MCP23017-23S17-cn

2006MicrochipTechnologyInc.DS21952A_CN第1页MCP23017/MCP23S17特性•16位远程双向I/O端口-I/O引脚默认为输入引脚•高速I2C™接口（MCP23017）-100kHz-400kHz-1.7MHz•高速SPI接口（MCP23S17）-10MHz（昀高）•三个硬件地址引脚，昀多可允许总线上连接8个器件•可配置的中断输出引脚-可配置为高电平有效（输出）、低电平有效（输出）或开漏（输出）•INTA和INTB可配置为独立或联合工作•可配置的中断源-根据已配置寄存器默认值或引脚电平变化而发生电平变化中断•用于配置输入端口数据极性的“极性反转”寄存器•外部复位输入•待机电流低：1µA（昀大值）•工作电压：-1.8V至5.5V（-40°C至+85°C）-2.7V至5.5V（-40°C至+85°C）-4.5V至5.5V（-40°C至+125°C）封装•28引脚PDIP（300mil）•28引脚SOIC（300mil）•28引脚SSOP•28引脚QFN封装类型QFN2345617VSSNC15161718192021GPA4GPA3GPA2GPA1GPA0VDDINTBSCLSDANCA0A1A2RESET23242526272822GPB3GPB2GPB1GPB0GPA7GPA6GPA5101189121314MCP23017GPB5GPB6GPB7GPB4INTAGPB0GPB1GPB2GPB3INTAGPB4NCNCGPB5GPB6GPB7SCLGPA7GPA6GPA5GPA4GPA3GPA2GPA1GPA0VDDVSSA2A1A0SDA•12345678910111213142827262524232221201918171615PDIP、MCP23017INTBRESETSSOPSOIC和GPB0GPB1GPB2GPB3INTAGPB4SOCSGPB5GPB6GPB7SCKGPA7GPA6GPA5GPA4GPA3GPA2GPA1GPA0VDDVSSA2A1A0SI•12345678910111213142827262524232221201918171615MCP23S17INTBRESETMCP23S17MCP23017QFN2345617VSSCS15161718192021GPA4GPA3GPA2GPA1GPA0VDDINTBSISOA0A1A2RESET23242526272822GPB3GPB2GPB1GPB0GPA7GPA6GPA5101189121314MCP23S17GPB5GPB6GPB7GPB4INTASCKPDIP、SSOPSOIC和带有串行接口的16位I/O扩展器MCP23017/MCP23S17DS21952A_CN第2页2006MicrochipTechnologyInc.功能框图GPB7GPB6GPB5GPB4GPB3GPB2GPB1GPB0I2C™控制GPIOSCLSDARESETINTA16配置/控制8A2:A03寄存器SPISISOSCKCSMCP23S17MCP23017GPA7GPA6GPA5GPA4GPA3GPA2GPA1GPA0INTB中断GPIO串化器/解串器逻辑译码2006MicrochipTechnologyInc.DS21952A_CN第3页MCP23017/MCP23S171.0器件概述MCP23017/MCP23S17（MCP23X17）器件系列为I2C总线或SPI应用提供16位的通用并行I/O扩展。两种器件仅在串行接口上有差异。•MCP23017——I2C接口•MCP23S17——SPI接口MCP23X17由用于输入、输出和极性选择的多个8位配置寄存器组成。系统主器件可通过写入I/O配置位（IODIRA/B）将I/O使能为输入或输出。每个输入或输出的数据都保存在对应的输入或输出寄存器中。输入端口寄存器的极性可用极性反转寄存器反转。所有寄存器都可由主系统读取。16位I/O端口功能由两个8位端口（PORTA和PORTB）组成。可通过IOCON.BANK将MCP23X17配置为在8位或16位模式下工作。有两个中断引脚INTA和INTB，它们可以和各自的端口关联，也可以一起进行逻辑或运算，这样任一端口引起中断时，两个引脚都将激活。中断输出可配置为在两种条件下激活（互斥）：1.任何输入状态与其对应的输入端口寄存器状态不一致时。这用于向系统主器件指明，输入状态已更改。2.输入状态和预配置的寄存器值（DEFVAL寄存器）不同时。中断捕捉寄存器会捕捉发生中断时的端口值，从而保存引起中断的条件。上电复位（POR）会将寄存器设置为它们的默认值，并初始化器件状态机。硬件地址引脚用于确定器件地址。MCP23017/MCP23S17DS21952A_CN第4页2006MicrochipTechnologyInc.1.1引脚说明表1-1：引脚说明引脚名称PDIP/SOIC/SSOPQFN引脚类型功能GPB0125I/O双向I/O引脚。可被使能用于电平变化中断和/或内部弱上拉电阻。GPB1226I/O双向I/O引脚。可被使能用于电平变化中断和/或内部弱上拉电阻。GPB2327I/O双向I/O引脚。可被使能用于电平变化中断和/或内部弱上拉电阻。GPB3428I/O双向I/O引脚。可被使能用于电平变化中断和/或内部弱上拉电阻。GPB451I/O双向I/O引脚。可被使能用于电平变化中断和/或内部弱上拉电阻。GPB562I/O双向I/O引脚。可被使能用于电平变化中断和/或内部弱上拉电阻。GPB673I/O双向I/O引脚。可被使能用于电平变化中断和/或内部弱上拉电阻。GPB784I/O双向I/O引脚。可被使能用于电平变化中断和/或内部弱上拉电阻。VDD95P电源VSS106P接地NC/CS117INC（MCP23017），片选（MCP23S17）SCL/SCK128I串行时钟输入SDA/SI139I/O串行数据I/O（MCP23017），串行数据输入（MCP23S17）NC/SO1410ONC（MCP23017），串行数据输出（MCP23S17）A01511I硬件地址引脚。必须从外部偏置。A11612I硬件地址引脚。必须从外部偏置。A21713I硬件地址引脚。必须从外部偏置。RESET1814I硬件复位INTB1915OPORTB的中断输出。可被配置为高电平有效、低电平有效或开漏输出。INTA2016OPORTB的中断输出。可被配置为高电平有效、低电平有效或开漏输出。GPA02117I/O双向I/O引脚。可被使能用于电平变化中断和/或内部弱上拉电阻。GPA12218I/O双向I/O引脚。可被使能用于电平变化中断和/或内部弱上拉电阻。GPA22319I/O双向I/O引脚。可被使能用于电平变化中断和/或内部弱上拉电阻。GPA32420I/O双向I/O引脚。可被使能用于电平变化中断和/或内部弱上拉电阻。GPA42521I/O双向I/O引脚。可被使能用于电平变化中断和/或内部弱上拉电阻。GPA52622I/O双向I/O引脚。可被使能用于电平变化中断和/或内部弱上拉电阻。GPA62723I/O双向I/O引脚。可被使能用于电平变化中断和/或内部弱上拉电阻。GPA72824I/O双向I/O引脚。可被使能用于电平变化中断和/或内部弱上拉电阻。2006MicrochipTechnologyInc.DS21952A_CN第5页MCP23017/MCP23S171.2上电复位（POR）在VDD上升到足以禁止POR电路（即，将器件从复位状态释放）的电压之前，片上的POR电路将使器件保持在复位状态。昀大VDD上升时间在第2.0节“电气特性”中指定。当器件退出POR条件（从复位状态释放）时，器件的工作参数（即电压、温度和串行总线频率等）必须得到满足，以确保其正常工作。1.3串行接口该功能块处理I2C（MCP23017）或SPI（MCP23S17）接口协议功能。MCP23X17包含22个独立寄存器（11对寄存器），它们可通过串行接口模块寻址，如表1-2所示。表1-2：寄存器地址1.3.1字节模式和顺序模式MCP23X17系列能够工作于字节模式或顺序模式（IOCON.SEQOP）。字节模式禁止地址指针自动递增。工作于字节模式时，MCP23X17系列在数据传送期间，传送每个字节后不会递增其内部地址计数器。这样可实现通过提供额外时钟（无需其他控制字节）连续访问同一地址的功能。这对查询GPIO寄存器以检查有无数据变化或连续写入输出锁存器很有用。一种特殊模式（IOCON.BANK=0的字节模式）可使地址指针在关联的A/B寄存器对之间切换。例如，如果BANK位清零，而地址指针初始设置为地址12h（GPIOA）或13h（GPIOB），则指针将在GPIOA和GPIOB之间切换。请注意，地址指针初始时可指向这对寄存器中的任一地址。顺序模式可使地址指针自动递增。工作于顺序模式时，MCP23X17系列在数据传送期间，传送每个字节后会递增其地址计数器。访问昀后一个寄存器后，地址指针自动返回到地址00h。不要将这两种模式与单写/读及连续写/读混淆，后者是串行协议序列。例如，器件可配置为字节模式，系统主器件可执行连续读操作。在这种情况下，MCP23X17将不会递增地址指针，而会重复地从相同位置驱动数据。1.3.2I2C接口1.3.2.1I2C写操作I2C写操作包括控制字节和寄存器地址序列，如图1-1下方所示。该序列后面跟随来自系统主器件的8位数据和来自MCP23017的应答（ACK）。该操作以主系统生成的停止（P）或重新启动（SR）条件结束。每次传送字节之后，数据将写入MCP23017。如果在数据传送期间生成了停止或重新启动条件，数据将不会写入MCP23017。MCP23017支持字节写操作和顺序写操作。如果使能了顺序模式（IOCON.SEQOP=0，默认），MCP23017在数据传送期间，会在发送每个ACK后递增其地址指针。地址IOCON.BANK=1地址IOCON.BANK=0访问：00h00hIODIRA10h01hIODIRB01h02hIPOLA11h03hIPOLB02h04hGPINTENA12h05hGPINTENB03h06hDEFVALA13h07hDEFVALB04h08hINTCONA14h09hINTCONB05h0AhIOCON15h0BhIOCON06h0ChGPPUA16h0DhGPPUB07h0EhINTFA17h0FhINTFB08h10hINTCAPA18h11hINTCAPB09h12hGPIOA19h13hGPIOB0Ah14hOLATA1Ah15hOLATBMCP23017/MCP23S17DS21952A_CN第6页2006MicrochipTechnologyInc.1.3.2.2I2C读操作I2C读操作包括控制字节序列，如图1-1下方所示。该序列后跟R/W位置1（R/W=1）的另一个控制字节（包括启动条件和ACK）。MCP23017随后会发送被寻址寄存器中包含的数据。该序列以系统主器件生成停止或重新启动条件结束。1.3.2.3I2C顺序写入/读取对于顺序操作（读操作或写操作），在完成数据传送后，系统主器件将发送地址指针指向的下一字节，而不是发送停止或重新启动条件（关于顺序操作控制的详细信息，请参见第1.3.1节“字节模式和顺序模式”）。该序列以系统主器件发送停止或重新启动条件结束。MCP23017地址指针在到达昀后一个寄存器地址后，将返回到地址0。请参见图1-1。1.3.3SPI接口1.3.3.1SPI写操作SPI写操作是通过拉低CS开始的。随后，写命令（从器件地址，R/W位清零）被发送到器件。操作码后跟地址及至少一个数据字节。1.3.3.2SPI读操作SPI读操作是通过拉低CS开始的。随后，SPI读命令（从器件地址，R/W位置1）被发送到器件。操作码后跟地址及器件发出的至少一个数据字节。1.3.3.3SPI顺序写入/读取对于顺序操作，系统