PCF8574TS/F3是一款由NXP Semiconductors生产的8位I/O扩展器,专为通过I2C总线(Inter-Integrated Circuit)接口扩展微控制器或微处理器的并行I/O能力而设计。该器件属于PCF8574系列,采用TSSOP16封装(TS表示TSSOP),/F3通常代表其卷带包装规格,适用于自动化贴片生产。PCF8574TS/F3能够在低电压下工作,支持标准和快速模式的I2C通信协议,典型应用包括LCD显示器控制、键盘接口、LED驱动以及简单的数字输入/输出扩展。该芯片具备一个双向开漏I/O端口,每个引脚均可独立配置为输入或输出,且在作为输入使用时可通过外部上拉电阻实现电平检测。器件内部集成了斜率限制输出级,有助于减少EMI(电磁干扰),提高系统可靠性。此外,PCF8574TS/F3具有低静态电流消耗,适合电池供电或对功耗敏感的应用场景。其地址引脚(A0-A2)允许在同一条I2C总线上连接最多8个PCF8574设备,从而实现多点I/O扩展而无需额外的选通逻辑。由于其简单易用、成本低廉且兼容性强,PCF8574TS/F3被广泛应用于消费电子、工业控制、家用电器和嵌入式系统中。
工作电压范围:2.5V ~ 6.0V
输出电流能力:每个I/O引脚最大25mA(灌电流)
待机电流:典型值10μA
I2C总线速度:标准模式(100kHz),快速模式(400kHz)
工作温度范围:-40°C ~ +85°C
封装类型:TSSOP16
引脚数:16
I2C地址可编程位数:3位(A0, A1, A2)
最大总线电容负载:400pF
输出结构:开漏输出
输入电平兼容性:5V tolerant I/Os
PCF8574TS/F3的核心特性之一是其基于I2C总线的串行通信接口,使得仅需两个引脚(SCL和SDA)即可实现与主控MCU的数据交互,极大节省了主控芯片的GPIO资源。当主机向PCF8574写入数据时,数据被锁存在输出寄存器中,并驱动对应的I/O引脚状态;当读取数据时,芯片会返回当前I/O引脚的状态,适用于监测外部开关或传感器信号。该器件内部包含一个地址解码逻辑,通过三个硬件地址引脚A0、A1和A2的不同电平组合,可以设置8种不同的I2C从机地址,允许多达8个PCF8574设备挂载在同一I2C总线上,从而实现最多64个额外的I/O引脚扩展。这种灵活性使其非常适合需要大量数字I/O但主控资源有限的系统。
另一个重要特性是其低功耗设计。在正常工作状态下,静态电流非常低,典型值仅为10μA左右,这使得它特别适合用于便携式设备或长期运行的嵌入式系统。同时,器件支持宽电压工作范围(2.5V至6.0V),能够兼容3.3V和5V逻辑系统,增强了系统的互操作性。所有I/O引脚均具有5V耐压能力,即使在3.3V供电时也能安全地连接到5V信号源,避免了电平转换电路的需求。
PCF8574TS/F3还具备良好的抗噪能力和稳定性。其I2C接口内置噪声滤波器,能够在嘈杂环境中可靠通信。开漏输出结构要求外部上拉电阻,虽然增加了少量外围元件,但也提供了更高的电平适配灵活性和总线驱动能力。此外,该芯片采用TSSOP-16小型化封装,节省PCB空间,便于高密度布局,适用于紧凑型电子产品设计。
PCF8574TS/F3广泛应用于需要I/O端口扩展的各种电子系统中。在人机界面(HMI)设备中,常用于驱动字符型LCD模块的并行控制信号,如RS、E、R/W等,配合少量I2C引脚即可实现完整的LCD控制功能,简化了主控设计。在键盘矩阵扫描应用中,它可以作为行或列的驱动/读取端口,实现多按键输入检测,适用于小尺寸键盘或控制面板。此外,在LED指示灯阵列或数码管显示系统中,该芯片可用于直接驱动多个LED,减轻主处理器负担。
工业控制领域也大量采用PCF8574TS/F3进行远程I/O扩展,例如PLC扩展模块、传感器信号采集接口或继电器控制板。由于其支持多设备共用总线,可在一条I2C链路上分布多个节点,实现分布式控制。在智能家居设备中,如温控器、照明控制器或安防面板,该芯片用于连接按钮、开关和状态指示灯,提升系统集成度。消费类电子产品如电视、音响、洗衣机等也利用其低成本和高可靠性来管理用户输入和输出反馈。
此外,由于其易于集成和丰富的开发支持(如Arduino、STM32等平台均有成熟库函数),PCF8574TS/F3也成为教育实验和原型开发中的常用器件,帮助工程师快速验证I/O扩展方案。
PCA8574TS/F3
PCF8574APW
PCA8574ATPW
MCP23008-E/P