TCA9539QPWRQ1 产品概述

一、产品简介

TCA9539QPWRQ1 是德州仪器（TI）面向汽车级应用的 16 位 I2C/SMBus I/O 扩展器，集成中断、复位与可配置寄存器，工作电压宽，适用于车载与工业环境。器件提供并行 16 个通用 I/O，主机通过标准两线接口读取输入、写输出和配置端口方向/极性，简化 MCU/SoC 的 GPIO 扩展与系统布线。

二、关键规格

• 接口：I2C / SMBus（最高 400 kHz）
• I/O 数量：16 位
• 工作电压：1.65 V 至 3.6 V
• 支持器件数量：最多 4 个（通过地址引脚配置）
• 静态电流（Iq）：典型 5 µA（低功耗）
• 输出类型：推挽式
• 灌电流（IOL）：最大 25 mA（下拉/吸入能力）
• 拉电流（IOH）：最大 10 mA（上拉/源出能力）
• 输出高电平（VOH）：3.3 V（在 VCC=3.3V 时）
• 中断输出：器件带有中断功能，可在输入状态变化时通知主控
• 工作温度范围：-40 ℃ 到 +125 ℃（汽车级）
• 封装：TSSOP-24

三、功能特性

• 16 位 GPIO，分为两个 8 位端口，可分别配置为输入或输出。
• 软件寄存器支持读取输入端口、写输出端口、配置端口方向及极性反转，便于灵活控制与故障处理。
• 中断功能可在端口输入发生变化时触发，便于低功耗监控与事件驱动设计。
• 低电流待机特性（Iq ~5 µA）适合需要节能的车载系统。
• 支持最多 4 个器件在同一总线上的地址选择，便于扩展 I/O 数量。

四、典型应用场景

• 汽车车身控制（照明、门窗、座椅等状态监测与控制）
• 仪表盘与信息娱乐系统的按键/LED 扩展
• 车载传感器状态采集与信号整合
• 工业控制与嵌入式系统的低速外设扩展

五、设计与使用建议

• 电源去耦：在 VCC 近旁放置 0.1 µF 陶瓷电容，抑制瞬态噪声，提高稳定性。
• I2C 总线：为 SDA/SCL 线配置合适阻值的上拉电阻，常用 2.2k–10k，依据系统速率与负载选择。总线速率建议不超过 400 kHz。
• 中断线：中断可用于多器件共享线，设计时预留适当上拉与滤波，避免抖动造成误触发。若采用外部中断输入，建议加软/硬件消抖或读取寄存器确认状态。
• 输出驱动：输出为推挽式，注意不超过 IOH/ IOL 限值（源出最大 10 mA、沉入最大 25 mA）；对感性负载或高电流驱动，建议在输出端加限流器或使用驱动器级联。
• 多器件扩展：通过地址管脚最多并联 4 片，布线时注意每片器件的地址配置与器件识别。
• 温度与可靠性：器件支持汽车温度等级，布局时考虑热量积累与散热路径，确保在高温工况下仍满足电气参数。
• 软件初始化：复位后配置端口方向与极性寄存器，必要时对重要输入启用中断屏蔽或优先级逻辑，避免上电抖动引发误动作。

六、封装与采购信息

• 品牌：TI（德州仪器）
• 封装：TSSOP-24（适用于空间受限的车载 PCB 设计）
• 型号示例：TCA9539QPWRQ1（汽车级版本，带生产与质量保证）

总结：TCA9539QPWRQ1 以其 1.65–3.6 V 宽电压、低静态电流、16 路 I/O 与中断功能，为汽车与工业嵌入式系统提供可靠的 GPIO 扩展解决方案。设计时关注总线上拉、去耦、输出驱动能力与中断处理，即可发挥其在车载环境下的稳定性与灵活性。若需更详细的寄存器描述与时序，请参考 TI 官方数据手册以完成软硬件联调。