PCF 中文手册

PCF8574T I 2C 并行口扩展电路

1. 特性

操作电压2.5~6.0V

低备用电流（≤10μA ） I 2C 并行口扩展电路 开漏中断输出

I 2C 总线 实现8位远程I/O 口 与大多数MCU 兼容

口输出锁存，具有大电流驱动能力，可直接驱动LED

通过3个硬件地址引脚可寻址8个器件（PCF8574A 可多达16个）

DIP16，SO16或SSOP20形式封装

2. 概述

PCF8574是CMOS 电路。它通过两条双向总线（I 2C ）可使大多数MCU 实现远程I/O 口扩展。该 器件包含一个8位准双向口和一个I 2C 总线接口。PCF8574电流消耗很低，且口输出锁存具有大电流驱动能力，可直接驱动LED 。它还带有一条中断接线（INT ）可与MCU 的中断逻辑相连。通过INT 发送

中断信号，远端I/O 口不必经过I 2C 总线通信就可通知MCU 是否有数据从端口输入。

这意味着PCF8574可以作为一个单被控器。 PCF8574 和PCF8574A 的唯一区别仅在于器件地址不相同。

3. 订单信息

封装

型号 名称 描述

PCF8574T

PCF8574AT

SO16

塑料小型表面封装

4. 功能框图

P7

P6P5P4P3P2P1P0V DD V SS

SDA

SCL A2A1A0INT

管脚配置(SO16)

12345678

1615141312

11109

INT A0A1A2P0P1P2P3SDA V SS

SCL P7

P6P5P4

V DD PCF8574

PCF8574A

6. I 2C 总线特性

I 2C 总线用于不同的IC 或模块之间的双线通信。两条线其中之一为串行数据线（SDA ），另一条为串行时钟线（SCL ）。当与器件的输出级相连时，这两条线都必须接上拉电阻。数据的传送只有在总线空闲时才能进行。 位传送 在每个时钟脉冲出现时，总线传送一个数据位。在时钟信号高电平期间，SDA 线上的数据位应保持稳定，如果此时改变SDA 线数据则被认为是总线的控制信号（见图1）。

起始和停止信号

当总线空闲时，数据和时钟线保持高电平。SCL 线为高电平时，SDA 线电平由高至低的变化定义为总线的起始信号（S ）；SCL 线为高电平时，SDA 线电平由低至高的变化定义为总线的停止信号（S ）（见图2）。

系统配置

产生信息的器件称为‘发送器’，接收信息的器件称为‘接收器’。控制信息的器件称为‘主控器’，而由主控器控制的器件称为‘被控器’（见图3）。

data line stable;data valid

change of data allowed

SDA

SCL

图1 I 2

C 总线上的位传送

SDA

SCL

P

STOP condition

SDA

SCL

S

START condition

图2 起始信号和停止信号定义

SDA SCL

图3 系统配置

应答

在起动和停止信号之间所传送的数据数量不受限制。每个8位字节之后跟随一个应答位。应答位的时钟脉冲由主控器产生。被控接收器在接收到每一个字节数据之后必须发送一个应答信号；而主控器在接收到被控发送器发送的数据后，也必须发送一个应答信号。在出现与应答位对应的时钟脉冲时，产生应答位的器件将拉低SDA 线，这样在应答位对应的时钟脉冲高电平期间，SDA 保持低电平状态。建立和保持时间必须纳入考虑。

当主控器作为接收器时，它必须在被控器发送完最后一个字节数据后产生非应答信号，此时发送器必须将数据线释放为高电平，以使主控器能够产生一个停止信号。

START CONDITION

acknowledgement

DATA OUTPUT BY TRANSMITTER

DATA OUTPUT BY RECEIVER

SCL FROM MASTER

图4 I 2

C 总线上的应答

7. 功能描述

to interrupt logic

V SS

P0 to P7V DD

write pulse

data from shift register

power-on reset

read pulse data to

shift register

图5 I/O 口的简化结构图

寻址

PCF8574的每个I/O 口都可单独用作输入或输出。输入通过读模式将数据传送到MCU （见图8），输出通过写模式将数据发送到端口（见图7）。

S 0100A2A1A00A 10slave address

slave address

A

S 011A2A1A0a.

b.

(a) PCF8574.(b) PCF8574A.

图6 PCF8574和PCF8574A 的从地址

SDA SCL

WRITE TO PORT

DATA OUT FROM PORT

图7 写模式（输出）

READ FROM

PORT

DATA INTO PORT

slave address (PCF8574)

data from port

data from port

INT

图8 读模式（输入）

中断（见图

9，10）

PCF8574提供一个可以连接到MCU 对应输入端的开漏输出口（

INT ）。这样可使PCF8574能够启动系统中另外一处的动作。在输入模式中，口输入信号的上升或下降沿产生中断。在时间t iv 之后INT 有效。 当口数据变为初始值或产生中断端口的数据写入/读出时，中断电路复位并重新激活。在下列条件下发生复位：

读模式中，SCL 信号上升沿之后的应答位 写模式中，SCL 信号从高到低的跳变之后的应答位 应答时钟脉冲期间的中断复位可能会导致中断的丢失

中断复位后I/O 口的每个变化都会被检测，并在下一个时钟上升沿作为INT 发送。对另一个器件的读写不影响中断电路。

PCF8574(1)

PCF8574

(2)

V DD

INT

PCF8574(16)

图9 多个PCF8574的中断应用

slave address (PCF8574)

data from port

图10 I/O 口P5的输入变化产生中断

准双向I/O口(见图11)

准双向I/O口可用作输入和输出而不需要通过控制寄存器定义数据的方向。上电时I/O口为高电平。该模式中只有V DD提供的电流有效。在大负载输出时提供额外的强上拉以使电平迅速上升。当输出写为高电平时打开强上拉，在SCL的下降沿关闭。I/O口用作输入之前应当为高电平。

slave address (PCF8574A)data to port data to port

SCL

P3

OUTPUT

VOLTAGE

P3

PULL-UP

OUTPUT

CURRENT

图11 P3从低变为高再变为低时的瞬时上拉电流

极限参数

标号参数最小值最大值单位

V DD电源电压－0.5 +7.0 V V I输入电压V

－0.5 V DD +0.5 V

SS

I I DC输入电流- ±20 mA

I O DC输出电流- ±25 mA

I DD电源电流- ±100 mA

I SS电源电流- ±100 mA

P tot总功率损耗- 400mW

P O每个输出的功率损耗- 100mW

T stg储存温度－60 150℃

T amb工作环境温度－40 +85 ℃

DC电气特性

V DD=2.5~6.0V; V SS=0V; T amb= -40~85℃

标号参数条件最小值典型值最大值单位

电源

V DD电源电压 2.5

－ 6.0 V

I DD电源电流工作模式; V

=6V;

－40 100 ∝A

DD

无负载; V I= V DD或V SS

f SCL=100KHz

I stb备用电流备用模式; V

=6V;

－ 2.5 10 ∝A

DD

无负载; V I= V DD或V SS

V POR上电复位电压V

=6V;无负载;

－ 1.3 2.4 V

DD

V I= V DD或V SS ; 注1

输入SCL；输入/输出SDA

V IL低电平输入电压－0.5 －+0.3 V DD V

V DD－V DD+0.5 V V IH高电平输入电压 0.7

=0.4V 3

I OL低电平输出电流V OL

－－mA

I L漏电流V

=V DD或V SS－1 －+1 ∝A

I

C i输入电容V I=V SS－－7 pF

I/O口

V IL低电平输入电压－0.5 －+0.3V DD V

V DD－V DD+0.5 V V IH高电平输入电压 0.7

I IHL通过保护二极管的最

V I≥V DD或V I≤V SS－－±400∝A 大允许电流

=5V 10 25 －mA

I OL低电平输出电流V OL=1V; V DD

注1：上电复位电路复位I C总线逻辑，并将所有I/O口都置位为1。

I2C总线时序特性

标号参数最小值典型值最大值单位I2C总线时序（见图12；）

f SCL SCL时钟频率 － － 100 kHz

t SW总线容许的尖峰信号宽度 － － 100 ns

t BUF总线空闲时间 4.7 － － ∝s

t SU;STA起始信号的建立时间 4.7 － － ∝s

t HD;STA起始信号的保持时间 4.0 － － ∝s

t LOW SCL低电平时间 4.7 － － ∝s

t HIGH SCL高电平时间 4.0 － － ∝s

t r SCL和SDA上升时间 － － 1.0 ∝s

t f SCL和SDA下降时间 － － 0.3 ∝s

t SU;DA T数据建立时间 250 － － ∝s

t HD;DA T数据保持时间 0 － － ∝s

t VD;DA T SCL低电平到数据输出有效 － － 3.4 ∝s

t SU;STO停止信号建立时间 4.0 － － ∝s

PROTOCOL SCL

SDA

BIT 0

LSB

(R/W)

HD;STA SU;DAT HD;DAT VD;DAT SU;STO t t t HIGH

START

CONDITION

(S)

BIT 7

MSB

(A7)

BIT 6

(A6)

ACKNOWLEDGE

(A)

STOP

CONDITION

(P)

图12 I2C总线时序

SO16：塑料小型表面封装；16脚；本体宽7.5mm

UNIT A max.A 1A 2A 3b p c D (1)E (1)(1)

e H E L L p Q Z

y w v θ

REFERENCES

OUTLINE VERSION EUROPEAN PROJECTION

ISSUE DATE IEC JEDEC EIAJ

mm inches 2.650.300.10 2.452.250.490.360.320.2310.510.17.67.4 1.2710.6510.00 1.11.00.90.480o

o

0.250.1DIMENSIONS (inch dimensions are derived from the original mm dimensions)Note

1. Plastic or metal protrusions of 0.15 mm maximum per side are not included.

1.10.4 SOT162-1

0.25 075E03

MS-013AA

0.10

0.0120.004

0.0960.089

0.0190.014

0.0130.009

0.410.40

0.300.29

0.050

1.40.055

0.4190.394

0.0430.039

0.0350.016

0.01

0.250.01

0.004

0.0430.016

0.01

0510 mm

scale

95-01-2497-05-22