AN1043
在MCP23X08 / 17 GPIO扩展器的独特功能
作者：
帕特·理查兹
微芯片技术公司
I / O端口说明
在I / O端口的最大高度可配置
灵活性。图1是一个简化框图
I / O端口引脚。该端口可以驱动逻辑电平
针，或读的逻辑电平从所述垫。上水平
垫可以随时读取，而不管该引脚被
配置为输入或输出。
该IODIR寄存器控制引脚的方向
（输入或输出） 。更具体地， IO寄存器的寄存器
简单的使能/禁止输出驱动器。当
驱动器被激活（ IO寄存器= 0） ，垫被驱动到
状态锁存寄存器（ OLAT ） 。当停用
（ IODIR = 1） ，该驱动程序为高阻抗。
在I / O端口有多个，个别配置。
每个引脚可
…
介绍
GPIO扩展器提供使用简单的I / O扩展
标准的串行接口。 GPIO的产品被用于
增加I / O的MCU或提供远程I / O
使用串行接口。
本应用笔记讨论了功能设置和使用
该MCP23X08 / 17 （8位和16位）的GPIO膨胀式的
ERS 。
该MCP23X08是8位GPIO扩展器：
MCP23008 ：我
2
C接口
MCP23S08 ： SPI接口
该MCP23X17是16位GPIO扩展器：
MCP23017 ：我
2
C接口
MCP23S17 ： SPI接口
的功能和MCP23X08的特征和
MCP23X17基本上是相同的，除非
另有说明。
…
被配置为输入。输出驱动器是
特点
本应用笔记讨论了一些的功能
在MCP23X08 / 17 ，以及他们如何可以在使用
应用：
I / O端口说明
8位/ 16位模式（ MCP23X17只）
中断功能
- 映射中断
- 镜像中断（ MCP23X17只）
- 服务中断
内部地址指针控制
在SPI硬件地址引脚
禁用（高阻）
…
被配置为输出。输出驱动器
被使能并在锁存器中的值驱动的上
PIN码。
…
启用弱上拉电阻
…
模拟漏极开路配置。这是
通过清除输出锁存器来完成（ OLAT ）
位为零，并利用方向寄存器
（ IODIR ）来设置引脚上的电平。上拉
电阻必须拉至脚的电压时，
该引脚为输入
- 驱动0 ：引脚配置为输出
（ IODIR = 0 ），所以端口驱动器，无论是在
OLAT （在此情况下逻辑0）
- 要浮动1 ：设置引脚为输入
（ IODIR = 1）。输出驱动器被禁用
和上拉电阻拉销到
逻辑1
2006年Microchip的科技公司
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图1：
I / O端口框图
V
DD
表1：
注册
名字
IODIRA
IPOLA
GPINTENA
DEFVALA
INTCONA
IOCON
GPPUA
存储器映射
16位模式
注册
名字
IODIRA
IODIRB
IPOLA
IPOLB
GPINTENA
GPINTENB
DEFVALA
DEFVALB
INTCONA
INTCONB
IOCON
IOCON
GPPUA
GPPUB
INTFA
INTFB
INTCAPA
INTCAPB
GPIOA
GPIOB
OLATA
OLATB
地址
（十六进制）
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
0A
0B
0C
0D
0E
0F
10
11
12
13
14
15
地址
（十六进制）
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
0A
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
1A
8位模式
MCP23X08/17
数据总线
写
D
SET
Q
Q
CLR
I / O
PAD
OLAT或
GPIO
D
SET
Q
Q
写
CLR
输入
卜FF器
IODIR
Q
Q
SET
D
INTFA
INTCAPA
GPIOA
OLATA
IODIRB
IPOLB
GPINTENB
DEFVALB
INTCONB
IOCON
GPPUA
INTFB
INTCAPB
GPIOB
OLATB
CLR
读
PORT
8/16位模式（ MCP23X17 ONLY）
该MCP23X17有出现的独特的能力
MCU为两根（ 2）8位GPIO扩展器，或作为一种
一个16位GPIO扩展器。
这是通过把16个I / O端口到完成
通过两个独立的8位I / O端口（端口A和端口B）
IOCON.BANK 。
每个端口都有一组专用寄存器。表1
显示寄存器组（端口A和端口B）如何
在8位或16位模式映射的时候。
注意：
与所有其他寄存器，不
这两个端口（端口A和B之间共享
B口） ，有一个寄存器（ IOCON ） 。
它是在端口之间共享
影响都同样。
8位模式：
当在8位模式中，端口的寄存器是分开的：
端口A寄存器的地址范围为00H - 0AH
端口B的寄存器地址范围为10H - 为1Ah
16位模式：
当在16位模式中，端口的寄存器
交错效仿16位宽的寄存器：
端口A和端口B寄存器地址范围从
00H - 15H 。寄存器仍然地址为
8位端口，这意味着16位的映射对
始终是偶数（例如， IO寄存器开始于
00H ， IPOL开始于02H等）
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中断功能
该MCP23X08有一个中断引脚，
MCP23X17有两个中断引脚。
对于MCP23X17 ，每个中断引脚相关联
用一个8位端口。 INTA与端口A和相关
INTB与港口相关的B.
中断条件
有几个配置的中断条件
它允许灵活的配置。
中断引脚电平变化
配置引脚
中断引脚电平变化
将
因为如果一个引脚切换到中断发生
相反的状态。之后的默认状态被重置
中断服务程序。例如，一个中断发生
通过从输入改变
1
to
0.
中断是话
提供服务而引脚状态依然
0
通过读取GPIO或
INTCAP注册。该
新
用于销的初始状态是
逻辑
0.
同样地，如果该引脚被切换回一个逻辑
1
服务中断之前，新的默认状态是
逻辑
1.
中断状态通过读清
INTCAP或GPIO寄存器。新的引脚状态默认为
设置时，中断被清除。
中断映射
该MCP23X17中断引脚可以被映射有两种
的方式（参见图2）由IOCON.MIRROR作为控制：
1.
中断引脚独立运作。 INTA
反映在端口A和INTB中断条件
反映了端口B的中断条件
这两个中断引脚变为有效时中断
时任一端口上。
2.
中断极性和漏极开路
该中断可配置在三个运营
模式：
1.
2.
3.
高电平有效。
低电平有效。
漏极开路。
中断功能的演变的DEFVAL
寄存器的值
配置引脚
中断电平变化的
寄存器的值
会引起中断发生，如果
相应的输入引脚不同的寄存器位。该
只要中断条件将继续为条件
存在，无论是否INTCAP或GPIO被读取。
例如，如果DEFVAL<b0> =
0.
一会中断
发生，如果该引脚变为逻辑
1
和中断
作为引脚保持逻辑将继续担任长
1.
该
中断条件将清零，如果脚变回
逻辑
0
和INTCAP或GPIO被读取。
中断极性和漏极开路，通过配置
INTPOL和ODR位在IOCON寄存器。
注意：
对于MCP23X17 ，极性和开放
漏INTA和INTB配置
销不是独立的。这两个引脚
配置相同。
图2：
中断框图
IOCON.ODR
IOCON.INTPOL
IOCON.MIRROR
0
1
INTA
A
B
极性
控制
开放
漏
控制
INTB
0
1
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DS01043A第3页
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图3：
中断-ON- PIN-变更示例
更改原因中断。
端口状态捕获
INTCAP
INT引脚上没有任何影响或
INTCAP
GP3
更改原因中断。
端口状态捕获
INTCAP
INT
中断清零，
重新启用
SPI
阅读INTCAP或GPIO
阅读INTCAP或GPIO
鉴于：
- 配置为GP3 “中断引脚电平变化”
- INT引脚配置为“低电平”
图4：
中断功能的变化-FROM- DEFVAL例
GPINTEN - GPIO中断电平变化使能寄存器
GPINT7 GPINT6 GPINT5 GPINT4 GPINT3 GPINT2 GPINT1 GPINT0
X
X
X
X
1
X
X
X
INTCON - 中断控制寄存器
IOC7
X
IOC6
X
IOC5
X
IOC4
X
IOC3
1
IOC2
X
IOC1
X
IOC0
X
DEFVAL - 默认值寄存器
DEF7
X
DEF6
X
DEF5
X
DEF4
X
DEF3
0
DEF2
X
DEF1
X
DEF0
X
中断发生，如果GP3逻辑电平= 1
更改原因中断。
端口状态捕获
INTCAP
GP3 = DEF3
INT停用
后SPI读
INT仍
因为GP3 = 1
（ DEF3对面）
GP3
INT
对INT无影响
引脚或INTCAP
SPI
阅读INTCAP或GPIO
阅读INTCAP或GPIO
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内部地址指针
控制
一些从串行设备自动递增
每个字节后其内部地址指针的时钟
由主。这允许主机顺序
访问多个寄存器，而无需重新发送写
或读取命令。
其他从设备不自动递增
其内部地址指针。
该MCP23X08 / 17系列器件具备的能力
通过配置控制位（ IOCON.SEQOP ）请执行。
这使得访问时最大的灵活性
寄存器。
例如，在配置设备时，它可以是
期望允许该地址指针，以自动
增加这样的设备没有被重新
每个字节后解决。
同样，进行连续运转时，上
一个寄存器（比如，改变定期输出
通过写入GPIO或OLAT ） ，它可能是有益
禁用地址递增的功能，以使
寄存器，而无需重新寻址总是访问
注册。
图5：
8位模式：地址指针禁用（ MCP23008为例）
当地址指针是
残
并且该设备是在
8位模式，地址指针将不会增加
地址指针。
秒0 1 0 0 AAA 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 P
MCP23X08
操作码
注册
地址= 09H
数据@
09h
数据@
09h
数据@
09h
GPIOA
OLATA
IODIRB
IPOLB
GPINTENB
DEFVALB
INTCONB
IOCON
GPPUB
INTFB
INTCAPB
GPIOB
OLATB
09
0A
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
1A
参见图5和图6为地址指针的例子为
MCP23X08 8位的设备和图7和图8的
MCP23X17例子。
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