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PCF87750E 发布时间 时间:2025/12/27 21:58:28 查看 阅读:18

PCF87750E 是一款由 NXP Semiconductors(恩智浦半导体)推出的通用型 I2C 总线接口的 I/O 扩展器,专为微控制器系统设计,用于扩展其可用的数字输入/输出引脚。该器件通过标准 I2C 协议与主控制器通信,允许在资源有限的 MCU 上增加额外的 GPIO(通用输入/输出)功能。PCF87750E 属于 PCF857x 系列产品线的一部分,特别适用于需要低功耗、小封装和高集成度的应用场景。该芯片具备 16 位远程 I/O 端口,可配置为输入或输出,每一位均可独立控制,并支持热插入和电平转换功能。其内部寄存器结构支持输入、输出和极性反转寄存器,便于灵活配置和状态读取。PCF87750E 采用 24 引脚 TSSOP 封装,工作电压范围宽(通常为 2.3V 至 5.5V),能够在工业级温度范围内稳定运行(-40°C 至 +85°C)。由于其兼容性强、接口简单且无需外部元件即可工作,PCF87750E 被广泛应用于消费电子、工业控制、家用电器以及通信设备中作为按键扫描、LED 驱动或多路信号采集的解决方案。

参数

型号:PCF87750E
  制造商:NXP Semiconductors
  通信接口:I2C/SMBus
  工作电压:2.3V ~ 5.5V
  工作温度范围:-40°C ~ +85°C
  I/O 数量:16 位
  封装形式:TSSOP-24
  I2C 地址数量:最多 8 个可选地址(通过硬件引脚设置)
  最大时钟频率:400 kHz(快速模式)
  驱动能力:每个输出引脚可提供最高 25mA 的灌电流(sink current)
  逻辑电平兼容性:支持 1.8V, 2.5V, 3.3V 和 5V 系统接口
  静态电流:典型值低于 100μA
  待机电流:小于 10μA
  内部上拉电阻:有(可配置)
  输出类型:开漏(open-drain)或推挽式(根据型号变体)
  寄存器类型:输入寄存器、输出寄存器、极性反转寄存器、配置寄存器

特性

PCF87750E 的核心优势在于其高度集成的 I/O 扩展能力与简洁的 I2C 接口设计。它提供了 16 个可编程的通用输入/输出引脚,这些引脚可以单独配置为输入或输出模式,极大提升了系统的灵活性。每个引脚的状态可以通过写入输出寄存器来设定,而输入状态则可通过读取输入寄存器实时获取。此外,该芯片内置极性反转寄存器,允许用户在软件层面翻转输入信号的逻辑极性,从而避免在硬件层面修改电路连接。这一特性在调试阶段尤其有用,能够显著缩短开发周期。
  PCF87750E 支持标准 I2C 总线协议,兼容 100 kHz 和快速模式下的 400 kHz 通信速率,确保了与主流微控制器之间的高效数据交换。其 I2C 地址可通过三个硬件地址引脚(A0–A2)进行设置,最多支持 8 个不同地址,允许多达 8 片 PCF87750E 同时挂接在同一 I2C 总线上,实现多达 128 个扩展 I/O 的系统架构。这种多设备级联能力使其非常适合大型控制系统中的分布式 I/O 管理。
  该器件具有出色的电源管理性能,在正常工作状态下静态电流极低,而在待机或休眠模式下电流进一步降低至微安级别,因此非常适合电池供电或对能效要求较高的嵌入式系统。其宽电压工作范围(2.3V–5.5V)使得它可以无缝集成到多种供电环境中,无论是 3.3V 还是 5V 系统都能稳定运行。同时,芯片内部集成了上拉电阻,减少了对外部元件的依赖,降低了整体 BOM 成本并节省 PCB 空间。
  PCF87750E 还具备良好的电气鲁棒性,支持热插拔操作,防止因带电插拔导致的数据冲突或总线锁定问题。其输出结构通常为开漏形式,便于实现电平转换和线与逻辑功能,适用于驱动 LED、继电器、开关检测等多种外设。所有引脚均具备过压保护和 ESD 抗扰能力,符合工业级可靠性标准,确保在复杂电磁环境下长期稳定运行。

应用

PCF87750E 广泛应用于各类需要扩展数字 I/O 的电子系统中。在消费类电子产品中,常用于键盘矩阵扫描、按钮状态读取和小型 LCD 背光控制等场景,例如电视遥控器、智能家居面板和便携式音频设备。其低功耗特性和紧凑封装使其成为移动设备和可穿戴产品中理想的 I/O 扩展方案。
  在工业自动化领域,PCF87750E 被用于 PLC(可编程逻辑控制器)、远程 I/O 模块和传感器接口板中,负责采集多个开关量信号或控制指示灯、继电器动作。由于其支持多设备级联,可在同一总线下构建模块化控制系统,提升系统的可扩展性与维护便利性。
  在家用电器方面,如洗衣机、微波炉、空调控制面板等,PCF87750E 可替代传统移位寄存器或专用按键扫描 IC,简化设计复杂度并提高响应速度。其 I2C 接口也便于与主控 MCU 实现双向通信,实现故障诊断和状态反馈功能。
  在通信设备和网络基础设施中,该芯片可用于状态指示灯管理、拨码开关读取以及电源管理单元的辅助控制信号处理。此外,因其良好的电平兼容性,PCF87750E 还常被用于不同电压域之间的信号桥接,实现 3.3V 与 5V 系统间的无缝通信。总体而言,凡是在微控制器 GPIO 资源受限但又需较多数字接口的场合,PCF87750E 都是一个可靠且经济高效的解决方案。

替代型号

PCA9555PW

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