PCF8574中文手册.pdf-资料库

广州周立功单片机发展有限公司 Tel：（020）38730916 38730917 38730976 38730977 Fax:38730925 PCF8574T I2C 并行口扩展电路 I2C 并行口扩展电路 1. 特性操作电压 2.5~6.0V 低备用电流（≤10μA）开漏中断输出与大多数 MCU 兼容口输出锁存，具有大电流驱动能力，可直接驱动 LED 通过 3 个硬件地址引脚可寻址 8 个器件（PCF8574A 可多达 16 个） DIP16，SO16 或 SSOP20 形式封装 I2C 总线实现 8 位远程 I/O 口 2. 概述 PCF8574 是 CMOS 电路。它通过两条双向总线（I2C）可使大多数 MCU 实现远程 I/O 口扩展。该器件包含一个 8 位准双向口和一个 I2C 总线接口。PCF8574 电流消耗很低，且口输出锁存具有大电流驱动能力，可直接驱动 LED。它还带有一条中断接线（INT）可与 MCU 的中断逻辑相连。通过 INT 发送中断信号，远端 I/O 口不必经过 I2C 总线通信就可通知 MCU 是否有数据从端口输入。这意味着 PCF8574 可以作为一个单被控器。 PCF8574 和 PCF8574A 的唯一区别仅在于器件地址不相同。 3. 订单信息型号 PCF8574T PCF8574AT 4. 功能框图名称 SO16 封装描述塑料小型表面封装 13 1 2 3 14 15 16 8 INT A0 A1 A2 SCL SDA VDD VSS INTERRUPT LOGIC PCF8574 LP FILTER INPUT FILTER 2 I C BUS CONTROL SHIFT REGISTER 8 BIT I/O PORT POWER-ON RESET WRITE pulse READ pulse 1 4 5 6 7 9 10 11 12 P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7

广州周立功单片机发展有限公司 Tel：（020）38730916 38730917 38730976 38730977 Fax:38730925 5. 管脚描述标号管脚 SO16 描述 A0 A1 A2 P0 P1 P2 P3 VSS P4 P5 P6 P7 INT SCL SDA VDD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 地址输入 0 地址输入 1 地址输入 2 准双向 I/O 口 0 准双向 I/O 口 1 准双向 I/O 口 2 准双向 I/O 口 3 地准双向 I/O 口 4 准双向 I/O 口 5 准双向 I/O 口 6 准双向 I/O 口 7 中断输入（低电平有效）串行时钟线串行数据线电源管脚配置(SO16) A0 A1 A2 P0 P1 P2 P3 VSS 1 2 3 4 5 6 7 8 PCF8574 PCF8574A 16 15 14 13 12 VDD SDA SCL INT P7 11 P6 10 9 P5 P4 6. I2C 总线特性 I2C 总线用于不同的 IC 或模块之间的双线通信。两条线其中之一为串行数据线（SDA），另一条为串行时钟线（SCL）。当与器件的输出级相连时，这两条线都必须接上拉电阻。数据的传送只有在总线空闲时才能进行。位传送在每个时钟脉冲出现时，总线传送一个数据位。在时钟信号高电平期间，SDA 线上的数据位应保持稳定，如果此时改变 SDA 线数据则被认为是总线的控制信号（见图 1）。起始和停止信号当总线空闲时，数据和时钟线保持高电平。SCL 线为高电平时，SDA 线电平由高至低的变化定义为总线的起始信号（S）；SCL 线为高电平时，SDA 线电平由低至高的变化定义为总线的停止信号（S）（见图 2）。 2

广州周立功单片机发展有限公司 Tel：（020）38730916 38730917 38730976 38730977 Fax:38730925 系统配置产生信息的器件称为‘发送器’，接收信息的器件称为‘接收器’。控制信息的器件称为‘主控器’，而由主控器控制的器件称为‘被控器’（见图 3）。 SDA SCL data line stable; data valid change of data allowed 图 1 I2C 总线上的位传送 SDA SCL S START condition SDA SCL 图 2 起始信号和停止信号定义 SDA SCL P STOP condition MASTER TRANSMITTER / RECEIVER SLAVE RECEIVER SLAVE TRANSMITTER / RECEIVER MASTER TRANSMITTER MASTER TRANSMITTER / RECEIVER 图 3 系统配置应答在起动和停止信号之间所传送的数据数量不受限制。每个 8 位字节之后跟随一个应答位。应答位的时钟脉冲由主控器产生。被控接收器在接收到每一个字节数据之后必须发送一个应答信号；而主控器在接收到被控发送器发送的数据后，也必须发送一个应答信号。在出现与应答位对应的时钟脉冲时，产生应答位的器件将拉低 SDA 线，这样在应答位对应的时钟脉冲高电平期间，SDA 保持低电平状态。建立和保持时间必须纳入考虑。当主控器作为接收器时，它必须在被控器发送完最后一个字节数据后产生非应答信号，此时发送器必须将数据线释放为高电平，以使主控器能够产生一个停止信号。 DATA OUTPUT BY TRANSMITTER DATA OUTPUT BY RECEIVER SCL FROM MASTER not acknowledge acknowledge 1 2 8 9 S START CONDITION 图 4 I2C 总线上的应答 clock pulse for acknowledgement 3

广州周立功单片机发展有限公司 Tel：（020）38730916 38730917 38730976 38730977 Fax:38730925 7. 功能描述 write pulse data from shift register power-on reset read pulse data to shift register 100 µA D Q FF CI S D Q FF CI S 图 5 I/O 口的简化结构图 VDD P0 to P7 VSS to interrupt logic 寻址输出通过写模式将数据发送到端口（见图 7）。 PCF8574 的每个 I/O 口都可单独用作输入或输出。输入通过读模式将数据传送到 MCU（见图 8）， slave address slave address S 0 1 0 0 A2 A1 A0 0 A S 0 1 1 1 A2 A1 A0 0 A a. b. (a) PCF8574. (b) PCF8574A. 图 6 PCF8574 和 PCF8574A 的从地址 SCL 1 2 3 4 5 6 7 8 slave address (PCF8574) data to port data to port SDA S 0 1 0 0 A2 A1 A0 0 A DATA 1 A DATA 2 A start condition R/W acknowledge from slave acknowledge from slave acknowledge from slave WRITE TO PORT DATA OUT FROM PORT DATA 1 VALID DATA 2 VALID t pv t pv 图 7 写模式（输出） 4

广州周立功单片机发展有限公司 Tel：（020）38730916 38730917 38730976 38730977 Fax:38730925 slave address (PCF8574) data from port data from port SDA S 0 1 0 0 A2 A1 A0 1 A DATA 1 A DATA 4 1 P start condition R/W acknowledge from slave acknowledge from slave stop condition READ FROM PORT DATA INTO PORT INT t iv DATA 2 DATA 3 DATA 4 tph t ps t ir 图 8 读模式（输入） t ir 中断（见图 9，10） PCF8574 提供一个可以连接到 MCU 对应输入端的开漏输出口（INT）。这样可使 PCF8574 能够启动系统中另外一处的动作。在输入模式中，口输入信号的上升或下降沿产生中断。在时间 tiv 之后 INT 有效。当口数据变为初始值或产生中断端口的数据写入/读出时，中断电路复位并重新激活。在下列条件下发生复位：读模式中，SCL 信号上升沿之后的应答位写模式中，SCL 信号从高到低的跳变之后的应答位应答时钟脉冲期间的中断复位可能会导致中断的丢失中断复位后 I/O 口的每个变化都会被检测，并在下一个时钟上升沿作为 INT 发送。对另一个器件的读写不影响中断电路。 PCF8574 PCF8574 VDD (1) (2) PCF8574 (16) MICROCOMPUTER INT INT INT INT 图 9 多个 PCF8574 的中断应用 slave address (PCF8574) data from port SDA S 0 1 0 0 A2 A1 A0 1 A start condition R/W acknowledge from slave SCL 1 2 3 4 5 6 7 8 1 P5 1 P stop condition DATA INTO P5 INT t iv t ir 图 10 I/O 口 P5 的输入变化产生中断 5

广州周立功单片机发展有限公司 Tel：（020）38730916 38730917 38730976 38730977 Fax:38730925 准双向 I/O 口(见图 11) 准双向 I/O 口可用作输入和输出而不需要通过控制寄存器定义数据的方向。上电时 I/O 口为高电平。该模式中只有 VDD 提供的电流有效。在大负载输出时提供额外的强上拉以使电平迅速上升。当输出写为高电平时打开强上拉，在 SCL 的下降沿关闭。I/O 口用作输入之前应当为高电平。 slave address (PCF8574A) data to port data to port SDA S 0 1 1 1 A2 A1 A0 0 A start condition R/W acknowledge from slave SCL 1 2 3 4 5 6 7 8 A 1 P3 A P 0 P3 P3 OUTPUT VOLTAGE P3 PULL-UP OUTPUT CURRENT 极限参数图 11 P3 从低变为高再变为低时的瞬时上拉电流 I OHt I OH 参数电源电压输入电压 DC 输入电流 DC 输出电流电源电流电源电流总功率损耗每个输出的功率损耗储存温度工作环境温度标号 VDD VI II IO IDD ISS Ptot PO Tstg Tamb DC 电气特性 VDD=2.5~6.0V; VSS=0V; Tamb= -40~85℃ 标号电源 VDD IDD 电源电压电源电流参数条件最小值－0.5 VSS－0.5 - - - - - - －60 －40 最大值 +7.0 VDD +0.5 ±20 ±25 ±100 ±100 400 100 150 +85 单位 V V mA mA mA mA mW mW ℃ ℃ 最小值典型值最大值单位 Istb 备用电流 VPOR 上电复位电压输入 SCL；输入/输出 SDA VIL 低电平输入电压 VIH 高电平输入电压 IOL 低电平输出电流 IL 漏电流 Ci 输入电容 I/O 口 VIL VIH IIHL 低电平输入电压高电平输入电压通过保护二极管的最大允许电流低电平输出电流 IOL 工作模式; VDD=6V; 无负载; VI= VDD 或 VSS fSCL=100KHz 备用模式; VDD=6V; 无负载; VI= VDD 或 VSS VDD=6V;无负载; VI= VDD 或 VSS ; 注 1 VOL=0.4V VI=VDD 或 VSS VI=VSS VI≥VDD 或 VI≤VSS 2.5 －－－－0.5 0.7 VDD 3 －1 －－0.5 0.7 VDD － VOL=1V; VDD=5V 10 6 － 40 2.5 1.3 －－－－－－－－ 25 6.0 100 10 2.4 +0.3 VDD VDD+0.5 － +1 7 +0.3VDD VDD+0.5 ±400 － V ∝A ∝A V V V mA ∝A pF V V ∝A mA

广州周立功单片机发展有限公司 Tel：（020）38730916 38730917 38730976 38730977 Fax:38730925 标号 IOH IOHt 参数高电平输出电流瞬时上拉电流最小值 30 －典型值－－1 最大值 300 －单位 ∝A mA 条件 VOH=VSS 应答时高电平（见图 13） VOH=VSS ；VDD=2.5V 输入电容输出电容输出数据有效时间输入数据建立时间输入数据保持时间 Ci Co 端口时序；CL≤100pF（见图 9，10） tpv tsu th 中断 INT（见图 12） IOL 低电平输出电流 IL 漏电流时序; CL≤100pF tiv tir 选择输入 A0～A2 VIL －0.5 0.7 VDD VIH ILI －250 注 1：上电复位电路复位 I2C 总线逻辑，并将所有 I/O 口都置位为 1。 I2C 总线时序特性低电平输入电压高电平输入电压输入漏电流 VDD 或 VDD 脚输入数据有效时间复位延迟时间 VOL=0.4V VI=VDD 或 VSS －－－ 0 4 1.6 －1 －－－－－－－－－－－－－－ 10 10 4 －－－ +1 4 4 +0.3VDD VDD+0.5 +250 pF pF ∝s ∝s ∝s mA ∝A ∝s ∝s V V nA 标号参数 I2C 总线时序（见图 12；） fSCL SCL 时钟频率 tSW 总线容许的尖峰信号宽度 tBUF 总线空闲时间 tSU;STA 起始信号的建立时间 tHD;STA 起始信号的保持时间 tLOW SCL 低电平时间 tHIGH SCL 高电平时间 tr SCL 和 SDA 上升时间 tf SCL 和 SDA 下降时间 tSU;DAT 数据建立时间 tHD;DAT 数据保持时间 tVD;DAT SCL 低电平到数据输出有效 tSU;STO 停止信号建立时间 PROTOCOL START CONDITION (S) BIT 7 MSB (A7) t SU;STA t LOW t HIGH t BUF rt t f 最小值典型值最大值单位－－ 4.7 4.7 4.0 4.7 4.0 －－ 250 0 － 4.0 －－－－－－－－－－－－－ 100 100 －－－－－ 1.0 0.3 －－ 3.4 － kHz ns ∝s ∝s ∝s ∝s ∝s ∝s ∝s ∝s ∝s ∝s ∝s BIT 0 LSB (R/W) ACKNOWLEDGE (A) BIT 6 (A6) 1 / f SCL STOP CONDITION (P) SCL SDA t HD;STA t SU;DAT t HD;DAT t VD;DAT t SU;STO 图 12 I2C 总线时序 7

广州周立功单片机发展有限公司 Tel：（020）38730916 38730917 38730976 38730977 Fax:38730925 SO16：塑料小型表面封装；16 脚；本体宽 7.5mm D y Z 16 pin 1 index 1 e E HE A X v M A c 9 A2 A1 (A )3 A θ Q Lp L detail X 5 scale 10 mm 8 w M bp 0 DIMENSIONS (inch dimensions are derived from the original mm dimensions) UNIT mm A max. 2.65 inches 0.10 A1 A 2 A 3 b p c D (1) E (1) e 0.30 0.10 0.012 0.004 2.45 2.25 0.096 0.089 0.25 0.01 0.49 0.36 0.019 0.014 0.32 0.23 0.013 0.009 10.5 10.1 0.41 0.40 7.6 7.4 0.30 0.29 1.27 0.050 H E 10.65 10.00 0.419 0.394 L 1.4 0.055 L p 1.1 0.4 0.043 0.016 Q v w y 1.1 1.0 0.043 0.039 0.25 0.25 0.1 0.01 0.01 0.004 (1) Z 0.9 0.4 0.035 0.016 θ o o 8 0 Note 1. Plastic or metal protrusions of 0.15 mm maximum per side are not included. OUTLINE VERSION SOT162-1 REFERENCES IEC 075E03 JEDEC MS-013AA EIAJ EUROPEAN PROJECTION ISSUE DATE 95-01-24 97-05-22 8

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