16-बिट I/O विस्तारक MCP23017T-E/SS के लिए प्रदर्शन विश्लेषण और डिजाइन गाइड

^{21 अगस्त, 2025 समाचार-बुद्धिमान औद्योगिक नियंत्रण और IoT टर्मिनल उपकरणों में तेजी से प्रगति की पृष्ठभूमि के खिलाफ, I/O विस्तार चिप MCP23017T-E/SS अपने असाधारण तकनीकी प्रदर्शन और लचीली विन्यास के कारण एम्बेडेड सिस्टम डिजाइन में एक अपरिहार्य घटक बन गया है। उन्नत I andC सीरियल इंटरफ़ेस तकनीक का उपयोग करते हुए, चिप 1.7V से 5.5V की एक विस्तृत वोल्टेज रेंज का समर्थन करता है और 400kHz तक की संचार गति प्राप्त करता है, जो औद्योगिक नियंत्रकों, स्मार्ट होम सिस्टम और मानव-मशीन इंटरैक्शन उपकरणों के लिए एक कुशल और विश्वसनीय पोर्ट विस्तार समाधान प्रदान करता है। इसकी अद्वितीय मल्टी-एड्रेस चयन तंत्र 8 उपकरणों तक के कैस्केडिंग की अनुमति देता है, जबकि मजबूत इंटरप्ट कार्यक्षमता वास्तविक समय की जवाबदेही को सक्षम करती है, जिससे जटिल प्रणालियों की परिचालन दक्षता और विश्वसनीयता को बढ़ाया जाता है।}

^{MCP23017T-E/SS एक कॉम्पैक्ट SSOP-28 पैकेज को अपनाता है, जो केवल 10.2 मिमी × 5.3 मिमी को मापता है, जो इसे अंतरिक्ष-विवश अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है। चिप 16 को स्वतंत्र रूप से कॉन्फ़िगर करने योग्य द्विदिश I/O पोर्ट को एकीकृत करता है, दो 8-बिट पोर्ट समूहों (A और B) में विभाजित है, प्रत्येक व्यक्तिगत रूप से इनपुट या आउटपुट मोड के रूप में प्रोग्राम करने योग्य है। यह मानक I, C संचार प्रोटोकॉल का समर्थन करता है, डिवाइस पते के साथ तीन हार्डवेयर पिन (A0, A1, A2) के माध्यम से कॉन्फ़िगर करने योग्य है, एक ही बस में सह -अस्तित्व के लिए 8 उपकरणों को अनुमति देता है। एक औद्योगिक -ग्रेड ऑपरेटिंग तापमान रेंज -40 ℃ से 125 ℃ के साथ, यह कठोर वातावरण में स्थिर प्रदर्शन सुनिश्चित करता है। चिप में 11 नियंत्रण रजिस्टरों को शामिल किया गया है- IODIR (I/O दिशा नियंत्रण), IPOL (इनपुट ध्रुवीयता व्युत्क्रम), और Gpinten (इंटरप्ट इनेबल) सहित - असाधारण कॉन्फ़िगरेशन लचीलापन।}

^{चिप प्रोग्रामेबल पुल-अप रेसिस्टर्स (100k and प्रति पोर्ट), इंटरप्ट आउटपुट, और लेवल-चेंज डिटेक्शन क्षमताओं को एकीकृत करता है, जो 5μs के भीतर इंटरप्ट प्रतिक्रिया के साथ वास्तविक समय के इनपुट मॉनिटरिंग को सक्षम करता है। इसकी स्टैंडबाय वर्तमान खपत 仅 1μA (विशिष्ट) है, जबकि संचालन करंट 700μA (अधिकतम) है, जो इसे बैटरी-संचालित उपकरणों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बनाता है। यह 5.5V इनपुट सहिष्णुता का समर्थन करता है, 3.3V और 5V दोनों प्रणालियों के साथ पूर्ण संगतता सुनिश्चित करता है। इंटरप्ट सिस्टम दो मोड प्रदान करता है: लेवल-चेंज इंटरप्ट और तुलना-वैल्यू इंटरप्ट, INTCON रजिस्टर के माध्यम से कॉन्फ़िगर करने योग्य। चिप, क्रमशः पोर्ट समूहों ए और बी के अनुरूप दो स्वतंत्र इंटरप्ट पिन (INTA और INTB) प्रदान करता है, जो इंटरप्ट कैस्केडिंग कार्यक्षमता का समर्थन करता है। ये सुविधाएँ MCP23017 एक्सेल को कंट्रोल सिस्टम में वास्तविक समय की जवाबदेही की आवश्यकता होती है।}

^{औद्योगिक स्वचालन में, इस चिप का उपयोग व्यापक रूप से पीएलसी सिस्टम में डिजिटल I/O विस्तार के लिए किया जाता है, जो बटन, स्विच, सेंसर और संकेतक को जोड़ने के लिए 16 अतिरिक्त I/O अंक प्रति चिप प्रदान करता है। स्मार्ट होम सिस्टम में, यह मल्टी-बटन कंट्रोल पैनल, एलईडी डिस्प्ले ड्राइविंग और स्टेटस इंडिकेशन को सक्षम करता है। उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए, यह गेमिंग परिधीय, स्मार्ट रिमोट और इंस्ट्रूमेंटेशन के लिए सूट करता है। प्रमुख अनुप्रयोगों में शामिल हैं:}

<sup>1।औद्योगिक कंसोल के लिए बटन मैट्रिक्स स्कैनिंग (8 × 8 मैट्रिक्स 64 कुंजियों के लिए विस्तार योग्य)
2.MULTI-CHANNEL LED स्थिति संकेत
3. टेम्परेचर सेंसर इंटरफेसिंग
4.Relay नियंत्रण
5. डिजीटल ट्यूब डिस्प्ले ड्राइविंग
6. IoT गेटवे में, यह रुकावट तंत्र के माध्यम से कम-शक्ति संचालन को सक्षम करते हुए कई सेंसर के लिए कनेक्टिविटी का विस्तार करता है।</sup>

अतिरिक्त विनिर्देश:

<sup>1.I ACC बस संगतता: मानक (100kHz) और फास्ट (400kHz) मोड
2.ESD संरक्षण: (4KV (मानव शरीर मॉडल)
3. पावर-ऑन रीसेट वोल्टेज: 1.5V (विशिष्ट)
4.Standby वर्तमान: 3.3V पर 1μA (विशिष्ट)
5.active वर्तमान: 700μA (अधिकतम) 5V, 400kHz पर
6.INPUT लॉजिक हाई वोल्टेज: 0.7 × VDD (MIN)
7. Input Logic कम वोल्टेज: 0.3 × VDD (अधिकतम)
8.OUTPUT वोल्टेज स्विंग: 25mA पर रेल से 0.6V (अधिकतम)</sup>

^{विश्वसनीयता विशेषताएँ:}

<sup>1. संपन्न: 100,000 लिखें चक्र (न्यूनतम)
2.DATA प्रतिधारण: 20 वर्ष (न्यूनतम)
3. लेच-अप इम्युनिटी: ± 200mA (JESD78 मानक)</sup>

^{पावर डिज़ाइन:}

^{शक्ति स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए VDD और VSS के बीच समानांतर 0.1μF सिरेमिक डिकूप्लिंग कैपेसिटर और 10μF टैंटलम कैपेसिटर रखें}

^{IC बस कॉन्फ़िगरेशन:}

4.7K to पुल-अप रेसिस्टर्स (400kHz मोड के लिए) या 2.2K, पुल-अप रेसिस्टर्स (हाई-स्पीड मोड के लिए) कनेक्ट करें

^{पता चयन:}

^{10k the प्रतिरोधों के साथ A0/A1/A2 पिन के माध्यम से डिवाइस का पता कॉन्फ़िगर करें (0 के लिए जमीन, 1 के लिए VDD)}

^{रुकावट आउटपुट:}

^{100pf फ़िल्टरिंग कैपेसिटर के साथ 100 and प्रतिरोधों के माध्यम से मुख्य नियंत्रक के लिए इंटरप्ट आउटपुट पिन कनेक्ट करें}

^{GPIO कॉन्फ़िगरेशन:}

^{आंतरिक पुल-अप प्रतिरोधों को सक्षम करें जब पोर्ट इनपुट के रूप में कॉन्फ़िगर किए जाते हैं
एलईडी ड्राइविंग के लिए: श्रृंखला में 330ω वर्तमान-सीमित प्रतिरोधों को जोड़ें
रिले ड्राइविंग के लिए: फ्रीव्हीलिंग डायोड को शामिल करें}

^{रीसेट सर्किट:}

10k and रोकनेवाला के माध्यम से VDD को रीसेट पिन खींचें
वैकल्पिक: पावर-ऑन रीसेट देरी के लिए 100NF संधारित्र जोड़ें

डिजाइन नोट:

1.VDD पिन: 0.1μF उच्च-आवृत्ति वाले डिकूप्लिंग कैपेसिटर और 10μF कम-आवृत्ति फिल्टर कैपेसिटर के समानांतर कनेक्शन की आवश्यकता है

^{2.IC बस: पुल-अप रोकनेवाला मानों को संचार गति के आधार पर चुना जाना चाहिए:
मानक मोड (100kHz): 4.7K।
फास्ट मोड (400kHz): 2.2K।}

3.Address चयन पिन: सभी पते पिन (A0/A1/A2) को फ्लोटिंग से बचने के लिए प्रतिरोधों के माध्यम से निश्चित तर्क स्तरों से जुड़ा होना चाहिए।

^{4.GPIO पोर्ट्स:}

^{जब ड्राइविंग एलईडी: श्रृंखला वर्तमान-सीमित प्रतिरोधों की आवश्यकता होती है।
ड्राइविंग इंडक्टिव लोड करते समय: सुरक्षा डायोड को जोड़ा जाना चाहिए।}

5.intrupt आउटपुट लाइनें: इलेक्ट्रोमैग्नेटिक हस्तक्षेप (ईएमआई) को कम करने के लिए ट्विस्टेड-पेयर वायरिंग की सिफारिश की जाती है।

(नोट: स्पष्ट घटक मूल्यों और मानकीकृत डिजाइन शब्दावली के साथ तकनीकी परिशुद्धता बनाए रखता है। स्पष्ट वर्गीकरण सभी महत्वपूर्ण डिजाइन बाधाओं को संरक्षित करते हुए पठनीयता सुनिश्चित करता है।)