Texas Instruments TCAL9538 8位I/O擴(kuò)展器為雙線雙向I^2^C總線（或SMBus）協(xié)議而開(kāi)發(fā)，具有1.08V至3.6V VCC 工作電壓。TCAL9538支持100kHz（標(biāo)準(zhǔn)模式）、400kHz（快速模式）和1MHz（快速模式+）I^2^C時(shí)鐘頻率。當(dāng)傳感器、開(kāi)關(guān)、按鈕、LED、風(fēng)扇等設(shè)備需要額外使用I/O時(shí)，I/O擴(kuò)展器可提供簡(jiǎn)單解決方案。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments TCAL9538 8位IO擴(kuò)展器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

TI TCAL9538包括敏捷I/O端口，可提供旨在增強(qiáng) I/O速度、功耗和EMI性能的附加特性。此類附加特性包括可編程輸出驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度、可編程上拉和下拉電阻、可鎖存輸入、可屏蔽中斷、中斷狀態(tài)寄存器以及可編程開(kāi)漏或推挽輸出。

特性

• 工作電源電壓范圍：1.08 V至3.6 V
• 1.8V時(shí)具有1μA（典型值）的低待機(jī)電流消耗
• 1MHz快速模式+ I^2^C總線
• 硬件地址引腳允許兩個(gè)設(shè)備在同一根I^2^C、SMBus總線上。
• 低電平有效復(fù)位輸入 (RESET)
• 低電平有效的開(kāi)漏中斷輸出 (INT)
• 輸入或輸出配置寄存器
• 極性反轉(zhuǎn)寄存器
• 可配置I/O驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度寄存器
• 上拉和下拉電阻器配置寄存器
• 內(nèi)部上電復(fù)位
• SCL/SDA輸入端靜噪濾波
• 具有最大電流驅(qū)動(dòng)能力的鎖存輸出，可直接驅(qū)動(dòng)LED
• 閉鎖性能超過(guò)100mA，符合JESD 78 II類標(biāo)準(zhǔn)
• 靜電放電保護(hù)超出JESD 22標(biāo)準(zhǔn)
• 4000V人體模型 (A114-A)
• 1000V充電器件模型 (C101)

簡(jiǎn)化示意圖

典型應(yīng)用原理圖

邏輯圖（正邏輯）

TCAL9538 8位I2C總線IO擴(kuò)展器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、核心特性

• ?超低功耗?：待機(jī)電流僅1μA(典型值@1.8V)
• ?寬電壓工作?：1.08V至3.6V工作電壓范圍
• ?高速接口?：支持1MHz Fast-mode Plus I2C通信
• ?靈活配置?：可編程輸出驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度(25%-100%)
• ?增強(qiáng)功能?：可配置上拉/下拉電阻(100kΩ)
• ?中斷功能?：開(kāi)漏中斷輸出(INT)支持狀態(tài)變化檢測(cè)
• ?多種封裝?：提供TSSOP(16)、UQFN(16)和X2QFN(16)封裝選項(xiàng)

二、關(guān)鍵參數(shù)詳解

1. 電氣特性

• ?輸入電壓范圍?：-0.5V至4V(絕對(duì)最大值)
• ?輸出電壓范圍?：-0.5V至4V(絕對(duì)最大值)
• ?導(dǎo)通電阻?：20mΩ(典型值@3.3V)
• ?輸出驅(qū)動(dòng)能力?：
  • 源電流：最高240mA(3.6V時(shí))
  • 灌電流：最高325mA(3.6V時(shí))
• ?ESD保護(hù)?：
  • 人體模型(HBM)：±4000V
  • 充電器件模型(CDM)：±1000V

2. 接口特性

• ?I2C時(shí)鐘頻率?：
  • 標(biāo)準(zhǔn)模式：100kHz
  • 快速模式：400kHz
  • 快速模式Plus：1MHz
• ?地址配置?：通過(guò)A0/A1引腳支持4個(gè)設(shè)備地址
• ?中斷響應(yīng)時(shí)間?：1μs(典型值)

三、寄存器系統(tǒng)詳解

TCAL9538包含豐富的寄存器配置系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)IO端口的靈活控制：

1. ?基本功能寄存器?：
   • 輸入端口寄存器(00h)：反映IO引腳實(shí)際電平
   • 輸出端口寄存器(01h)：控制輸出狀態(tài)
   • 極性反轉(zhuǎn)寄存器(02h)：反轉(zhuǎn)輸入信號(hào)極性
   • 配置寄存器(03h)：設(shè)置IO方向(輸入/輸出)
2. ?增強(qiáng)功能寄存器?：
   • 輸出驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度寄存器(40h/41h)：4級(jí)可調(diào)驅(qū)動(dòng)能力
   • 輸入鎖存寄存器(42h)：鎖定輸入狀態(tài)變化
   • 上拉/下拉使能寄存器(43h)：?jiǎn)⒂脙?nèi)部電阻
   • 上拉/下拉選擇寄存器(44h)：選擇上拉或下拉
   • 中斷屏蔽寄存器(45h)：控制中斷觸發(fā)條件
   • 中斷狀態(tài)寄存器(46h)：標(biāo)識(shí)中斷源
   • 輸出端口配置寄存器(4Fh)：選擇推挽/開(kāi)漏輸出

四、應(yīng)用場(chǎng)景

1. ?工業(yè)控制系統(tǒng)?：
   • PLC數(shù)字IO擴(kuò)展
   • 傳感器狀態(tài)監(jiān)測(cè)
2. ?消費(fèi)電子?：
   • 按鍵掃描矩陣
   • LED指示燈控制
3. ?網(wǎng)絡(luò)設(shè)備?：
   • 路由器狀態(tài)指示
   • 交換機(jī)控制信號(hào)擴(kuò)展
4. ?汽車電子?：
   • 車身控制模塊
   • 座艙照明控制