PCA9536D,118 产品概述

一、产品概况

PCA9536D,118 是恩智浦（NXP）推出的一款小型 I²C/SMBus 4 路 GPIO 扩展器，封装为 SO-8。器件工作电压范围宽（2.3V ~ 5.5V），I²C/SMBus 时钟支持高达 400 kHz（Fast-mode），适合在单总线环境下扩展有限的微控制器 I/O 口。该型号无中断输出，适合以轮询方式读取或配置 I/O 状态；单总线上支持的器件数量为 1（即器件地址固定或不可配置），在设计系统时需考虑地址冲突方案。

二、主要电气特性

• 接口：I²C / SMBus，最高时钟频率 400 kHz（Fast-mode）。
• I/O 数量：4 路通用 I/O，可用于输入或输出（配置方式见器件手册）。
• 工作电压：2.3 V 至 5.5 V，适配从低压电池到 5 V 系统。
• 静态电流（Iq）：典型 250 nA，适合低功耗或电池供电应用。
• 输出灌电流（IOL）：24 mA（下拉/灌电能力），适合驱动小功率负载或指示灯。
• 输出高电平（VOH）：典型 4.1 V（在相应测试条件下），在 5 V 系统中能保证较好的高电平幅值。
• 无中断输出：器件不提供外部中断线，需通过周期性读取寄存器或主机查询实现输入检测。
• 工作温度：-40 ℃ ~ +85 ℃，满足工业级温度需求。

三、典型应用场景

• 嵌入式系统 I/O 扩展：当 MCU/MPU GPIO 不足时，用于扩展按钮、LED、继电器控制输入/输出。
• 便携式与低功耗设备：超低静态电流适合电池供电设备中的 I/O 扩展。
• 工业与消费电子：适用于需要兼容 3.3 V 与 5 V 混合电压的系统。
• 系统管理与监控：通过 SMBus/I²C 连接到主控制器用于远程状态读取/控制。

四、封装与系统集成要点

• 封装：SO-8，便于 PCB 布局与量产贴装。
• 总线设计：由于器件数目支持为 1，若需多个相同扩展器，需使用 I²C 多路复用器或选择不同型号以避免地址冲突。
• 上拉电阻：I²C/SMBus 总线需外部上拉电阻；上拉值应根据总线容量、传输速率和电源电压选择。
• 去耦与电源完整性：在 VCC 引脚附近放置 0.1 µF 陶瓷去耦电容，靠近器件引脚焊盘布置以抑制电源噪声。
• IO 保护与热管理：驱动接近 24 mA 时注意 PCB 温升与器件功耗限制，输出驱动大电流时建议加入限流或缓冲电路。

五、使用建议与注意事项

• 轮询策略：由于没有中断输出，推荐主控采用合适的轮询频率或事件触发机制以节省功耗和总线带宽。
• 电平兼容：器件支持 2.3 V 至 5.5 V，若系统中存在不同电压域，确认 I/O 与主控侧电压兼容或使用电平移位。
• 总线扩展：如需在同一总线上挂载多个 PCA9536D，请改用带地址选择或多路复用器的方案。
• 软件接口：遵循 I²C/SMBus 协议读写寄存器进行方向与输出配置；在系统上电或复位后初始化方向与输出状态，防止外设误动作。

总结：PCA9536D,118 是一款面向低功耗、小体积场景的 4 路 I²C/SMBus I/O 扩展器，适合需要简洁硬件接口、宽工作电压和工业级温度范围的应用场合。在系统设计中需注意总线地址限制与无中断的轮询策略，以及合理配置上拉与去耦，以保证稳定可靠的运行。