Arduino与Proteus仿真实例-PCA9555IO扩展器驱动仿真

PCA9555IO扩展器驱动仿真

1、PCA9555介绍

PCA9555 是一款 24 引脚 CMOS 器件，可为 I²C 总线/SMBus 应用提供 16 位通用并行输入/输出 (GPIO) 扩展，旨在增强恩智浦半导体的 I2C 总线 I/O 扩展器系列。这些改进包括更高的驱动能力、5 V I/O 容差、更低的电源电流、独立的 I/O 配置和更小的封装。当 ACPI 电源开关、传感器、按钮、LED、风扇等需要额外的 I/O 时，I/O 扩展器提供了一个简单的解决方案。

PCA9555 由两个 8 位配置（输入或输出选择）组成；输入、输出和极性反转（高电平有效或低电平有效操作）寄存器。系统控制器可以通过写入 I/O 配置位来启用 I/O 作为输入或输出。每个输入或输出的数据保存在相应的输入或输出寄存器中。读寄存器的极性可以用极性反转寄存器反转。所有寄存器都可以由系统控制器读取。

当任何输入状态与其对应的输入端口寄存器状态不同时，PCA9555 开漏中断输出被激活，并用于向系统控制器指示输入状态已改变。上电复位将寄存器设置为其默认值并初始化设备状态机。

三个硬件引脚（A0、A1、A2）改变固定的 I²C 总线地址，并允许多达八个设备共享相同的 I2C 总线/SMBus。 PCA9555 的固定 I²C 总线地址与 PCA9554 相同，允许多达八个这些设备以任意组合共享相同的 I2C 总线/SMBus。

PCA9555的引脚功能如下：

PCA9555有如下特性：

工作电源电压范围为 2.3 V 至 5.5 V
5 V 耐压 I/O
极性反转寄存器
低电平有效中断输出
低待机电流
SCL/SDA 输入上的噪声滤波器
上电无故障
内部上电复位
16 个 I/O 引脚，默认为 16 个输入
0 Hz 至 400 kHz 时钟频率
ESD 保护超过 JESD22-A114 的 2000 V HBM、JESD22-A115 的 200 V MM 和 JESD22-C101 的 1000 V CDM
对超过 100 mA 的 JEDEC 标准 JESD78 进行闩锁测试
提供五种封装：SO24、SSOP24、TSSOP24、HVQFN24 和 HWQFN24

2、仿真电路原理图

3、仿真代码实现

本次实例使用到如下开源库：

Arduino-libraries-PCA9532

演示代码如下：

#define \_DEBUG

#ifdef \_DEBUG
  #define \_CONSOLE
  #define BAUDRATE 9600
#else
  #undef \_CONSOLE
#endif

#include "Arduino.h"
#include "PCA9555.h"

#define PCA9555\_INTERRUPT\_PIN 2 // PCA9555 interrupt on pin ~D11 (INT0)
#define PCA9555\_ADDRESS 0x20 // device address of PCA9555

PCA9555 pca9555 = PCA9555(2); // instance of PCA9555 without interrupt

void setup() {
  // pin initialization
  pinMode(PCA9555_INTERRUPT_PIN, INPUT_PULLUP); // pin initialization for PCA9555 interrupt input with internal pull-up resistor enabled
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(PCA9555_INTERRUPT_PIN), PCA9555_interruptHandler, FALLING); // enable interrupt handler for PCA9555 interrupt with falling edge trigger

  // initialize serial communication
#ifdef \_CONSOLE
  Serial.begin(BAUDRATE); // open serial communications with defined baudrate
  // loop not required for debug console only
  while (!Serial) {
   ; // wait until port is open (only necessary for native USB port)
  }
  delay(500);
#endif

  // initialize the PCA9555
  pca9555.begin(PCA9555_ADDRESS, &Wire); // initialization of the PCA9555
  for (uint8\_t i = 0; i < 16; i++){
    pca9555.pinMode(i, OUTPUT); // configure all pins as output
    pca9555.digitalWrite(i,LOW);
  }

#ifdef \_CONSOLE
  Serial.println("\nStarting application...");
  Serial.println("Application successfully started, all tasks are running");
#endif
}
int pin = 0;
void loop() {
  for(uint8\_t i = 0;i < 16;i++){
    pca9555.digitalWrite(i,HIGH);
    delay(100);
  }
  for(uint8\_t i = 0;i < 16;i++){
    pca9555.digitalWrite(i,LOW);
    delay(100);  
  }
}

void PCA9555\_interruptHandler() {
#ifdef \_DEBUG
  Serial.println("PCA9555 interrupt has occured");
#endif
}