PCA9535AHF,128 产品概述

一、概述

PCA9535AHF,128 是恩智浦（NXP）推出的一款 16 位 I/O 扩展器，基于 I²C / SMBus 接口，支持最高 400 kHz 的时钟频率。器件集成 16 路可编程双向 I/O，适用于微控制器 GPIO 数量不足时的扩展需求，特别适合低功耗、空间受限的嵌入式系统和工业应用。

二、主要特性

• 接口类型：I²C、SMBus（最高 400 kHz）
• I/O 数量：16（分为两组 8 位）
• 支持设备数量：通过三个硬件地址引脚最多可并联 8 个从设备
• 中断输出：具备中断输出，可在输入状态改变时通知主控
• 输出类型：推挽式，便于直接驱动负载（请按电流极限设计）
• 工作电压：1.65 V 至 5.5 V，适配多种供电域
• 工作温度：-40 ℃ 至 +85 ℃，满足工业级温度要求

三、电气参数（典型/最大值）

• 静态电流（Iq）：1.5 µA（低功耗待机）
• 灌电流 IOL（下拉）：25 mA（最大）
• 拉电流 IOH（上拉/源）：10 mA（最大）
• 输出高电平 VOH：典型 4.1 V（在指定 IOH 下）
• 输出低电平 VOL：典型 200 mV（在指定 IOL 下）
• 时钟频率 fc：400 kHz（快速模式兼容）

四、功能与寄存器（简介）

器件内部提供配置寄存器、输入寄存器、输出寄存器和极性反转寄存器，支持按字节读写与单独端口控制。中断功能可配置为输入状态变化触发，减少主机轮询，提高系统效率。通过 I²C 协议可方便地在运行时修改 I/O 状态与方向配置。

五、封装与可靠性

• 封装：HWQFN-24-EP（4 mm x 4 mm）小尺寸有利于空间受限的 PCB 布局
• 温度范围：-40 ℃ 至 +85 ℃，适合工业级系统
  封装带热沉垫（EP），有助于散热与焊接可靠性。

六、典型应用场景

• 嵌入式控制板 GPIO 扩展（按键、LED、继电器驱动控制）
• 工业自动化和测控系统的状态采集与指示
• 消费类电子与物联网终端的低功耗外设控制
• 系统诊断与故障指示、扩展式按键矩阵、背光/指示灯驱动

七、设计建议与注意事项

• I²C 总线端需配置合适的上拉电阻以保证总线通信稳定，长线或大负载环境下需适当降低上拉阻值或使用总线缓冲器。
• 输出驱动能力受 IOH/IOL 限制，驱动大电流负载时应加入外部驱动器或继电器。
• 中断输出建议通过上拉电阻与 MCU 中断引脚连接，以便实现低功耗唤醒与事件驱动处理。
• 供电与地线应做好去耦（建议靠近芯片放置 0.1 µF 陶瓷电容），并在多器件并联时注意地址线与电源完整性。
• 在 VCC 不同电平系统互联时，关注 VOH/ VOL 与目标设备阈值，必要时使用电平移位电路。

八、总结

PCA9535AHF,128 提供 16 路灵活 I/O 扩展、低静态功耗和工业级温度范围，兼容 I²C/SMBus 的广泛生态，适合对引脚数量、功耗与体积有严格要求的应用场景。合理配置上拉/去耦与遵循电流限制，可使器件在产品中长期稳定运行。