传感器等复杂硬件及软件平台的使用过程。

1.2 Arduino IDE 安装​

下载 Arduino IDE​

先到 Arduino 官网 下载最新版本 Arduino IDE 的安装包。官方 IDE 支持不同操作系统下载，根据您的操作系统进行选择。这里下载的是 Windows 的，如果已安装，直接跳到第二步。安装过程很简单，一直点击下一步即可。

设置 Arduino IDE 为中文界面​

第一次安装完成后，打开 Arduino IDE 是英文界面的，可以点击 “File” → “Preferences” 。

在 “Language” 里面选择简体中文，点击 OK。

1.3 开发环境安装​

机器人上驱动板的主控模组是 ESP32，所以我们在 Arduino IDE 开发环境中需要安装好 ESP32 对应的开发板。步骤如下：

1. 打开 Arduino IDE，点击 “文件” → “首选项”。

   
   

2. 在附加开发板管理器网址中添加如下链接，点击“确定”保存设置。

   https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json
   
   
   
   注意

   如果您需要添加多个开发板 URL，那无需将 ESP32 开发板支持的 URL 删掉，可以直接将其他 URL 添加至另一行，默认显示是逗号分隔开 URL 的。

   例如：如果您需要添加 ESP8266 开发板的 URL，直接添加至另一行，显示如下：

   https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json,http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
   
   
   
   
   

3. 点击 packages 进行下载并解压缩，在 “我的电脑” 中输入以下路径：

   C:\Users\username\AppData\Local\Arduino15
   

   username 需要根据自己电脑的用户名更改，将解压的 packages 文件复制到 Arduino15 文件夹下。

   
   

   在 Arduino15 目录下的 packages/esp32/hardware/esp32 路径中，可查看安装的 ESP32 开发板支持包版本为 3.0.7。

   
   
   注意

   CF 系列舵机开源程序基于 ESP32 开发板支持包 3.0.x 版本编写，推荐使用 3.0.7 版本。若使用其他版本，ESP-NOW 接收回调函数接口可能不兼容，后续上传程序时会出现 esp_now_recv_cb_t 相关的函数类型不匹配错误。

1.4 依赖库安装​

下载 依赖库文件 并解压缩，将解压后的库文件夹复制到 Arduino 的用户库目录（libraries） 中。默认路径如下：

C:\Users\username\Documents\Arduino\libraries

username 需要根据自己电脑的用户名更改。

如何查看自己的库目录？

打开 Arduino IDE，点击 “File” → “Preferences”，查看 Sketchbook location。例如：

Sketchbook location：

C:\Users\ag\Documents\Arduino

则库目录为：

C:\Users\ag\Documents\Arduino\libraries

1.5 上传程序​

1. 下载 CF 系列舵机开源程序，解压后双击打开 ServoDriverST.ino。注意这个目录下的所有文件要在同一个文件夹下。

   
   

2. 点击 “Tools” → “Port”，查看当前已有的串口设备。记住自己电脑上已有的 COM，不需要点击这个 COM（不同电脑显示的 COM 可能不同，也可能没有已有的 COM）。

3. 使用 USB 线将总线舵机驱动板与电脑连接，再次点击 “Tools” → “Port”，观察与步骤 2 相比新增的串口设备，再点击新出现的 COM（本示例中新出现的 COM 为 COM7）。

   
   

4. 在 Arduino IDE 中，点击 “Tools” → “Board” → “ESP32” → “ESP32 Dev Module”。

   
   

5. 点击“工具”，其他设置如下：（Partition Scheme 最好用 Huge APP，PSRAM 必须使用 Enabled）

   
   

6. 设置全部完成后，点击左上角的上传图标开始上传程序。

   
   
   注意

   如果上传期间遇到了问题，需要重新安装或者更换 Arduino IDE 版本时，在这之前，您需要将 Arduino IDE 卸载干净，卸载软件后需要将 C:\Users\username\AppData\Local\Arduino15 这个文件夹内的所有内容手动删除（一些隐藏文件需要显示才能看到），接着再重新下载安装。

2. 进阶配置​

2.1 修改最大扫描 ID​

为了检测已连接的舵机，程序会从 ID 0 开始依次发送 Ping 指令，直到达到设定的最大 ID。如果舵机的 ID 较大，或连接了较多舵机，可以适当增大 MAX_ID 的值；如果已知舵机 ID 范围较小，则可减小该值，以缩短扫描时间。

在 ServoDriverCF.ino 中修改以下参数即可：

// Set the maximum ID to scan
int MAX_ID = 20;

MAX_ID 默认值为 20，最大支持设置为 253。数值越大，扫描时间越长。

2.2 ESP-NOW 通信配置​

驱动板之间通过 ESP-NOW 进行无线通信。默认程序支持一对一控制，您也可以自行扩展为一对多或多对多通信。

在 ESP-NOW 通信中，每个设备都拥有唯一的 MAC 地址。建立通信前，控制端（Leader）需要知道被控端（Follower）的 MAC 地址，以便将控制数据发送到指定设备。

驱动板支持以下三种工作模式：

当使用一块驱动板控制另一块驱动板时，需要将其中一块配置为 Leader，另一块配置为 Follower。

2.2.1 获取 Follower 的 MAC 地址​

首先连接作为 Follower 的驱动板。驱动板上电后会自动获取自身 MAC 地址，并显示在 OLED 屏幕第一行。记录该 MAC 地址，后续配置 Leader 时需要使用。

2.2.2 设置 Follower 模式​

打开 ServoDriverCF.ino，将 DEFAULT_ROLE 修改为 2：

// set the default role here.
// 0 as normal mode.
// 1 as leader, ctrl other device via ESP-NOW.
// 2 as follower, can be controled via ESP-NOW.
#define DEFAULT_ROLE 2

编译并上传程序到 Follower 驱动板。上传完成后，驱动板每次上电都会自动进入 Follower 模式。

2.2.3 配置目标 MAC 地址和 Leader 模式​

连接作为 Leader 的驱动板，打开 ServoDriverCF.ino。将 broadcastAddress[] 改为 Follower 的 MAC 地址，记得在每个数值前加上 0x。

// the MAC address of the device you want to ctrl.
uint8_t broadcastAddress[] = {0x94, 0xB5, 0x55, 0x1D, 0xD1, 0x0C};

将 DEFAULT_ROLE 修改为 1：

// set the default role here.
// 0 as normal mode.
// 1 as leader, ctrl other device via ESP-NOW.
// 2 as follower, can be controled via ESP-NOW.
#define DEFAULT_ROLE 1

编译并上传程序到 Leader 驱动板。上传完成后，Leader 将自动与指定的 Follower 建立 ESP-NOW 通信。

两个设备分别连接 相同 ID 的舵机 后，可参考 Web 端使用教程 控制 Leader 驱动板上的舵机。Leader 会将当前选中的舵机（Active Servo）的 ID 和位置数据（Position）发送给 Follower，Follower 接收到数据后，将控制对应 ID 的舵机同步运动。

2.3 WIFI：AP 与 STA 模式​

驱动板支持 AP（Access Point）模式和 STA（Station）模式两种 WiFi 工作模式。

2.3.1 配置 AP 模式​

在 AP 模式下，驱动板会创建一个 WiFi 热点。您可以在 ServoDriverCF.ino 中修改热点名称（SSID）和密码：

// WIFI_AP settings.
const char* AP_SSID = "ESP32_DEV";
const char* AP_PWD  = "12345678";

修改完成后，将 DEFAULT_WIFI_MODE 设置为 1：

// set the default wifi mode here.
// 1 as [AP] mode, it will not connect other wifi.
// 2 as [STA] mode, it will connect to know wifi.
#define DEFAULT_WIFI_MODE 1

上传程序后，驱动板上电将自动创建对应的 WiFi 热点。

2.3.2 配置 STA 模式​

在 STA 模式下，驱动板会连接到指定的 WiFi 网络。在 ServoDriverCF.ino 中填写目标 WiFi 的名称和密码：

// WIFI_STA settings.
const char* STA_SSID = "OnePlus 8";
const char* STA_PWD  = "40963840";

然后将 DEFAULT_WIFI_MODE 设置为 2：

// set the default wifi mode here.
// 1 as [AP] mode, it will not connect other wifi.
// 2 as [STA] mode, it will connect to know wifi.
#define DEFAULT_WIFI_MODE 2

3. 二次开发教程​

3.1 舵机初始化​

每个控制舵机的程序，都需要对舵机进行初始化，初始化后才可以使用。

#include <SCServo.h>
//用于控制总线舵机驱动板的 UART 引脚号
//Bus Servo Driver HAT (A) / General Driver for Robots / Servo Driver with ESP32
//GPIO 18 - S_RXD(U1RXD), GPIO 19 - S_TXD(U1TXD), as default.
#define S_RXD 18
#define S_TXD 19
CFSCL cfscl;

void setup(){
	Serial1.begin(1000000, SERIAL_8N1, S_RXD, S_TXD); 
	cfscl.pSerial = &Serial1;
	while(!Serial1) {}
}

3.2 更改舵机 ID​

串接起来的舵机中，每个 ID 只能对应一个舵机，否则不能正常获取舵机反馈的信息。 当更改舵机 ID 时，尽量保证驱动板只与一个舵机相连接，ID 会被永久保存在舵机中。

#include <SCServo.h>
//用于控制总线舵机驱动板的 UART 引脚号
//Bus Servo Driver HAT (A) / General Driver for Robots / Servo Driver with ESP32
//GPIO 18 - S_RXD(U1RXD), GPIO 19 - S_TXD(U1TXD), as default.
#define S_RXD 18
#define S_TXD 19
CFSCL cfscl;

int ID_ChangeFrom = 1;   // 要更改ID的舵机原本ID，出厂默认为1
int ID_Changeto      = 2;   // 新的ID
void setup(){
  Serial1.begin(1000000, SERIAL_8N1, S_RXD, S_TXD);
  cfscl.pSerial = &Serial1;
  while(!Serial1) {}

  cfscl.unLockEprom(ID_ChangeFrom); //解锁EPROM-SAFE
  cfscl.writeByte(ID_ChangeFrom, CFSCL_ID, ID_Changeto);//更改ID
  cfscl.LockEprom(ID_Changeto); // EPROM-SAFE上锁
}

void loop(){
}

3.3 Ping​

用于测试某一舵机是否正常连接。

#include <SCServo.h>
//用于控制总线舵机驱动板的 UART 引脚号
//Bus Servo Driver HAT (A) / General Driver for Robots / Servo Driver with ESP32
//GPIO 18 - S_RXD(U1RXD), GPIO 19 - S_TXD(U1TXD), as default.
#define S_RXD 18
#define S_TXD 19
CFSCL cfscl;

int TEST_ID = 3;  // 要测试的舵机ID

void setup(){
  Serial.begin(115200);
	Serial1.begin(1000000, SERIAL_8N1, S_RXD, S_TXD);
	cfscl.pSerial = &Serial1;
	while(!Serial1) {}
}

void loop()
{
  int ID = cfscl.Ping(TEST_ID);  //ping该ID的舵机，ping不通返回-1
  if(ID!=-1){
    Serial.print("Servo ID:");
    Serial.println(ID, DEC);
    delay(100);
  }else{
    Serial.println("Ping servo ID error!");
    delay(2000);
  }
}

3.4 写位置​

可用于控制单独舵机转动。

#include <SCServo.h>
//用于控制总线舵机驱动板的 UART 引脚号
//Bus Servo Driver HAT (A) / General Driver for Robots / Servo Driver with ESP32
//GPIO 18 - S_RXD(U1RXD), GPIO 19 - S_TXD(U1TXD), as default.
#define S_RXD 18
#define S_TXD 19
CFSCL cfscl;

void setup(){
	Serial1.begin(1000000, SERIAL_8N1, S_RXD, S_TXD); 
	cfscl.pSerial = &Serial1;
	while(!Serial1) {}
}

void loop()
{
  cfscl.WritePosEx(1, 1000, 1500, 50,100); // 控制ID为1的舵机以1500的速度转动到1000的位置，启停加速度50,电流100 * 6.5mA。
  delay(2000);

  cfscl.WritePosEx(1, 20, 1500, 50,100); // 控制ID为1的舵机以1500的速度转动到20的位置，启停加速度50,电流100 * 6.5mA。
  delay(2000);
}

3.5 同步写​

可用于同时控制多个舵机（转动到不同的位置和不同的速度）。

#include <SCServo.h>
//用于控制总线舵机驱动板的 UART 引脚号
//Bus Servo Driver HAT (A) / General Driver for Robots / Servo Driver with ESP32
//GPIO 18 - S_RXD(U1RXD), GPIO 19 - S_TXD(U1TXD), as default.
#define S_RXD 18
#define S_TXD 19
CFSCL cfscl;

byte ID[2];
s16 Position[2];
u16 Speed[2];
byte ACC[2];
u16 Current[2];

void setup()
{
  Serial1.begin(1000000, SERIAL_8N1, S_RXD, S_TXD);
  cfscl.pSerial = &Serial1;
  delay(1000);
  ID[0] = 1;   // 将需要控制的舵机ID保存到ID[]中。
  ID[1] = 2;   // 将需要控制的舵机ID保存到ID[]中。
  Speed[0] = 3400;  // 设置舵机速度，Speed[0]与上面的ID[0]的舵机对应。
  Speed[1] = 3400;  // 设置舵机速度，Speed[1]与上面的ID[1]的舵机对应。
  ACC[0] = 50;   // 设置启停加速度，数值越小加速度越小，最大可设置为150.
  ACC[1] = 50;
  Current[0] = 100;
  Current[1] = 100;
}

void loop()
{
  Position[0] = 3000;  // 设置ID[0]（这里是ID为1的）舵机的目标位置，范围为0-4095
  Position[1] = 3000;  // 设置ID[1]（这里是ID为2的）舵机的目标位置，范围为0-4095
  cfscl.SyncWritePosEx(ID, 2, Position, Speed, ACC, Current);//servo(ID1/ID2) speed=3400，acc=50，move to position=3000.
  delay(2000);

  Position[0] = 100;
  Position[1] = 100;
  cfscl.SyncWritePosEx(ID, 2, Position, Speed, ACC, Current);//servo(ID1/ID2) speed=3400，acc=50，move to position=100.
  delay(2000);
}

3.6 获得舵机信息反馈​

#include <SCServo.h>
//用于控制总线舵机驱动板的 UART 引脚号
//Bus Servo Driver HAT (A) / General Driver for Robots / Servo Driver with ESP32
//GPIO 18 - S_RXD(U1RXD), GPIO 19 - S_TXD(U1TXD), as default.
#define S_RXD 18
#define S_TXD 19
CFSCL cfscl;

void setup()
{
  Serial1.begin(1000000, SERIAL_8N1, S_RXD, S_TXD);
  Serial.begin(115200);
  cfscl.pSerial = &Serial1;
  while(!Serial1) {}
  delay(1000);
}

void loop()
{
  int Pos;
  int Speed;
  int Load;
  int Voltage;
  int Temper;
  int Move;
  int Current;

  if (cfscl.FeedBack(1) != -1) {
    Pos = cfscl.ReadPos(-1);
    Speed = cfscl.ReadSpeed(-1);
    Load = cfscl.ReadLoad(-1);
    Voltage = cfscl.ReadVoltage(-1);
    Temper = cfscl.ReadTemper(-1);
    Move = cfscl.ReadMove(-1);
    Current = cfscl.ReadCurrent(-1);

    Serial.print("Position:");
    Serial.println(Pos);
    Serial.print("Speed:");
    Serial.println(Speed);
    Serial.print("Load:");
    Serial.println(Load);
    Serial.print("Voltage:");
    Serial.println(Voltage);
    Serial.print("Temper:");
    Serial.println(Temper);
    Serial.print("Move:");
    Serial.println(Move);
    Serial.print("Current:");
    Serial.println(Current);
    delay(10);
  } else {
    Serial.println("FeedBack err");
    delay(500);
  }
  Serial.println();
}

本小节主要阐述 Windows 系统部署 Python 环境和运行 Python 例程的方法。

Windows 部署 Python 环境​

首先到 Python 官网 下载最新版本 Python 的安装包。根据您的操作系统选择进行下载即可，我这里下载的是 windows 的，版本是 3.11.5。

下载完成后，双击安装程序 python-3.11.5-amd64，点击 “Customize installation（自定义安装）” 进入到 “Optional Features” 可选功能界面。

保持勾选点击 “Next” 后进入到 “Advanced Options” 界面，注意一定要保持 “Add Python to environment variables” 的勾选，安装地址可以点击 “Browse” 自己修改，这里是默认安装地址，设置好后点击 “Install” 安装，等待安装完成即可。

安装好后，接下来我们来进行 Python 项目编译示例。

CF 系列舵机 Python 运行示例​

下载 CF 总线舵机控制库（Python） 的程序，解压后，接着在开始菜单栏中输入 cmd 打开 Windows 的命令提示符界面，输入 “cd 文件夹路径” 进入到 CFServo_Python 项目文件夹下。在这个项目文件夹下创建一个对于这个项目的虚拟环境，输入命令：python -m venv [虚拟环境名称，一般叫项目名-env]

python -m venv servopython-env

激活这个虚拟环境，在命令提示符界面中输入：项目名-env\Scripts\activate.bat。

servopython-env\Scripts\activate.bat

在 CFServo_Python 项目下可以看见有一个 requirements.txt 文件，该文件是用于存放该项目会使用到的安装包列表。进入虚拟环境后，输入：

python -m pip install -r requirements.txt

使用该命令可以安装该项目使用到的安装包。可以看见这里使用到的安装包只有 pyserial 且已安装好。

将 CF 系列舵机与驱动板上的总线舵机接口相连接，并且接入符合舵机工作电压的供电电源，在开始菜单栏中搜索设备管理器，可以查看新接入的端口号。

接着将要运行的例程中的 SCS_ID 改为所连接的舵机 ID，我们的舵机出厂 ID 默认为 1。DEVICENAME 修改为接入的端口号，我这里为 COM12（不同电脑接入的端口号不一样）。

修改后就可以运行例程，这里以 ping.py 文件为例，输入 “cd 文件夹路径” 进入到存放 python 例程的文件夹下。输入：

python ping.py

可以看见运行成功，ID 为 1 的舵机连接成功。

以上是 Python 示例的简单教程，且在资料中还提供了适用于不同硬件设备的 SDK 和不同语言的例程。

本教程以 CF12-6 Servo 和总线舵机驱动板 Bus Servo Adapter (A) 为例，介绍通过串口助手发送指令帧控制舵机的方法。

接线步骤​

1. 将 CF12-6 Servo 接入 Bus Servo Adapter (A) 的总线舵机接口。
2. 通过 USB Type-C 数据线连接 Bus Servo Adapter (A) 和电脑。检查 Bus Servo Adapter (A) 的跳线帽在 B 位置。
3. 将满足 CF12-6 Servo 的工作电压要求的电源接入 DC5521 插座或绿色电源接线端子。（USB Type-C 只负责串口通信，不能替代舵机电源输入）
4. 打开 Windows “设备管理器”，在 “端口 (COM 和 LPT)” 中查看新增的 COM 口。

串口助手设置​

打开串口调试助手，选择设备串口，波特率选择 1000000，勾选 “HEX 显示” 、“HEX 发送”、“加时间戳和分包显示”，打开串口后即可向舵机发送指令。

常用指令帧示例​

根据舵机通信协议和内存表解析来写指令帧控制舵机。