如何使用 I2C 总线进行简单的卡维护和控制

PCA9500 和 PCA9501 是通用的维护和控制设备。这两款器件均具有完全可编程的 I2C 总线串行转 8 位并行端口扩展器和内部 256 × 8 EEPROM。PCA950x 器件对于 EEPROM 和 I/O 扩展器具有不同的 I2C 总线地址。PCA9500 具有三个地址引脚，允许多达 8 个设备共享公共的两线 I2C 串行数据总线，而 PCA9501 具有六个地址引脚，从而允许多达 64 个设备共享总线。

PCA9501 还具有一个中断引脚 (INT)，可将其馈送到微控制器的中断逻辑。通过在这条线上发送中断信号，远程 I/O 可以通知微控制器其端口上的数据是否发生变化，而无需通过 I2C 总线进行通信。这为芯片提供了一种主功能，但它仍然是一个简单的从设备。这两款器件均使用 2.5 V 至 3.6 V 之间的低电源电压，支持带电插入，并以高达 400 kbit/s 的速度运行。

下面的示意图代表了 PCA9500 和 PCA9501 的基本构建块的图表。

图 1 PCA9500 框图

图 2 PCA9501 框图

家庭申请和福利

一般而言，PCA950x 可跨卡用于多机架系统、电信交换设备、蜂窝基站、远程访问系统以及基本上适用于 I2C 总线架构的任何系统。

这些部件可用于其他设备的维护、控制、监视和配置，也可用于通信、诊断、故障状态信号发送和测试。8 个通用准双向数据引脚可独立分配为输入或输出，以监控板级状态或激活 LED 等指示设备。EEPROM 可用于存储错误代码或电路板制造数据，以便应用软件回读以进行诊断。

PCA9500 和 PCA9501 的优势在于它们都在单个小型设备中集成了通用 I/O 和非易失性存储器，从而简化了设计，并能够轻松地将 I2C 总线功能添加到多卡系统。此外，这些部件支持带电插入，便于在背板系统上的可移动卡中使用。PCA950x 通过在所有 I/O 引脚上实现过压功能来支持带电插入。不应将过压条件应用于电源引脚，因为这些引脚受其推荐的最大工作条件和绝对最大额定值的控制。

由于全行业支持 I2C 总线和产品可用性，PCA950x 还利用了低拥有成本，同时大多数卡设计可以轻松适应小尺寸和低功耗。

图 3 显示了 PCA9500 在系统级别的典型使用情况。

图 3 PCA9500 的系统级利用率

图 4 中的图表代表了 PCA9500 和 PCA9501 的正确用法。

图 4 应用图

两个芯片上的 I2C 总线引脚 SDA 和 SCL 以及 PCA9501 上的中断引脚 (INT) 都是漏极开路类型，以允许总线连接，因此需要适当的外部上拉。总线的总负载决定了电阻器的值。

两个器件的地址引脚都有内部 130 kΩ 电阻，因此不需要额外的外部电阻。地址引脚（A0 至 A5）的状态在上电时不锁存，PCA950x 的地址可以在正常运行期间通过更改任何地址引脚的状态来更改。重要的是要注意 EEPROM 和 I/O 端口的 I2C 总线地址不能单独更改，因为在更改地址引脚设置的同时，两个内部设备的地址都被赋予相同的地址偏移量。

编辑：hfy