TCA6416A

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SCPS194 - 2009年5月

低电压16位I

2

C和SMBus的I / O扩展器

与中断输出，复位和配置寄存器

1

特点

操作的电源电压范围

1.65 V至5.5 V

允许双向电压电平转换

和GPIO扩展之间：

- 1.8 -V SCL / SDA和

1.8 V， 2.5 V， 3.3 V或5 V P端口

- 2.5 -V SCL / SDA和

1.8 V， 2.5 V， 3.3 V或5 V P端口

- 3.3 V SCL / SDA和

1.8 V， 2.5 V， 3.3 V或5 V P端口

- 5 V SCL / SDA和

1.8 V， 2.5 V， 3.3 V或5 V P端口

I

2

C到并行端口扩展器

3低待机电流消耗

A

施密特触发器操作允许慢速输入

过渡和更好的开关噪声

免疫力在SCL和SDA输入

– V

HYS

= 0.18 V典型值在1.8 V

– V

HYS

= 0.25 V典型值在2.5 V

– V

HYS

= 0.33 V典型值在3.3 V

– V

HYS

= 0.5 V典型值在5 V

PW包

（ TOP VIEW ）

5 V容限I / O端口

低电平有效复位输入（ RESET ）

漏极开路低电平有效中断输出（ INT ）

400 kHz的快速I

2

C总线

输入/输出配置寄存器

极性反转寄存器

内部上电复位

动力与配置的所有通道

输入

开机时无毛刺

在SCL / SDA输入噪声滤波器

锁存输出，大电流驱动

最大能力可直接驱动LED

闭锁性能超过100mA的每

JESD 78 ， II类

ESD保护超过JESD 22

- 2000 -V人体模型（ A114 -A ）

- 200 -V机型号（ A115 -A ）

- 1000 -V带电器件模型（ C101 ）

RTW包装

（ TOP VIEW ）

RESET

V

CCI

12

13

暴露的中心垫，如果使用的话，必须连接

仅作为次要GND或必须留电气开路状态。

1

请注意，一个重要的通知有关可用性，标准保修，并在得克萨斯州的关键应用程序使用

仪器的半导体产品和免责条款及其出现在此数据表的末尾。

PRODUCTION数据信息为出版日期。

产品符合占德州条款规范

仪器标准保修。生产加工过程中不

不一定包括所有参数进行测试。

P06

P07

GND

P10

P11

P12

INT

V

CCI

RESET

P00

P01

P02

P03

P04

P05

P06

P07

GND

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

23

22

21

20

19

18

17

16

15

14

SDA

SCL

ADDR

P17

P16

P15

P14

P13

P12

P11

P10

24 23 22 21 20 19

SDA

SCL

1

24

V

CCP

INT

V

CCP

ZQS包

（ TOP VIEW ）

P00

P01

P02

P03

P04

P05

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12

裸露

中心

PAD

18

17

16

15

14

13

ADDR

P17

P16

P15

P14

P13

E

D

C

B

A

5 4 3 2 1

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描述/订购信息

这16位I / O扩展为双线双向总线（我

2

C）被设计为远程提供通用I / O

扩张通过我大多数微控制器系列

2

C接口[串行时钟（ SCL）和串行数据（ SDA ）。

该装置的主要优点是它的宽V

CC

范围内。它可以从1.65 V上的P口侧至5.5 V和

在SDA / SCL一边。这使得TCA6416AA下一代微处理器的接口和

微控制器上的SDA / SCL一边，那里的供应水平都在下降，以节省电力。在对比

微处理器和微控制器，一些印刷电路板组件的滴电源，如LED，

保持在5 V电源。

在TCA6416A双向电压电平转换是通过V提供

CCI

. V

CCI

应连接到

在V

CC

的外部SCL / SDA信号线。这表明在V

CC

在我的水平

2

I2C总线上的TCA6416A 。电压

该TCA6416A的P端口上一级是通过V确定

CCP

.

该TCA6416A由两个8位配置（输入或输出选择） ，输入，输出和极性

反转（高电平有效）寄存器。在上电时，I / O引脚配置为输入。然而，系统主控制器可以

使I / O作为输入或输出通过写I / O配置位。对于每个输入的数据或

输出被保持在相应的输入或输出寄存器。所述输入端口寄存器的极性可以反转

与极性反转寄存器。所有寄存器可以由系统主机读取。

该系统主机可以通过发送一个复位超时或其他操作不当的事件TCA6416A

低复位输入。上电复位会将寄存器的默认状态，并初始化I

2

C / SMBus的

状态机。 RESET引脚导致发生同样的复位/初始化不depowering的一部分。

当任何输入状态与其对应的TCA6416A漏极开路中断（INT ）输出被激活

输入端口寄存器状态和用于指示到系统主器件的输入状态发生了变化。

INT可以连接到微控制器的中断输入。通过该线路上发送一个中断信号，该

远程I / O可以通知微控制器是否存在及其端口的输入数据，而不必通过通信

在我

2

C总线。因此， TCA6416A可以保持一个简单的从设备。

该装置的P-端口输出具有高灌电流能力，可直接驱动LED ，功耗低

器件的电流。

一个硬件引脚（地址）可用于编程和改变固定的I

2

C类地址，并允许最多两个设备

共享相同的I

2

C总线或SMBus 。

订购信息

T

A

-40 ° C至85°C

QFN - RTW

TSSOP - PW

(1)

(2)

包

(1) (2)

BGA - ZQS （无铅）

2500卷

3000卷

2000年卷

订购型号

TCA6416AZQSR

TCA6416ARTWR

TCA6416APWR

顶部端标记

PH416

PH416

PH416

包装图纸，热数据和符号可在

www.ti.com/packaging 。

对于最新的封装和订购信息，请参阅封装选项附录本文档的末尾，或见TI

网站：

www.ti.com 。

ZQS包终端分配

E

D

C

B

A

P13

P15

P16

ADDR

SCL

5

P11

P14

P17

V

CCP

SDA

4

P10

P12

P01

V

CCI

INT

3

GND

P07

P04

NB

RESET

2

P06

P05

P03

P02

P00

1

2

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终端功能

终奌站

号

TSSOP

（ PW ）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

QFN

（ RTW ）

22

23

24

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

BGA

（ ZQS ）

A3

B3

A2

A1

C3

B1

C1

C2

D1

E1

D2

E2

E3

E4

D3

E5

D4

D5

C5

C4

B5

A5

A4

B4

名字

INT

V

CCI

RESET

P00

P01

P02

P03

P04

P05

P06

P07

GND

P10

P11

P12

P13

P14

P15

P16

P17

ADDR

SCL

SDA

V

CCP

描述

中断输出。连接到V

CCI

或V

CCP

通过上拉电阻。

我的电源电压

2

C总线。直接连接到V

CC

外部I的

2

C中间。提供

电压电平转换。

低电平有效复位输入。连接到V

CCI

通过上拉电阻，如果没有使用有效的连接。

P-端口的输入/输出（推挽设计结构）。在动力上， P00被配置为输入。

P-端口的输入/输出（推挽设计结构）。在动力上， P01被配置为输入。

P-端口的输入/输出（推挽设计结构）。在动力上， P02被配置为输入。

P-端口的输入/输出（推挽设计结构）。在动力上， P03被配置为输入。

P-端口的输入/输出（推挽设计结构）。在动力上， P04被配置为输入。

P-端口的输入/输出（推挽设计结构）。在动力上， P05被配置为输入。

P-端口的输入/输出（推挽设计结构）。在动力上， P06被配置为输入。

P-端口的输入/输出（推挽设计结构）。在动力上， P07被配置为输入。

地

P-端口的输入/输出（推挽设计结构）。在上电时，P10被配置为输入。

P-端口的输入/输出（推挽设计结构）。在上电时，P11被配置为输入。

P-端口的输入/输出（推挽设计结构）。在动力上， P12被配置为输入。

P-端口的输入/输出（推挽设计结构）。在动力上， P13被配置为输入。

P-端口的输入/输出（推挽设计结构）。在上电时，P14被配置为输入。

P-端口的输入/输出（推挽设计结构）。在上电时，P15被配置为输入。

P-端口的输入/输出（推挽设计结构）。在动力上， P16被配置为输入。

P-端口的输入/输出（推挽设计结构）。在动力上， P17被配置为输入。

地址输入。直接连接到V

CCP

或地面。

串行时钟总线。连接到V

CCI

通过上拉电阻。

串行数据总线。连接到V

CCI

通过上拉电阻。

TCA6416A的P口的电源电压

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3

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电压转换

表1

显示了如何设置V

CC

对于I之间的必要的电压转换电平

2

C总线和

TCA6416A.

表1.电压转换

V

CCI

（ SDA和SCL我

2

C中间）

(V)

1.8

1.8

1.8

1.8

2.5

2.5

2.5

2.5

3.3

3.3

3.3

3.3

5

5

5

5

V

CCP

（P PORT ）

(V)

1.8

2.5

3.3

5

1.8

2.5

3.3

5

1.8

2.5

3.3

5

1.8

2.5

3.3

5

逻辑图（正逻辑）

INT

1

LP滤波器

打断

逻辑

ADDR

SCL

SDA

21

22

23

输入

滤波器

I 2 C总线

控制

2

移

注册

16位

I / O端口

P17–P10

P07–P00

V

CCI

V

CCP

RESET

GND

2

24

3

12

POWER- ON

RESET

写脉冲

读脉冲

A.

B.

4

所有I / O设置为输入复位。

显示引脚数都为PW包。

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P0的简化原理图到P17

DATA FROM

移位寄存器

DATA FROM

移位寄存器

写配置

脉冲

写脉冲

CON组fi guration

注册

D

Q

Q1

输出端口

注册资料

V

CCP

FF

C

K

Q

D

Q

P00到P17

Q2

输入

PORT

注册

D

读脉冲

Q

ESD保护二极管

GND

输入端口

注册资料

FF

C

K

Q

产量

PORT

注册

FF

C

K

Q

为INT

DATA FROM

移位寄存器

写脉冲极性

D

Q

极性

注册资料

FF

C

K

Q

极性

逆温

注册

A.

在上电或复位后，所有寄存器恢复到默认值。

I / O端口

当一个I / O配置为输入，场效应晶体管Q1和Q2关断时，它创建了一个高阻抗输入。该

输入电压可以高于V升高

CC

到最大5.5 V

如果该I / O被配置为输出时，Q1或Q2使能，根据输出端口寄存器的状态。在

这种情况下，还有I / O引脚，要么V的低阻抗路径

CC

或GND 。外部电压

适用于该I / O引脚不应超过正常工作的建议水平。

I

2

C接口

在双向I

2

C总线由串行时钟（ SCL）和串行数据（ SDA）线。两条线必须是

当连接到装置的输出级通过上拉电阻连接到正电源。数据

传输可以启动只有当总线不忙。

I

2

这种装置C的通信是由一个主，从高至低跳变对发送启动条件启动

在SDA的输入/输出，而SCL输入为高电平（见

图1）。

启动条件后，设备地址

字节发送，最显著位（MSB）首先，包括数据方向位（ R / W） 。

接收到有效地址字节之后，该装置带有一个确认（ACK）响应，低的在SDA

输入/输出的ACK时钟脉冲的高过程中。从设备的地址（地址）输入必须

不被启动和停止状态之间改变。

在我

2

C总线中，只有一个数据位在每个时钟脉冲期间传送。 SDA线上的数据必须保持

高脉冲的时钟周期，因为改变此时的数据线中的稳定将被解释为控制

命令（启动或停止） （见

图2）。

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