PCA9555DB,118 产品概述

一、概述

PCA9555DB,118 是恩智浦（NXP）推出的一款 16 路 I/O 扩展器，支持标准 I²C 与 SMBus 总线，最高时钟频率 400 kHz。器件工作电压范围宽（2.3 V 至 5.5 V），适用于多电平系统，封装为 SSOP-24（208 mil），并带有中断输出，便于与主控低延迟事件响应。典型静态电流约为 1.5 mA，单引脚最大灌电流（IOL）为 3 mA，可在工业级温度范围 -40 ℃ 至 +85 ℃ 下稳定工作。

二、主要特性

• 接口：I²C / SMBus（兼容标准总线协议）
• I/O 数量：16（两组 8 位端口）
• 中断：带中断输出，通常为开漏、低电平有效，便于连接到 MCU 中断引脚
• 电源电压：2.3 V ~ 5.5 V（直接匹配多种逻辑电平，无需电平转换）
• 总线地址：3 个硬件地址针脚，可支持最多 8 个器件并联在同一总线上
• 时钟频率：最高 400 kHz（快速模式）
• 静态电流：Iq ≈ 1.5 mA（典型）
• 单引脚灌电流能力：IOL = 3 mA（注意并联加载与热限）
• 封装：SSOP-24（208 mil）

三、功能与寄存器（概念性说明）

PCA9555 常用寄存器包含端口输入/输出寄存器、方向（配置）寄存器以及输入极性反转寄存器。两组 8 位端口可以独立配置为输入或输出，并支持对输入信号做极性反转处理（软件可选）。中断机制可在任意输入状态变化时触发，减少主控的轮询开销，提高系统响应效率。

四、典型应用场景

• 键盘矩阵、按键和指示灯扩展：为 MCU 提供额外数字 I/O，减少主控引脚占用
• 工业控制面板：在 -40 ℃ 到 +85 ℃ 范围内可靠工作，适合工业级应用
• 通信设备与测试仪表：通过 SMBus/I²C 实现系统集中化控制与监测
• 家电和消费电子：扩展传感器、开关和 LED 控制通道

五、实用设计建议

• 总线拉升：根据系统电压与总线负载选择合适的上拉电阻，尤其在 400 kHz 下要保证信号完整性
• 中断线：中断输出为开漏，需外接上拉电阻；若多节点共享中断，可并联但注意去抖与优先级处理
• 电源与旁路：在器件 VCC 端加置 0.1 µF 陶瓷旁路电容，靠近引脚放置以降低噪声与瞬态电流影响
• 热与电流：单引脚 3 mA 灌电流适合驱动小功率负载，若需驱动更大电流请外接驱动器或缓冲器
• 地址配置：利用 A0–A2 硬件引脚设置器件地址，可在同一 I²C 总线上最多挂载 8 片设备

总结：PCA9555DB,118 提供了稳定、低功耗且电压兼容性强的 16 路 I/O 扩展方案，适合需要大量数字引脚且对中断响应有要求的应用场合。选型时注意总线拉升、负载电流及散热设计，可实现可靠的系统扩展。