TCA6408APWR 产品概述

一、概览

TCA6408APWR 是德州仪器（TI）推出的一款 8 位 I/O 扩展器，支持 I2C 和 SMBus 接口，工作电压范围宽（1.65V ～ 5.5V），适合多电压系统中扩展微控制器的通用输入/输出能力。器件封装为 TSSOP-16，集成中断输出与推挽式输出驱动，适用于需要低静态功耗与快速总线响应的场景。

二、主要规格摘要

• 接口类型：I2C / SMBus（兼容）
• I/O 数量：8 路
• 中断输出：支持（用于端口状态变化通知）
• 输出类型：推挽式
• 工作电压：1.65V ～ 5.5V
• 灌/拉电流能力：IOL = 25 mA，IOH = 10 mA
• 总线时钟频率：最大 400 kHz（Fast-mode）
• 工作温度：-40 ℃ ～ +85 ℃
• 总线上支持器件数量：最多 2 个（通过地址配置）
• 静态电流：Iq ≈ 1 μA（低功耗待机）
• 输出电平：VOH ≈ 4.0 V（典型），VOL ≈ 200 mV（典型）
• 封装：TSSOP-16

三、功能亮点

• 低电流待机，适用于电池供电或低功耗设计。
• 支持高达 400 kHz 的 I2C 时钟，满足常见的快速控制需求。
• 推挽式输出与较高的下拉/上拉驱动能力（25 mA / 10 mA），可直接驱动小型负载或作为控制信号源。
• 中断输出可以在 I/O 状态发生变化时快速通知主控，减少轮询带来的功耗与处理开销。
• 宽工作电压使其能在 1.8V、3.3V、5V 等平台上通用。

四、典型应用场景

• MCU/MPU 的 GPIO 扩展（按键矩阵扫描、指示灯/LED 驱动、继电器/开关控制）。
• 嵌入式系统的系统管理与状态监测接口。
• 工业控制与仪表中需要增加数字 I/O 的场合。
• 电池管理与便携设备中降低主控 I/O 占用与功耗设计。

五、设计注意事项

• I2C 总线（SDA、SCL）需配置合适的上拉电阻，依据系统电源与速度选取阻值。
• 虽为推挽式输出，但在驱动接近额定 IOL/IOH 时应注意功耗与热耗散，避免长期过载。
• 在 5V 系统中若 VOH 要求严格，建议评估在指定负载条件下的 VOH/ VOL 表现。
• 在 PCB 布局上为 VCC 与 GND 添加去耦电容靠近器件，以保证总线稳定性与抑制瞬态噪声。
• 中断线建议连接到 MCU 的中断输入并做适当的上/下拉与去抖处理，以保证可靠触发。

六、封装与选型提示

TSSOP-16 小型封装便于中密度 PCB 布局。选型时请确认系统对 I/O 驱动电流、工作电压与温度范围的实际需求，并核对器件在目标电源与负载条件下的 VOH/VOL 与静态电流表现。若需要在同一总线上挂载多于 2 个扩展器，请评估地址线与总线带宽限制。

总结：TCA6408APWR 以其低功耗、宽工作电压与可靠的中断机制，为需要扩展数字 I/O 的嵌入式与工业应用提供了简单高效的方案。在实际应用中，合理的总线设计与电源去耦将有助于发挥器件最佳性能。