IC PCF8574 là gì?Thông số kỹ thuật, sơ đồ chân, ứng dụng trong mạch
Nội dung chính [Hiện]
IC PCF8574 là một vi mạch tích hợp mở rộng đầu vào/đầu ra (I/O) 8 bit cho bus hai chiều hai dòng (I2C) được thiết kế để hoạt động với nguồn VCC từ 2,5V đến 6V. Vi mạch này cung cấp khả năng mở rộng I/O từ xa với mục đích chung cho hầu hết các họ vi điều khiển sử dụng giao diện I2C, bao gồm các tín hiệu đồng hồ nối tiếp (SCL) và dữ liệu nối tiếp (SDA).
PCF8574 có 8 đầu vào/đầu ra bán hướng (P0-P7), trong đó các đầu ra được chốt với khả năng điều khiển dòng điện cao để điều khiển trực tiếp các đèn LED. Mỗi đầu vào/đầu ra bán hai chiều có thể được sử dụng làm đầu vào hoặc đầu ra mà không cần sử dụng tín hiệu điều khiển hướng dữ liệu. Khi bật nguồn, các đầu vào/đầu ra sẽ ở trạng thái cao.
Vi mạch này có dải điện áp đầu vào rộng và có thể hoạt động trong phạm vi từ 2,5V đến 7V, phạm vi dòng điện đầu vào là 20mA và dòng điện đầu ra liên tục là 4mA. Vi mạch này có thể hoạt động trong phạm vi nhiệt độ lên đến 150 độ C. Ngoài ra, PCF8574 cũng hỗ trợ cả giao thức SPI tốc độ cao và tốc độ thấp, có nghĩa là nó có thể hoạt động ở tốc độ lên đến 100KHz.
IC PCF8574 là gì?
IC PCF8574 là một IC I/O mở rộng 8 bit có giao tiếp thông qua giao tiếp I2C (Inter-Integrated Circuit). IC này có thể được sử dụng để mở rộng số lượng đầu vào và đầu ra của một vi điều khiển, giúp nâng cao tính linh hoạt và khả năng mở rộng của hệ thống.
IC PCF8574 có thể được kết nối với nhiều thiết bị khác nhau như vi điều khiển, cảm biến, đèn LED và nhiều loại thiết bị khác. IC này cũng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng điều khiển từ xa, đặc biệt là trong các ứng dụng nhúng.
IC PCF8574 được thiết kế để hoạt động với điện áp thấp và tiêu thụ năng lượng thấp, làm cho nó trở thành một lựa chọn phổ biến trong các ứng dụng di động và động cơ. Ngoài ra, IC này còn có tính năng chống nhiễu, giúp giảm thiểu các tác động từ nhiễu và các tín hiệu nhiễu trong hệ thống.
Với tất cả các tính năng trên, IC PCF8574 được xem là một giải pháp đáng tin cậy và tiết kiệm chi phí cho các ứng dụng điện tử.
Xem thêm: IC TL074 là gì? Thông số kỹ thuật, sơ đồ chân và ứng dụng
Thông số kỹ thuật và đặc trưng của PCF8574
PCF8574 là một IC (integrated circuit) của hãng Philips (hiện đã được hãng NXP mua lại), là một bộ định tuyến/điều khiển đầu vào/đầu ra GPIO (general-purpose input/output) dùng giao tiếp với vi điều khiển thông qua giao tiếp I2C (Inter-Integrated Circuit).
Các đặc trưng và thông số kỹ thuật của PCF8574 bao gồm:
- Điện áp hoạt động: 2.5V đến 6V
- Số lượng đầu vào/đầu ra: 8 đầu
- Kiểu giao tiếp: I2C (tốc độ tối đa 100kHz)
- Điện trở kéo lên nội bộ: 100 kΩ
- Dòng tiêu thụ tĩnh: 10 µA
- Dòng tối đa trên mỗi chân: 25 mA
- Dòng tối đa của toàn IC: 125 mA
- Chế độ hoạt động: Active-High (chân vào ở mức logic HIGH) hoặc Active-Low (chân vào ở mức logic LOW)
- Điện trở nội: 1 kΩ (ở chế độ hoạt động Active-Low)
PCF8574 thường được sử dụng trong các ứng dụng liên quan đến đầu vào/đầu ra, ví dụ như bộ điều khiển đèn LED, bộ chuyển đổi đầu vào số thành đầu ra analog, hay bộ điều khiển bàn phím. Với giao tiếp I2C, PCF8574 có thể được kết nối với các vi điều khiển khác nhau, giúp đơn giản hóa việc thiết kế và giảm chi phí.
Sơ đồ chân PCF8574
- SDA và SCL là các chân giao tiếp I2C, được kết nối với các chân tương ứng trên vi điều khiển.
- INT là chân ngắt, được sử dụng để thông báo cho vi điều khiển khi có sự kiện xảy ra trên IC.
- A0, A1, A2 là các chân địa chỉ, được sử dụng để thiết lập địa chỉ của IC. Mỗi PCF8574 có thể có địa chỉ khác nhau bằng cách nối chân A0, A1, A2 với VCC hoặc GND.
- P0 đến P7 là các chân đầu vào/đầu ra GPIO. Các chân này có thể được cấu hình là đầu vào hoặc đầu ra thông qua việc ghi giá trị tương ứng vào thanh ghi trên IC.
Chú ý rằng chân VCC và GND phải được kết nối đúng cách để IC hoạt động đúng.
Cách sử dụng IC mở rộng IO PCF8574
Để sử dụng IC mở rộng IO PCF8574, trước tiên bạn cần kết nối IC với vi điều khiển thông qua giao tiếp I2C. Sau đó, bạn có thể sử dụng các lệnh ghi/đọc trên I2C để điều khiển các chân đầu vào/đầu ra trên IC.
Dưới đây là một số bước cơ bản để sử dụng IC PCF8574:
-
Thiết lập địa chỉ của IC: PCF8574 có thể có nhiều địa chỉ khác nhau bằng cách nối chân A0, A1, A2 với VCC hoặc GND. Bạn cần xác định địa chỉ của IC mà bạn muốn sử dụng và thiết lập địa chỉ đó trong mã lập trình của bạn.
-
Thiết lập chế độ hoạt động của các chân đầu vào/đầu ra: Các chân đầu vào/đầu ra trên IC PCF8574 được cấu hình thông qua việc ghi giá trị tương ứng vào thanh ghi trên IC. Nếu bạn muốn một chân là đầu vào, bạn cần ghi giá trị "1" vào thanh ghi tương ứng. Nếu bạn muốn một chân là đầu ra, bạn cần ghi giá trị "0" vào thanh ghi tương ứng.
-
Ghi giá trị vào các chân đầu ra: Để ghi giá trị vào các chân đầu ra trên IC, bạn cần gửi lệnh ghi trên I2C với giá trị tương ứng với trạng thái đầu ra của các chân. Ví dụ, nếu bạn muốn đặt chân P0 là "1" và chân P1 là "0", bạn có thể gửi giá trị "00000010" (tương ứng với 0b00000010) vào thanh ghi trên IC.
-
Đọc giá trị từ các chân đầu vào: Để đọc giá trị từ các chân đầu vào trên IC, bạn cần gửi lệnh đọc trên I2C và nhận về giá trị tương ứng. Giá trị này sẽ cho biết trạng thái hiện tại của các chân đầu vào trên IC.
Dưới đây là hình ảnh chi tiết từng bước để các bạn dễ hiểu hơn
PCF8574 là một vi mạch rất đơn giản và dễ sử dụng. Nếu bạn muốn sử dụng vi mạch này trong bảng mạch của mình, chỉ cần quan tâm đến hai điều. Đầu tiên, bạn cần thiết lập địa chỉ I2C bằng cách kết nối các chân A0, A1 và A2. Bạn có thể xem bảng dưới đây trong tài liệu để biết địa chỉ tương ứng với máy bay của bạn. Ảnh chụp màn hình của bảng đó được hiển thị bên dưới.
Tiếp theo, đầu ra của IC này được cấu hình cống mở nên các chân khác cần thêm một điện trở kéo lên để làm việc với chúng. Một sơ đồ ví dụ điển hình của thiết bị này được hiển thị bên dưới
Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ học cách sử dụng giao diện I2C, để làm việc với I2C, trước tiên bạn cần hiểu ba điều đầu tiên là Thông tin đo lường tham số không quá quan trọng bởi vì I2C tự đảm nhận nó.
Tiếp theo là sơ đồ thời gian cho địa chỉ và dữ liệu có chế độ đọc và ghi, biểu đồ thời gian cho chế độ đọc được hiển thị bên dưới,
Và trong biểu đồ thời gian bên dưới, chúng ta thấy thiết lập cho chế độ ghi,
Các lựa chọn thay thế hoặc tương đương của PCF8574
Dưới đây là một số lựa chọn thay thế hoặc tương đương của PCF8574:
-
MCP23008: Đây là một bộ điều khiển I/O nối tiếp với 8 chân I/O có thể lập trình được, cung cấp chức năng tương tự như PCF8574 với thêm nhiều tính năng mở rộng hơn. Nó có thể được sử dụng để mở rộng số lượng chân I/O của vi điều khiển hoặc các thiết bị khác.
-
MCP23017: Đây là một bộ điều khiển I/O nối tiếp với 16 chân I/O có thể lập trình được, cung cấp tính năng tương tự như PCF8574 và MCP23008 nhưng với số lượng chân I/O lớn hơn.
-
PCA9555: Đây là một bộ điều khiển I/O nối tiếp với 16 chân I/O có thể lập trình được, cung cấp các tính năng tương tự như PCF8574 và MCP23008 với thêm tính năng đọc dữ liệu ngược lại từ chân I/O.
-
MAX7313: Đây là một bộ điều khiển I/O nối tiếp với 16 chân I/O có thể lập trình được, cung cấp các tính năng tương tự như PCF8574 với tính năng thêm điều khiển độ sáng của LED thông qua các chân I/O.
Tất cả các bộ điều khiển I/O nói trên đều có thể được sử dụng để thay thế hoặc tương đương với PCF8574 trong các ứng dụng điện tử.
Ứng dụng của PCF8574
Vi mạch này được thiết kế để mở rộng số lượng đầu vào/đầu ra của vi điều khiển. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của PCF8574:
-
Điều khiển các thiết bị đầu ra từ xa: PCF8574 có thể được sử dụng để điều khiển các thiết bị đầu ra từ xa, như đèn LED, màn hình LCD và cả động cơ.
-
Tăng số lượng đầu vào/đầu ra của vi điều khiển: Vi điều khiển có thể chỉ có một số đầu vào/đầu ra, và đôi khi cần phải mở rộng số lượng này để kết nối với nhiều thiết bị hơn. PCF8574 giúp giải quyết vấn đề này bằng cách cung cấp thêm 8 đầu vào/đầu ra.
-
Điều khiển các thiết bị đèn LED trong đồ án điện tử: PCF8574 cũng có thể được sử dụng để điều khiển các thiết bị đèn LED trong đồ án điện tử, giúp cho việc kết nối và điều khiển trở nên đơn giản hơn.
-
Tăng tính ổn định của hệ thống: Khi số lượng thiết bị nối vào vi điều khiển tăng lên, điều này có thể làm giảm tính ổn định của hệ thống. PCF8574 giúp giải quyết vấn đề này bằng cách giảm tải trên các đầu vào/đầu ra của vi điều khiển.
Kết luận
Trên đây là những thông tin về các thông số kỹ thuật, sơ đồ chân, các cách sử dụng và ứng dụng của IC PCF8574 trong cuộc sống. Hy vọng những thông tin mà Điện Tử Số chia sẻ mang lại cho bạn đọc thêm những kiến thức bổ ích