PCA6416AHF是NXP公司的一款I(lǐng)²C通用I/O產(chǎn)品，PCA6416AHF是帶有中斷輸出、復(fù)位和配置寄存器的低電壓變換16位I2C總線/SMBus I/O擴(kuò)展器，本站介紹了PCA6416AHF的封裝應(yīng)用圖解、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)、功能等，并給出了與PCA6416AHF相關(guān)的NXP元器件型號供參考。
PCA6416AHF - 帶有中斷輸出、復(fù)位和配置寄存器的低電壓變換16位I2C總線/SMBus I/O擴(kuò)展器 - I²C通用I/O - I²C - 恩智浦, LLC
PCA6416A是一款16位通用I/O擴(kuò)展器，通過I2C總線接口為大多數(shù)微控制器系列提供遠(yuǎn)程I/O擴(kuò)展。
在保持互連最小化的同時(shí)需要額外的I/O時(shí)，NXP I/O擴(kuò)展器提供簡易的解決方案，例如，在用于連接傳感器、按鈕、鍵區(qū)等附件的電池供電移動應(yīng)用中。除提供靈活的GPIO設(shè)置外，還簡化了運(yùn)行在一個(gè)電壓級別上的處理器與工作在不同（通常更高）電壓級別上的I/O器件之間的連接。PCA6416A具備內(nèi)置電平切換功能，使這些器件在需要在不兼容I/O電壓之間進(jìn)行通信的混合信號環(huán)境中極其靈活。其雙電源軌上1.65 V至5.5 V的寬范圍VDD允許與接口側(cè)(SDA/SCL)的下一代低電壓微處理器和微控制器以及端口側(cè)的更高電壓外設(shè)進(jìn)行無縫通信。
PCA6416A有兩種供電電壓：VDD（I2C總線）和VDD(P)。VDD （I2C總線）為主器件側(cè)（例如，微控制器）的接口提供供電電壓而VDD(P)為核心電路和端口P提供電源。通過VDD（I2C總線）提供PCA6416A中的雙向電壓電平變換。VDD（I2C總線）應(yīng)連接至外部SCL/SDA線路的VDD。這表示I2C總線至PCA6416A的VDD電平。PCA6416A端口P上的電壓電平由VDD(P)決定。
PCA6416A寄存器組由四對8位配置、輸入、輸出和極性反轉(zhuǎn)寄存器組成。
上電時(shí)，I/O均配置為輸入。但是，系統(tǒng)主器件可通過寫入I/O配置位將I/O用作輸入或輸出。每個(gè)輸入或輸出的數(shù)據(jù)保留在對應(yīng)的輸入或輸出寄存器中。通過極性反轉(zhuǎn)寄存器可反轉(zhuǎn)輸入端口寄存器的極性，保存外部邏輯門。
通過在RESET輸入中加入低電平，系統(tǒng)主器件可在超時(shí)或其他不當(dāng)操作時(shí)使PCA6416A復(fù)位。上電復(fù)位會將寄存器設(shè)為其默認(rèn)狀態(tài)并初始化I2C總線/SMBus狀態(tài)機(jī)。RESET引腳可引發(fā)相同的復(fù)位/初始化而無需使部件斷電。
當(dāng)任何輸入狀態(tài)與其對應(yīng)的輸入端口寄存器狀態(tài)不同時(shí)，會激活PCA6416A開漏中斷(INT)輸出并用于通知系統(tǒng)主器件輸入狀態(tài)已改變。
INT可連接至微控制器的中斷輸入。通過在此線路上發(fā)送中斷信號，遠(yuǎn)程I/O可通知微控制器其端口上是否存在輸入數(shù)據(jù)而無需通過I2C總線通信。因此，PCA6416A可依舊是簡易的從器件。
器件端口P輸出具有25 mA的灌電流能力，可在消耗低器件電流的同時(shí)直接驅(qū)動LED。
一個(gè)硬件引腳(ADDR)可用于對固定的I2C總線地址進(jìn)行編程和改變，并允許最多兩個(gè)器件共享相同的 I2C總線或SMBus。
- I2C總線至并行端口擴(kuò)展器
- 1.65 V至5.5 V的工作電源電壓范圍
- 允許下列項(xiàng)目之間的雙向電壓電平變換和GPIO擴(kuò)展：
- 1.8 V SCL/SDA和1.8 V、2.5 V、3.3 V或5 V端口P
- 2.5 V SCL/SDA和1.8 V、2.5 V、3.3 V或5 V端口P
- 3.3 V SCL/SDA和1.8 V、2.5 V、3.3 V或5 V端口P
- 5 V SCL/SDA和1.8 V、2.5 V、3.3 V或5 V端口P
- 低待機(jī)電流消耗：
- 5 V VDD時(shí)典型為1.5 μA
- 3.3 V VDD時(shí)典型為1.0 μA
- 施密特觸發(fā)器操作允許在SCL和SDA輸入上進(jìn)行緩慢輸入轉(zhuǎn)變并帶來更好的切換噪音抗擾性：
- 1.8 V時(shí)Vhys = 0.18 V（典型）
- 2.5 V時(shí)Vhys = 0.25 V（典型）
- 3.3 V時(shí)Vhys = 0.33 V（典型）
- 5 V時(shí)Vhys = 0.5 V（典型）
- I/O端口具有5 V耐受
- 低電平有效的復(fù)位輸入(RESET)
- 開漏低電平有效的中斷輸出(INT)
- 400 kHz快速模式I2C總線
- 輸入/輸出配置寄存器
- 極性反轉(zhuǎn)寄存器
- 內(nèi)部上電復(fù)位
- 上電時(shí)使所有通道配置為輸入
- 上電時(shí)沒有脈沖干擾
- SCL/SDA輸入上有噪音濾波器
- 鎖存輸出具有25 mA的最大驅(qū)動能力，用于直接驅(qū)動LED
- 閉鎖性能超過JESD 78，Class II規(guī)定的100 mA
- ESD保護(hù)超過JESD 22：
- 2000 V人體模型(A114-A)
- 1000 V充電器件模型(C101)
- 提供封裝：TSSOP24、HWQFN24、VFBGA24
