Texas Instruments TCA9537遠程4位I^2^C和SMBus I/O擴展器在1.65V至5.5V VCC電壓下運行，可通過I2C接口實現通用遠程I/O擴展。系統控制器可通過寫入I/O配置寄存器位使I/O作為輸入或輸出。每一路輸入或輸出的數據都儲存在相應的輸入/輸出寄存器中。可通過極性反轉寄存器反轉輸入端口寄存器的極性。

數據手冊：*附件：Texas Instruments TCA9537遠程4位I2C和SMBus IO擴展器數據手冊.pdf

TI TCA9537 I/O擴展器提供開漏中斷輸出 (INT) 功能，功能在任何輸入與其相應的輸入端口寄存器狀態不同時激活，用于向系統控制器指示輸入狀態已發生變化。在超時或其他不當操作情況下，系統處理器可通過I^2^C軟復位命令（或者使用RESET引腳）重置TCA9537，該命令可將寄存器置于默認狀態。

特性

• I^2^C轉GPIO擴展器
• 工作電源電壓范圍：1.65V至5.5V
• 耐受5V的I/O端口
• 通過I^2^C通用呼叫進行軟件復位
• 用于外部復位控制的RESET輸入引腳
• 專用INT輸出
• 1MHz快速模式 + I^2^C總線
• 輸入和輸出配置寄存器
• 極性反轉寄存器
• 內部上電復位
• 上電，所有通道配置為輸入
• SCL和SDA輸入端噪聲濾波器
• 鎖存輸出帶大電流驅動最大能力，用以直接驅動LED
• 靜電放電保護超出JESD 22標準
  • 2000V人體模型 (A114-A)
  • 1000V充電器件模型 (C101)

簡化示意圖

邏輯圖

TCA9537遠程4位I2C/SMBus I/O擴展器技術解析與應用指南

一、產品概述

Texas Instruments的TCA9537是一款低功耗、高性能的4位I2C和SMBus接口I/O擴展器，主要特性包括：

• ?寬電壓工作范圍?：1.65V至5.5V
• ?4位可配置GPIO?：每個引腳可獨立配置為輸入或輸出
• ?中斷輸出功能?：開漏INT引腳可指示輸入狀態變化
• ?極性反轉寄存器?：支持輸入信號邏輯極性反轉
• ?高驅動能力?：輸出可直接驅動LED
• ?復位功能?：支持硬件RESET引腳和I2C軟件復位

二、關鍵特性與技術參數

2.1 電氣特性

• ?電源電壓范圍?：1.65V至5.5V
• ?I/O端口耐壓?：5V耐受
• ?低導通電阻?：典型值40mΩ
• ?工作溫度范圍?：-40°C至+125°C
• ?ESD保護?：
  • 2000V人體模型(HBM)
  • 1000V充電器件模型(CDM)

2.2 通信接口

• ?I2C兼容接口?：
  • 支持標準模式(100kHz)
  • 快速模式(400kHz)
  • 快速模式+(1MHz)
• ?SMBus兼容?：滿足系統管理總線規范

三、功能模塊詳解

3.1 引腳配置

器件采用10引腳VSSOP封裝(DGS)，引腳功能如下：

3.2 寄存器架構

TCA9537包含4個8位寄存器，實際使用低4位：

1. ? 輸入端口寄存器(0x00) ?：只讀，反映I/O引腳當前狀態
2. ? 輸出端口寄存器(0x01) ?：讀寫，控制輸出引腳狀態
3. ? 極性反轉寄存器(0x02) ?：讀寫，控制輸入極性是否反轉
4. ? 配置寄存器(0x03) ?：讀寫，設置I/O方向(1=輸入，0=輸出)

四、軟件編程指南

4.1 器件地址

固定7位地址：1001001(0x49)，第8位為R/W位

4.2 基本操作流程

1. ?初始化配置?：
   • 寫配置寄存器(0x03)設置I/O方向
   • 寫極性反轉寄存器(0x02)設置輸入極性
   • 寫輸出端口寄存器(0x01)設置初始輸出狀態
2. ?讀取輸入狀態?：
   • 發送讀輸入端口寄存器(0x00)命令
   • 讀取返回的4位數據
3. ?中斷處理?：
   • INT引腳變低表示輸入狀態變化
   • 讀取輸入端口寄存器清除中斷

4.3 復位操作

1. ?硬件復位?：拉低RESET引腳至少30ns
2. ?軟件復位?：發送I2C通用呼叫地址(0x00)后跟0x06

五、應用場景

1. ?MCU端口擴展?：為資源受限的微控制器增加GPIO
2. ?人機接口?：連接按鈕、開關、LED指示燈
3. ?傳感器接口?：采集數字傳感器信號
4. ?電源管理?：控制外設電源使能
5. ?工業控制?：作為PLC的數字I/O模塊