PCF8574AT/TR 产品概述
一、产品简介
PCF8574AT/TR(HGSEMI 华冠,SOP-16-W 封装)是一款基于 I2C 总线的 8 位并行口扩展器,提供准双向 I/O 接口并带有中断输出。器件工作电压范围宽(2.5V~6V),静态电流低(Iq 典型 10µA),在标准模式 I2C 时钟(fc 100kHz)下可靠工作,适用于对 MCU/CPU GPIO 资源有限的嵌入式系统进行低成本扩展。
二、主要特性
- 接口类型:I2C(标准模式,100kHz)
- I/O 数量:8 路准双向端口(P0~P7)
- 中断:INT 中断输出,开漏输出,低电平有效
- 工作电压:2.5V ~ 6V(宽电压范围,兼容多种系统电平)
- 灌电流(IOL):25mA(每路下拉能力)
- 拉电流/高电平泄漏(IOH):300µA(写“1”时的泄漏/弱上拉特性)
- 支持在总线上设备数量:与系列器件组合可达 16 个(器件具有 A0~A2 地址引脚)
- 静态电流(Iq):约 10µA
- 工作温度:-40℃ ~ +85℃
- 封装:SOP-16-W,便于 PCB 布局和量产
三、功能说明与工作方式
PCF8574 的每个 I/O 为准双向结构:写入逻辑“0”时端口被强制下拉;写入逻辑“1”时端口呈高阻并由内部弱上拉维持高电平(外部设备可将其拉低作为输入读取)。该结构使器件可同时承担输出与输入功能,但在驱动高电流水平或高速推拉场景下应注意其电流与速度限制。
中断脚(INT)为开漏输出,当端口状态发生变化(例如外部拉低某个在写“1”的端口)时,器件会拉低 INT,通知主控读取器件状态以清除中断。
四、引脚与典型连接
关键引脚包括:VCC、GND、SDA、SCL、INT、P0P7、A0A2(地址选择)。典型连接要点:
- 在 SDA、SCL 上连接上拉电阻至 VCC(常用 4.7kΩ),并做好去耦电容(0.1µF 附近 VCC-GND)。
- 若把端口用作输入,建议在外部添加适当上拉电阻或利用总线上的拉升;端口作为输出驱动外部负载时应注意 IOL ≤ 25mA。
- INT 为开漏,需外部上拉以供主控检测。
- 通过 A0~A2 配置器件地址(单器件最多可配置 8 个不同地址;与 PCF8574/PCF8574A 系列配合,整条总线可支持最多 16 台设备)。
五、应用场景
- MCU/CPU 的 GPIO 扩展(按键矩阵扫描、开关输入、指示灯驱动等)
- 工业控制与楼宇自动化中的状态采集与信号驱动
- 仪表、消费电子、智能家居设备的 I/O 扩展
- 人机界面(键盘、LED 指示)、低速外设控制
六、使用建议与注意事项
- 端口为准双向,若需稳定驱动高电流负载(如继电器线圈或大功率 LED),应使用外部驱动器或晶体管/驱动级联,避免直接超过 IOL 限值。
- 总线拉升电阻阻值应根据总线容量与速率调整,避免上拉过大导致通讯不可靠或过小增加功耗。
- 中断信号需在主控读取并确认状态后清除;读取器件寄存器是中断清除的常规方式。
- 在多设备环境中,注意地址冲突并合理规划 A0~A2,考虑总线时序与容性负载。
总结:PCF8574AT/TR 以其低功耗、宽电压、简洁的 I2C 接口和 8 路准双向 I/O,为资源受限的嵌入式系统提供了可靠的 GPIO 扩展方案。合理设计上拉、驱动级和总线布局,可在家电、工业与消费电子等多种场景中稳定应用。