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    Electrónica

    Conversión de expansores de bus I2C – EEWeb

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    Conversión de expansores de bus I2C - EEWeb
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    El PCAL6408A es un expansor de E/S de uso general de 8 bits que proporciona expansión de E/S remota a la mayoría de las familias de microcontroladores a través de una interfaz de bus I²C.

    Los expansores de E/S NXP brindan una solución simple cuando necesita E/S adicionales con interconexiones mínimas. Por ejemplo, aplicaciones móviles alimentadas por batería que se conectan a sensores, pulsadores, teclados y más. Un conjunto de GPIO simplifica la interconexión de procesadores que funcionan a un nivel de voltaje con dispositivos de E/S que funcionan a otro nivel de voltaje (generalmente más alto). El PCAL6408A incorpora la funcionalidad de cambio de nivel, lo que hace que estos dispositivos sean muy flexibles en entornos de señal mixta donde se requiere comunicación entre voltajes de E/S incompatibles.

    El amplio rango de VDD de 1,65 V a 5,5 V con rieles de suministro duales permite una comunicación fluida con microprocesadores y microcontroladores de bajo voltaje de próxima generación en el lado de la interfaz (SDA/SCL) y periféricos de mayor voltaje en el lado del puerto.

    El PCAL6408A tiene dos voltajes de fuente de alimentación, VDD (bus I2C) y VDD (P). VDD (bus I2C) proporciona el voltaje de suministro de energía para la interfaz en el lado maestro (como un microcontrolador) y VDD (P) proporciona energía para el circuito central y el puerto P. El PCAL6408A proporciona traducción de nivel de voltaje bidireccional. Vía VDD (bus I2C). VDD (bus I2C) debe conectarse a VDD en la línea SCL/SDA externa. Esto indica el nivel de VDD del bus I²C al PCAL6408A, y el nivel de voltaje del puerto P del PCAL6408A está determinado por VDD(P).

    El PCAL6408A incluye el conjunto de registros PCA6408A de configuración de 8 bits, entrada, salida y registros de inversión de polaridad, además el PCAL6408A tiene una función adicional, E/S ágil, diseñada específicamente para mejorar la E/S. Estas características adicionales incluyen fuerza de control de salida programable, entradas enclavables, resistencias pull-up/pull-down programables, interrupciones enmascarables, registros de estado de interrupción y salidas programables de drenaje abierto o push-pull. El PCAL6408A es un reemplazo pin por pin del PCA6408A, pero el PCAL6408A se enciende con todas las interrupciones de E/S enmascaradas. Este valor predeterminado de máscara permite que la placa se active sin interrupciones falsas durante el encendido.

    En el momento del encendido, las E/S se configuran como entradas. Sin embargo, el maestro del sistema puede habilitar E/S como entrada o salida escribiendo en los bits de configuración de E/S. Los datos de cada entrada o salida se mantienen en el registro de entrada o salida correspondiente. La polaridad de los registros del puerto de entrada se puede invertir usando el registro de inversión de polaridad, ahorrando una puerta lógica externa. Las resistencias pullup y pulldown programables eliminan la necesidad de componentes discretos.

    El maestro del sistema puede restablecer el PCAL6408A afirmando la entrada de REINICIO BAJA en el caso de un tiempo de espera u otro comportamiento inadecuado. Un reinicio de encendido pone los registros en su estado predeterminado e inicializa la máquina de estado del bus I²C/SMBus. El pin RESET hace el mismo reinicio/inicialización sin apagar el dispositivo.

    La salida de interrupción de drenaje abierto (INT) del PCAL6408A se activa cuando el estado de entrada difiere del estado del registro del puerto de entrada correspondiente y se utiliza para indicar al maestro del sistema que el estado de entrada ha cambiado.

    INT se puede conectar a la entrada de interrupción de un microcontrolador. Al enviar una señal de interrupción en esta línea, la E/S remota puede notificar al microcontrolador si hay datos entrantes en el puerto sin tener que comunicarse a través del bus I2C. Por lo tanto, PCAL6408A puede seguir siendo un simple dispositivo esclavo. Una función de bloqueo de entrada mantiene o bloquea el estado de un pin de entrada y mantiene el valor lógico que creó la interrupción hasta que el maestro esté listo para atender la interrupción. Esto minimiza la respuesta del servicio de interrupción del host a las entradas de movimiento rápido.

    La salida del puerto P del dispositivo tiene una capacidad de sumidero de 25 mA para controlar directamente un LED mientras consume poca corriente del dispositivo.

    Se puede usar un solo pin de hardware (ADDR) para programar y cambiar la dirección fija del bus I²C, lo que permite que hasta dos dispositivos compartan el mismo bus I²C o SMBus.

    Características y Beneficios

    • Expansor de bus I²C a puerto paralelo
    • Rango de tensión de alimentación de funcionamiento 1,65 V a 5,5 V
    • Permite la traducción bidireccional del nivel de voltaje y la expansión GPIO entre:
      • SCL/SDA de 1,8 V y puerto P de 1,8 V, 2,5 V, 3,3 V o 5 V
      • SCL/SDA de 2,5 V y puerto P de 1,8 V, 2,5 V, 3,3 V o 5 V
      • SCL/SDA de 3,3 V y puerto P de 1,8 V, 2,5 V, 3,3 V o 5 V
    • SCL/SDA de 5 V y puerto P de 1,8 V, 2,5 V, 3,3 V o 5 V
    • El consumo de corriente en espera es tan bajo como 1 μA
    • La acción del disparador Schmitt ralentiza las transiciones de entrada y mejora la inmunidad al ruido de conmutación en las entradas SCL y SDA.
      • Vhys = 0,18 V (típico) a 1,8 V
      • Vhys = 0,25 V (típico) a 2,5 V
      • Vhys = 0,33 V (típico) a 3,3 V
      • Vhys = 0,5 V (típico) a 5 V
    • Puertos de E/S tolerantes a 5V
    • Entrada de reinicio activo-BAJO (RESET)
    • Salida de interrupción activa-baja de drenaje abierto (INT)
    • Bus I²C de modo rápido de 400 kHz
    • Restablecimiento de encendido interno
    • Encendido con todos los canales configurados como entradas
    • Sin fallas al encender
    • Filtro de ruido para entrada SCL/SDA
    • Salida bloqueada con capacidad de accionamiento máxima de 25 mA para LED de accionamiento directo
    • El rendimiento de enclavamiento supera los 100 mA según JESD 78, Clase II
    • La protección ESD supera JESD 22.
      • Modelo de cuerpo humano de 2000 V (A114-A)
      • Modelo compatible con carga de 1000 V (C101)
    • Paquetes ofrecidos: HVQFN16, TSSOP16, XQFN16

    Capacidades de E/S ágiles

    • El software es compatible con PCA6408A y las interrupciones se desactivan al encender
    • Reemplazo directo pin a pin para PCA6408A
    • Configuración del puerto de salida: etapa de salida push-pull o drenaje abierto seleccionable por banco
    • Estado de interrupción: el registro de solo lectura identifica la fuente de la interrupción
    • Funciones de programación de E/S bit a bit:
      • Fuerza de la unidad de salida: Cuatro fuerzas de unidad programables reducen los tiempos de subida y bajada en aplicaciones de baja capacitancia.
      • Bloqueo de entrada: un cambio en el valor de un registro del puerto de entrada se mantiene hasta que se lee el registro del puerto de entrada.
      • Activación de pullup/pulldown: entrada flotante o activación de resistencia pullup/pulldown
      • Selección pull-up/pull-down: selección de resistencia pull-up/pull-down de 100 kΩ
      • Enmascaramiento de interrupciones: el enmascaramiento evita que se generen interrupciones cuando las entradas cambian de estado, lo que evita interrupciones espurias.

    Para obtener más información sobre los dispositivos de bus I2C de NXP, consulte el siguiente enlace.
    http://www.nxp.com/campaigns/i…

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