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51单片机-IO扩展模块 pcf8575

news 2025/6/15 6:24:12

PCF8575介绍

PCF8575 是 NXP（原飞利浦半导体）生产的一款通用 I²C 总线 I/O 扩展器芯片，主要用于微控制器（如 Arduino、STM32 等）的 I/O 端口扩展。

主要特性

16位并行 I/O 端口：可以配置为输入或输出

I²C 总线接口：

兼容 Fast-mode I²C (400 kHz)

支持 3.3V 和 5V 系统

中断输出：当输入状态改变时可触发中断

低待机电流消耗：适合电池供电设备

宽工作电压范围：2.5V 至 6V

工业温度范围：-40°C 至 +85°C

引脚配置

PCF8575 通常采用 24 引脚 SO 或 TSSOP 封装，主要引脚包括：

SDA, SCL：I²C 总线接口

A0-A2：地址选择引脚

INT：中断输出

P00-P17：16个可编程 I/O 引脚

VCC, GND：电源和地

应用场景

LED 控制

按键/开关输入检测

继电器控制

需要额外 I/O 端口的嵌入式系统

工业控制和自动化

与 PCF8574 的区别

PCF8575 是 PCF8574 的升级版本，主要区别在于：

PCF8575 提供 16 位 I/O (PCF8574 只有 8 位)

PCF8575 的中断功能更完善

编程接口

通过 I²C 接口通信，典型操作包括：

写入输出状态

读取输入状态

配置 I/O 方向（通过写入特定模式）

典型电路连接

PCF8575 通常与微控制器通过 I²C 总线连接，地址由 A0-A2 引脚决定，允许同一总线上连接最多 8 个 PCF8575 设备。

proteus 51单片机连接PCF8575

代码实现

#include <reg51.h>
#include <intrins.h>#define u8 unsigned char
#define u16 unsigned int// 定义I2C引脚
sbit SDA = P2^1;
sbit SCL = P2^0;// PCF8575地址(根据A0,A1,A2引脚配置)
#define PCF8575_ADDR 0x40// 延时函数
void delay_us(u8 t) {while(t--);
}void delay_ms(u16 t) {u16 i, j;for(i=0; i<t; i++)for(j=0; j<120; j++);
}// I2C起始信号
void I2C_Start() {SDA = 1;SCL = 1;delay_us(5);SDA = 0;delay_us(5);SCL = 0;
}// I2C停止信号
void I2C_Stop() {SDA = 0;SCL = 1;delay_us(5);SDA = 1;delay_us(5);
}// I2C发送应答
void I2C_Ack(u8 ack) {SDA = ack;SCL = 1;delay_us(5);SCL = 0;SDA = 1;
}// I2C接收应答
u8 I2C_Wait_Ack() {u8 ack;SDA = 1;SCL = 1;delay_us(5);ack = SDA;SCL = 0;return ack;
}// I2C发送一个字节
void I2C_SendByte(u8 dat) {u8 i;for(i=0; i<8; i++) {SDA = (dat & 0x80) ? 1 : 0;SCL = 1;delay_us(5);SCL = 0;dat <<= 1;}
}// I2C接收一个字节
u8 I2C_RecvByte() {u8 i, dat = 0;SDA = 1;for(i=0; i<8; i++) {SCL = 1;delay_us(5);dat <<= 1;dat |= SDA;SCL = 0;delay_us(5);}return dat;
}// 向PCF8575写入16位数据
void PCF8575_Write(u16 dat) {I2C_Start();I2C_SendByte(PCF8575_ADDR);  // 发送设备地址+写命令I2C_Wait_Ack();I2C_SendByte(dat >> 8);      // 发送高字节I2C_Wait_Ack();I2C_SendByte(dat & 0xFF);    // 发送低字节I2C_Wait_Ack();I2C_Stop();
}// 从PCF8575读取16位数据
u16 PCF8575_Read() {u16 dat;I2C_Start();I2C_SendByte(PCF8575_ADDR | 0x01);  // 发送设备地址+读命令I2C_Wait_Ack();dat = I2C_RecvByte() << 8;          // 读取高字节I2C_Ack(0);                         // 发送应答dat |= I2C_RecvByte();              // 读取低字节I2C_Ack(1);                         // 发送非应答I2C_Stop();return dat;
}// 主函数
void main() {u16 output_data = 0x5555;  // 示例输出数据(0101 0101 0101 0101)u16 input_data;// 初始化I2C引脚SDA = 1;SCL = 1;while(1) {// 写入数据到PCF8575PCF8575_Write(output_data);delay_ms(1000);// 从PCF8575读取数据input_data = PCF8575_Read();delay_ms(1000);//        // 改变输出数据output_data = ~output_data;}
}