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端口扩展器(07-100)

—— 端口扩展器
作者:时间:2008-04-18来源:电子产品世界

  在某些应用中,处理器的I/O不够用,需要增加。就是扩展I/O范围的器件。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/81754.htm

  功能

  是通信总线上的从器件,它们发送串行命令读或写I/O。主处理器(超出I/O范围工作的处理器)是通信总线的主机(图1),不需要专门的功能单元,通过I2C外设单元简化其工作。

  有简单和具有不同选择性的复杂端口扩展器,但其基本工作是相同的。靠连接引脚为高态或低态调整从器件地址,然后由主机配置,经通信总线写命令确定那些引脚是输入和那些引脚是输出。工作期间,主机写命令改变所希望的输出引脚或读输入引脚的现状态。很多情况下,可配置改变一个输入引脚,用来驱动一个中断线以得到总线主机的注意。

  端口扩展器的引脚作用像处理器(主机)的附属引脚,扩展其范围使其能与系统中的前面板配合或使能/断开系统中的其他器件。它也可提供另外的保护性能,如连续监控连接到机箱外面的开关并且在开关开路时报警。根据需要可增加引脚。另一方面,开始可以把器件放在板上,如果设计不需要它可以断开I2C总线,不插它。

  不同厂家提供的端口扩展器性能超出基本引脚范围(图2)。扩展的I/O引脚数是变化的,但是,由于I2C总线上的每个器件必须有1个唯一的地址(7位寻址,第8位指示读或写),所以单个器件可以呈现更多可能的地址,当需要时更多的地址可以挂在总线上。对于每条地址线,牺牲1个可能的I/O引脚。I2C端口扩展器厂家提供的每个器件I/O引脚范围为8个I/O引脚到60个I/O引脚。大多数厂商的器件至少有1条或2条地址线,有些厂商的器件提供7个地址位的设计,让不同的地址线工作如同I/O。

  I/O引脚驱动模式的选择也随器件而异。高阻抗输入可以在输入选择内部4.7KW上拉或下拉电阻器。对于输出,所有器件可以添加漏极开路/集电极开路选择,具有1个100mA源/25mA吸收选择或内部上拉和下拉电阻器。

  便于驱动LED的另一性能是脉宽调制器(PWM)。基本的端口扩展器不具有此性能,但几乎所有的端口扩展器供应商有一款或多款器件具有少量PWM。PWM的优点是可以用高频PWM驱动LED,因为占空比可设置LED光亮度(占空比越高,LED点亮时间就越长,看起来就越亮)。PWM另一应用是用低频(0.5Hz~4Hz)PWM闪烁LED。假若配置选择支持PWM而且振荡器是够精确,则PWM可配置为另外器件提供定时的信号。


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关键词: 端口扩展器 引脚

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