PCF8574ADWR 产品概述

一、产品简介

PCF8574ADWR 是一款基于 I²C 总线的 8 位 I/O 扩展器，适用于需要在有限 I2C 地址线下扩展通用输入/输出端口的场合。该器件品牌为 TI（德州仪器），封装为 SOIC-16-300mil，工作电压范围宽（2.5V～6V），支持工业级温度（-40℃～+85℃），方便与单片机、ARM、FPGA 等主控器件配合使用。

二、主要特性

• I/O 数量：8 路通用 I/O。
• 中断输出：带中断输出（INT），可用于快速响应外部状态变化，减少轮询负担。
• 输出类型：推挽式输出，适合驱动低到中等电流负载。
• 接口类型：标准 I²C（SDA、SCL），支持 100 kHz 标准模式时钟（fc）。
• 静态电流（Iq）：典型 10 μA，适合低功耗设计。
• 灌电流（IOL）：每引脚可达 25 mA（驱低能力），注意不要长期满载。
• 拉电流（IOH）：最高 300 μA（驱高能力或平台拉升限制）。
• 封装：SOIC-16-300mil，便于 PCB 布局与常规插装工艺。

三、电气与时序注意事项

• 时钟频率：器件以标准模式（100 kHz）为常规工作频率，确保主控 I2C 主机在该频率内即可稳定通信。
• 电源与去耦：在 Vcc 端建议并联 0.1 μF 填片电容与 10 μF 电解电容作为去耦，靠近引脚布置以抑制电源噪声。
• I/O 驱动能力：单引脚灌电流最高 25 mA，但高电流输出会导致功耗上升和发热，应限制连续输出电流或使用外部驱动器。IOH 仅 300 μA，表明上拉能力弱，驱动高电平负载不适合大电流场景。
• 中断线使用：INT 引脚用于向主控制器提示端口变化，建议在主控端配置边沿触发中断并在处理中读取器件寄存器以清中断。需在硬件上加入上拉或直连主控适当电平。

四、典型应用场景

• 按键矩阵或面板扩展：低功耗、中断响应适合多键输入场合。
• LED 指示灯驱动（小电流）：适合低电流指示灯，若 LED 电流较大需外接驱动。
• 继电器/小电机/大电流负载控制：不建议直接驱动，建议使用达林顿阵列或 MOSFET 做功率级。
• 多路传感器状态读取：将多个开关/传感器扩展到单一 I2C 总线上，节省 MCU GPIO。

五、系统设计与最佳实践

• 总线终端：确保 SCL、SDA 有合适的上拉电阻（通常 2.2k～10k，视系统电源与总线容量而定）。
• 多器件部署：I²C 地址配置与冲突管理；若需要多个扩展器并联，确保地址唯一或使用总线复用。
• 保护措施：对易受干扰的环境，可在 I/O 线上加入小电容、TVS 二极管或串联阻抗以保护器件。
• 温度与可靠性：在高温或高负载条件下关注器件功耗和散热，合理安排 PCB 散热通道。

六、封装与选型建议

• 封装：SOIC-16-300mil，适合自动化贴装与手工焊接。
• 选型提示：若系统电压低于 2.5V 或需更强上拉驱动能力，请选择支持更低电压或具有推挽大电流输出的替代器件；若需更多 I/O，可配合多个 PCF8574ADWR 或选用 16/32 位的 I/O 扩展器。

七、总结

PCF8574ADWR 为一款实用、低功耗的 8 路 I²C I/O 扩展器，具有中断输出和推挽式输出特性，适合中小型嵌入式系统的 GPIO 扩展。设计时需注意其上下拉与驱动能力限制，并通过外部器件扩展驱动能力和保护功能，以保证长期可靠工作。