超低电压转换24位Fm+ I²C总线/SMBus I/O扩展器

PCAL6524

PCAL6524是一款24位通用I/O扩展器，通过超快速模式(Fm+) I²C总线接口为多个微控制器系列提供远程I/O扩展。超低压接口允许直连至工作电压低至0.8V的微控制器。

要在保持互连最小化的同时需要额外的I/O，恩智浦I/O扩展器提供简易的解决方案，例如，在用于连接传感器、按钮、键盘等附件的电池供电移动应用中。除了提供一组灵活的GPIO外，PCAL6524还可简化电压水平低至0.8V的处理器与1.65V-5.5V不同工作电压的I/O器件之间互连。PCAL6524内置了电平移位功能，使这些器件在混合电源系统中非常灵活。在混合电源系统中，需要在不兼容的I/O电压之间进行通信，从而实现与接口侧(SDA/SCL)的下一代低压微处理器和微控制器以及端口侧的较高压外设无缝通信。

PCAL6524有两种供电电压：VDD(I2C总线)和VDD(P)。VDD(I²C总线)为控制器侧(例如微控制器)的接口提供供电电压，而VDD(P)为核心电路和端口P提供电源。PCAL6524通过VDD(I²C总线)提供双向电压电平转换。VDD(I2C总线)应连接至外部SCL/SDA线路的VDD。这表示I²C总线至PCAL6524的VDD电平，而PCAL6524端口P上的电压电平由VDD(P)决定。

PCAL6524完全满足Fm+ I²C总线规范，速度达1MHz，并实施了敏捷I/O，这是专为增强I/O而设计的额外功能。这些额外功能是：可编程输出驱动强度、可闭锁输入、可编程上拉/下拉电阻、可屏蔽中断、中断状态寄存器、可编程开漏或推挽输出。

额外的敏捷I/O Plus功能包括I²C软件重置和器件ID。中断可以由电平或边沿指定，并且可以单独清除，不会干扰其他中断事件。此外，还有开关去抖硬件。

上电时，I/O均配置为输入。但是，系统控制器可通过写入I/O配置位将I/O用作输入或输出。每个输入或输出的数据保留在对应的输入或输出寄存器中。通过极性反转寄存器可反转输入端口寄存器的极性，保存外部逻辑门。可编程上拉和下拉电阻无需分离式组件。

上电复位会将寄存器设为其默认状态并初始化I²C总线/SMBus状态机。RESET引脚可引发相同的复位/初始化而无需使部件断电。系统控制器还可以通过I²C命令完成复位，并将所有寄存器初始化为默认状态。

当任何输入状态与其对应的输入端口寄存器状态不同时，会激活PCAL6524开漏中断(INT)输出。同时，可以指定INT输出以激活输入引脚边沿。大量的中断屏蔽功能可以最大限度地提高灵活性。

INT可连接至微控制器的中断输入。通过在此线路发送中断信号，远程I/O可通知微控制器其端口上是否存在输入数据而无需通过I²C总线通信。因此，PCAL6524依旧是简易的目标器件。输入闭锁功能会保持或闭锁输入引脚状态并保持产生中断的逻辑值直至控制器能够处理中断。这样可以将主机的中断服务响应时间降至最低，从而实现快速移动输入。

器件端口P输出具有25mA的灌电流能力，可在消耗低器件电流的同时直接驱动LED。

一个硬件引脚(ADDR)可用于对固定的I²C总线地址进行编程和改变，并允许最多4个器件共享相同的I²C总线或SMBus。

产品详情

特性

主要特性

  • I²C总线至并行端口扩展器
  • 1MHz超快速模式I²C总线
  • I²C总线侧的工作电源电压范围为0.8V至3.6V
  • 允许下列电压之间的双向电压电平转换和通用IO扩展：0.8V至3.6V SCL/SDA以及1.8V、2.5V、3.3V、5.5V端口P
  • 低待机电流消耗：3.3V VDD(P)的典型值为2.0µA
  • 施密特触发器操作允许在SCL和SDA输入上进行缓慢输入转变并带来更好的切换噪音抗扰性
    • 0.8V时Vhys=0.05V（典型值）
    • 1.8V时Vhys=0.18V（典型值）
    • 3.3V时Vhys=0.33V（典型值）
  • 5.5V容限电压的I/O端口和3.6V容限电压的I²C总线引脚
  • 低电平有效的复位输入(RESET)
  • 开漏低电平有效的中断输出(INT)
  • 内部上电复位
  • SCL/SDA输入端提供噪音滤波器
  • 锁存输出具有25mA的最大驱动能力，用于直接驱动LED
  • 闭锁性能超过JESD 78 Class II规定的100mA
  • 输出端口配置：bank可选或引脚可选推挽或开漏输出级
  • 中断状态：只读寄存器会识别中断源
  • 逐位的中断边沿规范
  • 中断单独清除，不干扰其他事件
  • 读取所有未清除的中断事件
  • 开关去抖硬件
  • 通用呼叫软件复位
  • I²C软件器件ID功能

ESD保护超过JESD 22

  • 2000V人体模型(A114-A)
  • 1000V充电器件模型(C101)

封装

  • TSSOP32
  • HUQFN32
  • VFBGA36

位元I/O编程功能

  • 输出驱动强度：四种可编程驱动强度以减少低电容应用中的上升和下降时间
  • 输入闭锁：保持输入端口寄存器值变化直至读取输入端口寄存器
  • 上拉/下拉使能：浮动输入或上拉/下拉电阻使能
  • 上拉/下拉选择：100kΩ上拉/下拉电阻选择
  • 中断屏蔽：屏蔽会防止输入状态更改时生成中断以防伪中断

产品长期供货计划

部件编号包含： PCAL6524HE.

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