PCF8574T I/O Expander Guide
2024-10-09 1491

PCF8574Tは、NXP半導体の作成であるI2C-BUS向けに設計された8ビットI/Oエキスパンダーです。Modern Electronicsのこの適応可能なデバイスは、拡張された入力/出力機能を提供し、回路設計を簡素化します。データシート、アプリケーション、メーカーの詳細、サーキット設計の微妙さ、パッケージタイプに関する洞察は、さまざまなプロジェクトで効果的な利用のためです。PCF8574Tは、I2C-Bus I/O拡張器の間で傑出したコンポーネントとして登場します。その堅牢な設計と詳細な技術文書は、多様なアプリケーション全体で膨大な可能性を解き放ちます。データシートの仕様、回路設計、パッケージタイプを細心の注意を払って検討することにより、その最大の可能性を活用して、エレクトロニクス設計の革新的で効率的なソリューションを促進できます。

カタログ

PCF8574T I/O拡張ボード

PCF8574T I/O拡張ボードは、I2C-Bus専用に設計された8ビットI/Oエキスパンダーとして動作します。この構成により、最大8つの拡張ボードが単一のI2Cバスに接続でき、最大64のI/Oポートを総合的に管理できます。ボードのセットアップは、ピンヘッダーとコネクタを介して複数のモジュール接続を合理化します。さらに、オンボードポテンショメータにより、LCDバックライトを正確に調整できますが、ジャンパーキャップは効率的なエネルギー管理のLEDスイッチを監督します。I/Oポートの場合、大きな利益をもたらします。

拡張プロセスを簡素化するシームレスなモジュール性を称賛しました。このモジュラー設計は、システム全体の設計に過度の複雑さを追加することなく、I/Oポートのスケーリングが必要なプロジェクトで非常に貴重であることが証明されています。オンボードポテンショメータは、LCDバックライトの調整における役割に感謝しています。この機能は、ディスプレイを微調整する方法を提供し、変動する照明条件下で読みやすさを向上させます。

PCF8574T I/O拡張ボードは、多様な電子プロジェクト全体でI/O機能を強化します。LCDバックライト調整やLEDスイッチ制御などの機能によって補完されるモジュラー設計は、かなりの柔軟性と監視を提供します。拡大、アプリケーション、および専門家のアドバイスを拡大可能な電子システムのサポートにおけるその役割を示しています。

PCF8574T CADモデル

PCF8574Tマイクロコントローラーは、複数のCADモデルを提供することにより、ユーティリティを強化します。具体的には、これらにはシンボル、フットプリント、3Dモデルが含まれます。これらの要素は、洗練された設計ソフトウェアへの統合を可能にすることにより、よりスムーズな設計プロセスに貢献し、最終的に効果的なプロトタイピングと開発を支援します。

シンボルモデル

シンボルモデルは、概略図でPCF8574Tのグラフィカルな表現を提供します。事前に定義されたシンボルモデルは、設計時間を著しく短縮し、プロトタイプの機能的およびパフォーマンスの質に焦点を当てることができることがわかります。

フットプリントモデル

フットプリントモデルは、PCB設計におけるPCF8574Tの正確な物理レイアウトパターンを提供します。これらのモデルは、滑らかな信号の流れとデバイスの安定性のための正しい配置と接続ポイントを確保します。実際には、正確なフットプリントモデルは、コストのかかる製造ミスを防ぐことができ、それによりリソースの割り当てを最適化することができます。

3Dモデル

3Dモデルは、仮想3D環境内のPCF8574Tの具体的な視覚化を提供します。この機能により、さまざまな機械的コンポーネントとのマルチアングル検査と互換性チェックが可能になります。

PCF8574Tピンアウトと構成

PCF8574Tは、マイクロコントローラーを複雑ではない末梢回路に接続するI²C-Busのインターフェイスブリッジとして機能します。この強力なデバイスは、8ビットの準双方向I/Oポート（P0-P7）、I²C-BUSインターフェイス（SCLおよびSDA）、および必須電源ピン（VCCおよびGND）を備えています。

ピン番号	ピン名	説明
1	A0	アドレス入力0
2	A1	アドレス入力1
3	A2	アドレス入力2
4	P0	準双方向I/O 0
5	P1	準双方向I/O 1
6	P2	準双方向I/O 2
7	p3	準双方向I/O 3
8	VSS	供給地
9	P4	準双方向I/O 4
10	p5	準双方向I/O 5
11	p6	準双方向I/O 6
12	p7	準双方向I/O 7
13	int	割り込み出力（アクティブロー）
14	SCL	シリアルクロックライン
15	SDA	シリアルデータライン
16	VDD	供給電圧

パワーとグラウンド接続

ピンVCCはICに電力を供給し、2.5Vから6Vの安定した供給電圧に接続する必要があります。PIN GNDは、ICのグランドリターンとして機能し、システムグラウンドに接続する必要があります。このアプリケーションでは、信頼できるパフォーマンスのための安定したノイズのない電源を確保します。電力障害は、接続された周辺機器の不安定な行動を引き起こすことがよくあります。これは、トラブルシューティング段階でしばしば経験される実現です。

I²C-Busインターフェイスピン

SCL（シリアルクロック）とSDA（シリアルデータ）ピンは、マイクロコントローラーとPCF8574Tの間の通信導管として機能します。これらのピンの適切なプルアップ抵抗器が必要です。このような抵抗器は、通信エラーを防ぎ、信号の完全性を維持し、I²Cバスシステムで一般的で信頼できる実践です。

I/Oポートピン（P0-P7）

ピンP0からP7は、入力または出力として個別に構成できる8ビット準双方向I/Oポートを構成します。これらの汎用性の高いピンは、LED、リレー、または読み取りセンサー状態を制御できます。各ポートピンには、弱い内部プルアップ抵抗器が付属しています。入力として設定すると、ピンは周辺機器に直接接続できます。これらのピンの思慮深い構成は、ソフトウェアの複雑さとハードウェアコストの両方を削減し、設計効率を高めることができます。

アドレスピンの構成

3つのアドレスピン（A0、A1、およびA2）を使用すると、PCF8574Tを使用すると、最大8つのデバイスが同じI²Cバスで接続でき、アドレスの競合を回避できます。これらのピンの適切な割り当てと配線により、複数のデバイスがシームレスに共存します。この機能は、システム設計に柔軟性とスケーラビリティをもたらします。

I/Oポート特性

I/Oポートの準双方向性は、高く設定すると電流を調達し、低く設定すると電流を沈めることができることを意味します。この特徴は、インターフェースを簡素化し、外部コンポーネントの必要性を減らします。これらのポートで設計すると、プログラマーはしばしば、正しいポート構成が意図しない信号競合を防ぎ、設計フェーズとテストフェーズの両方を合理化できることを発見します。

仕様

タイプ	パラメーター
工場のリードタイム	7週間
パッケージ /ケース	16-SOIC（0.295、7.50mm幅）
I/OSの数	8
パッケージング	チューブ
JESD-609コード	E4
水分感度レベル（MSL）	2（1年）
端子仕上げ	ニッケル/パラジウム/金（NIPD/AU）
端子位置	デュアル
ピークリフロー温度（CEL）	260
端子ピッチ	1.27mm
ベースパーツ番号	PCF8574
JESD-30コード	R-PDSO-G16
出力タイプ	プッシュプル
インタフェース	I2C
ビット数	8
電流電源を供給します	0.1mA
割り込み出力	はい
特徴	por
身長が座っている（最大）	2.86mm
ROHSステータス	ROHS準拠
取り付けタイプ	表面マウント
表面マウント	はい
動作温度	-40°C〜85°C
公開	1997年
パーツステータス	アクティブ
終端の数	16
電圧 - 供給	2.5V〜8V
端子形式	カモメの翼
供給電圧	5V
time@peak refwow temp-max（s）	指定されていない
ピンカウント	16
資格ステータス	資格がない
電源	3/5V
ポートの数	1
クロック周波数	100kHz
外部データバス幅	1
現在 - 出力ソース/シンク	300μA25mA
長さ	10.3mm
幅	7.5mm

NXPのPCF8574T/3,512は、その詳細な技術仕様と適応可能なパラメーターで注目に値し、同様のコンポーネントとうまく統合されています。いくつかの特徴的な機能が、さまざまなアプリケーションにわたる汎用性に貢献しています。

電気的特性

2.5V〜6.0Vの電圧範囲内で動作するPCF8574T/3,512は、多様な電力環境にスムーズに調整されます。この適応性により、最小限の変更で簡単なシステム統合が可能になります。その低い現在の消費は、バッテリー操作のデバイスに非常に適しています。入力と出力の電流特性は、さまざまな負荷条件下での堅牢なパフォーマンスと信頼できる操作を支持します。さらに、デバイスの電気回復力は、複雑な回路での追加の保護を提供し、耐久性と信頼性の両方を向上させます。

インターフェイスと通信機能

PCF8574T/3,512には、マイクロコントローラーやその他のデジタルシステムとのシームレスな通信を保証するI2Cインターフェイスが装備されています。I2Cバスは、配線の複雑さを減らし、しっかりとしたエラー処理を提供することにより、統合をよりスムーズで信頼性を高めます。これらの観察結果は、I2Cの汎用性により、緊密な環境でスペースとリソースを最適化する2つの通信ラインを使用して複数の周辺機器を管理できることを示しています。

運用パフォーマンス

PCF8574T/3,512は、マイクロコントローラーのI/O容量を強化し、より多くのマイクロコントローラーピンを必要とせずに、追加のセンサーまたはアクチュエーターとインターフェイスするシステムの能力を拡大します。デバイスの高速応答時間により、高速通信と制御を必要とするアプリケーションのための効率的なリアルタイムデータ処理と管理が保証されます。

PCF8574Tの機能

PCF8574Tは、多様なアプリケーションでのユーティリティを強化する汎用性の高い機能のブレンドを紹介しています。これらには、I2Cから平行ポートエキスパンダー、信頼性の高い100 kHz標準モードI2C-BUSインターフェイス、2.5V〜6Vに及ぶ適応可能な動作電圧範囲としての役割が含まれます。以下は、これらの機能に関する包括的な詳細です。

i2cから平行ポートエキスパンダー

PCF8574Tは、I2Cから並列ポートエキスパンダーとして効果的に動作し、I/O機能を拡張し、複雑な回路設計を合理化します。この機能を使用すると、設計のリソース効率を最大限に達成することで、多数の追加コンポーネントが必要になります。

I2C-Busインターフェイス

100 kHzの標準モードで操作を実行すると、PCF8574TのI2C-BUSインターフェイスにより、マスターと複数のスレーブデバイス間のスムーズな通信が保証されます。これにより、ホームオートメーションシステムや産業制御ユニットなど、多様なアプリケーションへのシームレスな統合が容易になります。

動作電圧範囲

このデバイスは、2.5Vから6Vの汎用性の高い動作電圧の範囲をサポートしており、さまざまなエネルギー源に適応できます。これは、電圧の安定性と柔軟性を要求するプロジェクトを課せられた場合に有利です。これは、ポータブルおよびバッテリー操作のデバイスで顕著です。

8ビットリモートI/Oピン

スタートアップ時に入力モードにデフォルトの8ビットのリモートI/Oピンを使用すると、PCF8574TはLEDなどの周辺デバイスを直接制御できます。80 mAの総シンク電流機能により、出力の堅牢な処理が保証され、高電流タスクさえ効率的に管理します。

アクティブローオープンドレイン割り込み出力

アクティブな低オープンドレイン割り込み出力により、デバイスはピン状態の変更時にマスターコントローラーに通知できます。これにより、システムの応答性が向上し、一定のポーリングが最小限に抑えられ、より電力効率の高い丁寧なソリューションが提供されます。

プログラム可能な奴隷アドレス

8つのプログラム可能なスレーブアドレスを装備したPCF8574Tは、複数の拡張器を必要とするネットワークアーキテクチャに簡単に統合できます。この機能により、高いスケーラビリティとさまざまなコントロールを必要とするシステムが、複雑さを減らして効率的に設計することができます。

低いスタンバイ電流消費

低い現在の消費により、PCF8574Tは省エネを強調するアプリケーションに適しています。この特性は、ポータブルエレクトロニクスと長期監視システムで特に有益であり、電力効率は延長された運用期間に直接変換されます。

動作温度範囲

-40°C〜 +85°Cの動作温度範囲により、PCF8574Tは極端な環境と暑い環境の両方で確実に機能し、さまざまな産業用および消費者用途に汎用性があります。この属性は、多様な気候条件で使用することを目的とした製品の作成をサポートしています。

ESDおよびラッチアップ保護

PCF8574Tは、2,000V HBMおよび1,000V CDMを超える優れた静電放電（ESD）保護を提供し、100 Maを超えるラッチアップテストの優れた性能を提供します。このレベルの保護により、静電干渉と電力サージを受けやすい環境であっても、デバイスの信頼性と寿命が保証されます。

PCF8574T代替

- PCF8574AT/3,518

- PCF8574T/3,512

- PCF8574ADW

-PCF8574AT/3,512

-PCF8574AT/3,512

- PCA9554AD、112

PCF8574T回路

PCF8574 I/O Expanderは、I2C LCDディスプレイの使用可能なピンを2つの主要なピン、SDAとSCLを活用することにより拡張します。この拡張メカニズムは、P0からP7からラベル付けされた最大8つの追加ピンを追加します。LCDデータピン（RS、RW、E、D4、D5、D6、およびD7）は、PCF8574の対応するピンに複雑に接続されています。

この構成により、設計プロセスが簡素化され、複数のI/O操作が必要なプロジェクトに柔軟性とスケーラビリティが向上します。特に複数のI2Cデバイスが単一のバスに共存する場合、アドレスピンを慎重に設定すると、競合を回避できることがわかりました。このような細心の環境は、デバイスの互換性とシームレスな操作が範囲内にあることを知って、具体的な安心感を与えます。

PCF8574Tメーカー

NXP Semiconductors N.V.は、半導体の設計と製造の分野で賞賛されている企業です。その本部は、オランダのアインドホーフェンにあります。同社は、30か国以上に広がる約29,000人の人々を雇用しており、強力な世界的なフットプリントをマークしています。もともと、NXPは2006年にフィリップスからのスピンオフとして登場しました。2010年には、ティッカーシンボルNXPIとともに公開された会社に移行しました。同社の身長とポートフォリオは、2015年にFreescale Semiconductorとの合併から後押しを受けました。

2016年、クアルコムはNXPの取得に大きな関心を示しました。しかし、規制上の課題により、この買収の試みは2018年に最終的に放棄されました。戦略的合併を実行しながら市場の拡大と規制の状況をナビゲートするNXPの能力は、その回復力と適応性を示しています。

PCF8574Tブロック図

PCF8574T I/O Expanderの内部構造と動作を詳細に理解するには、典型的なブロック図を参照してください。PCF8574Tは多用途のI/Oエキスパンダーとして機能し、多様なアプリケーション全体のマイクロコントローラーのI/O機能を強化します。産業用自動化、ホームオートメーション、および家電製品を考えてみてください。これらの分野はすべて、その能力を活用できます。ブロック図を掘り下げると、内部コンポーネントがどのように調和して機能するかについて、シームレスなI/Oの拡張を確保します。

入力フィルターは、受信した信号にノイズとグリッチがないことを確認します。このフィルタリングは、信頼できるI/O操作に不可欠です。入力を安定化すると、クリーン信号のみが内部回路に進行することが保証されます。通信バックボーンとして機能するI2Cインターフェイスにより、PCF8574Tとホストマイクロコントローラー間の相互作用が可能になります。標準のI2Cプロトコルを細心の注意を払って処理し、堅牢で効率的なデータ転送プロセスを確保し、システム全体のパフォーマンスを向上させます。制御ロジックは、PCF8574Tの運用動作を調整します。I2Cインターフェイスからコマンドを解読し、マイクロコントローラーとI/Oピン間のデータフローを管理します。このコンポーネントは、エキスパンダーがファームウェアの指示に従って意図した状態と運用を正確に反映することを保証します。その内部アーキテクチャを理解することは、さまざまなアプリケーションでのこのI/O Expanderの使用を最適化することに貴重なものです。

同等の仕様のある部品

部品番号	PCF8574T/3,512	PCF8574AT/3,518	PCF8574AT/3,512	PCF8574ADW	PCA9554AD、112
メーカー	NXP USA Inc.	NXP USA Inc.	NXP USA Inc.	テキサスの楽器	NXP USA Inc.
パッケージ /ケース	16-SOIC（0.295、7.50mm幅）	16-SOIC（0.295、7.50mm幅）	16-SOIC（0.295、7.50mm幅）	16-SOIC（0.295、7.50mm幅）	16-SOIC（0.295、7.50mm幅）
インタフェース	I2C	I2C	I2c、smbus	I2C	I2C
供給電圧	5V	5V	3V	5V	5V
テクノロジー	CMOS	CMOS	CMOS	CMOS	CMOS
端子ピッチ	1.27mm	1.27mm	1.27mm	1.27mm	1.27mm
ピンカウント	16	16	16	16	16
幅	7.5mm	7.5mm	7.5mm	7.5mm	7.5mm
ポートの数	1	1	1	1	1

リストされているオプションから適切なI/Oエキスパンダーを選択するには、意図したアプリケーションの特定の要件と制限を詳細に理解する必要があります。電圧耐性、熱性能、補完的なコンポーネントとの互換性の違いは、設計の全体的な機能と信頼性に大きく影響する可能性があります。これらの考慮事項は、最終製品の効率と信頼性の両方に影響を与える可能性があります。