PCA9554CPWJ 产品概述

一、产品简介

PCA9554CPWJ （NXP）是一款基于 I²C/SMBus 的 8 位 I/O 扩展器，采用 TSSOP-16 封装，面向需要扩展微控制器/处理器通用 I/O 数量但有限于 I²C 总线引脚的应用场景。器件支持最高 400 kHz 时钟频率的 I²C/SMBus 通讯，并提供中断输出，用于事件驱动式状态变化通知，降低总线轮询带来的功耗与延迟。

二、主要特性

• 接口类型：I²C / SMBus（最高 fc = 400 kHz）
• I/O 数量：8 路，可通过寄存器逐位配置为输入或输出
• 中断输出：具备中断输出，引脚用于报告端口输入/配置变化，便于主机快速响应
• 电源与电气特性：
  • 工作电压范围：1.65 V ~ 5.5 V（宽电压适配多种系统电源）
  • 静态电流 Iq：1.5 μA（低功耗，适合电池供电系统）
  • 下拉/灌电流 IOL：25 mA（输出低电平允许较大下拉能力）
  • 上拉/拉电流 IOH：10 mA（输出高电平驱动能力）
  • 输出高电平 VOH：4 V（在特定工作条件下的典型高电平输出）
• 支持器件并联数量：最多 8 个（通过 A0、A1、A2 地址脚配置，实现同一总线上多器件扩展）
• 工作温度范围：-40 ℃ ~ +85 ℃
• 封装：TSSOP-16（型号后缀 CPWJ）

三、功能与寄存器概述

PCA9554 提供易于编程的寄存器集合用于端口管理：

• 输入端口寄存器：读取当前输入电平状态
• 输出端口寄存器：写入控制输出电平
• 配置寄存器：逐位设置对应引脚为输入或输出
• 极性反转寄存器（可选）：翻转输入逻辑极性，软件层面实现信号极性调整
• 中断逻辑：当配置为输入的引脚发生状态改变，器件可通过中断引脚通知主控，通常需要外部上拉电阻（中断输出常为开漏/开集电极形式）

（注：具体寄存器地址、位定义及中断行为请参照 NXP 官方数据手册以获取完整时序与寄存器映射。）

四、典型应用场景

• 嵌入式系统的 GPIO 扩展（按键矩阵、LED 驱动、指示灯）
• 工业控制与监测模块中，作为低速数字 I/O 扩展
• 电池供电设备与便携终端，利用低静态电流实现节能
• 多路输入状态监测与事件触发场景，通过中断减少主控轮询负担

五、使用与设计注意事项

• 地址配置：通过 A0–A2 硬件地址引脚选择器件地址，最多并联 8 个器件在同一总线上。
• 中断接法：若采用中断功能，通常将中断脚连接到主控中断输入，并在硬件或软件上加上上拉电阻；中断脚多为开漏输出，需要外部上拉以定义有效高电平。
• 电源与接口电平：工作电压范围宽，但在系统设计中应注意 I/O 电平与主控器件兼容，避免外部器件驱动同一线时产生冲突。
• 输出驱动能力：输出低电流 IOL = 25 mA、输出高电流 IOH = 10 mA，适用于直接驱动小功率指示负载；大电流负载建议使用外部驱动器或缓冲器。
• 布局与封装：TSSOP-16 封装体积紧凑，焊接与散热需按 PCB 制造规范处理，注意数字地与电源旁路电容布局。

六、总结

PCA9554CPWJ 以其 8 路可编程 I/O、I²C/SMBus 接口与低功耗特性，适合在资源受限的系统中扩展数字 I/O。宽工作电压与工业级温度范围使其在多种应用中具有良好的适应性。欲获得完整功能描述、寄存器细节与时序约束，请参考 NXP 官方数据手册及应用说明文档。