تحلیل فناوری آبشاری I2C برنامه شبکه چند دستگاهی MCP23017E/SS

^{16 سپتامبر 2025 اخبار ️ با توسعه سریع صنعت 4.0 و فناوری اینترنت اشیا، تقاضا برای قابلیت های گسترش I/O دستگاه ها به طور فزاینده ای در حال افزایش است.تراشه گسترش دهنده I/O 16 بیتی MCP23017-E/SS که توسط شرکت Shenzhen Anxinruo Technology Co عرضه شده است.، Ltd. با قابلیت های قدرتمند گسترش رابط و گزینه های پیکربندی انعطاف پذیر، در حال تبدیل شدن به یک انتخاب مهم برای کنترل صنعتی، خانه هوشمند و دستگاه های IoT است.}

^{MCP23017-E/SS از یک رابط I2C برای دستیابی به گسترش 16 بیتی I/O استفاده می کند، که از حداکثر 8 دستگاه از طریق 3 پین آدرس پشتیبانی می کند.و ارائه می دهد 400kHz ارتباطات با سرعت بالا با خروجی قطع قابل تنظیماین تراشه دارای 16 GPIO قابل برنامه ریزی مستقل است که از تنظیم جهت ورودی / خروجی ، مقاومت های داخلی کشش و معکوس قطب پشتیبانی می کند.هر پورت I/O می تواند 25mA جریان درایو را فراهم کند، و مصرف برق در حالت آماده سازی کمتر از 1μA است. در یک بسته SSOP-28 درجه صنعتی قرار دارد، یک راه حل جامع گسترش رابط برای سیستم های جاسازی شده را فراهم می کند.}

^{ماژول های عملکردی اصلی}

^{1ماژول رابط ارتباطات}

^{رابط سریال I2C}

^{SCL: پین ورودی ساعت سریال}

^{SDA: خط داده سریال دو طرفه}

^{پشتیبانی از حالت استاندارد (100kHz) و حالت سریع (400kHz)}

<sup>2. ماژول رمزگشایی آدرس: آدرس سخت افزاری 3 بیتی پشتیبانی از 8 دستگاه
3ماژول کنترل وقفه: دارای خروجی وقفه دوگانه (INTA/INTB) است.
4. ماژول تبدیل داده ها: تبدیل داده های سریال به موازی را اجرا می کند
5ماژول.GPIO: پورتهای I/O برنامه نویسی 16 بیتی
6بانک ثبت: پارامترهای پیکربندی و وضعیت کنترل را ذخیره می کند</sup>

جریان کار
 

1پیکربندی راه اندازی

پیکربندی ثبت کنترل از طریق رابط I2C

تنظیم جهت I/O، مقاومت های کششی و سایر پارامترها

2ارتباطات داده

میزبان دستورات کنترل و داده ها را از طریق I2C ارسال می کند

سریالیزر داده های سریالی را به داده های موازی تبدیل می کند

رجیستر های پیکربندی تنظیمات مربوطه را به روز می کنند

3. دست زدن رو قطع کن

تغییر حالت GPIO باعث قطع منطق می شود

پین های INTA/INTB سیگنال های قطع را به میزبان ارسال می کنند

میزبان می خواند ثبت پرچم قطع برای تعیین منبع قطع

^{مزاياي خاص:}

^{ادغام بالا: گسترش I / O 16 بیتی که در یک تراشه واحد اجرا می شود}

^{پیکربندی انعطاف پذیر: هر پورت I/O می تواند به طور مستقل برنامه ریزی شود}

^{مصرف کم برق: جریان آماده < 1μA}

^{ظرفیت قوی درایو: 25mA درایو در هر پورت}

1. عملیات نوشتن بایت

^{زمانبندی:}

^{حالت شروع (S): فرمانده سیگنال شروع را تولید می کند}

^{کد Opcode دستگاه (OP): آدرس دستگاه 7 بیتی (0100AAA) + بیت پرچم نویسی (0)}

^{آدرس ثبت (ADDR): ثبت هدف را برای نوشتن مشخص می کند.}

^{ورودی داده ها (DIN): داده هایی که باید به ثبت ثبت شوند}

^{حالت توقف (P): فرمانده سیگنال توقف را تولید می کند.}

2. عملیات نوشتن دنباله ای

زمانبندی:

حالت شروع (S): میزبان سیگنال شروع را تولید می کند

کد Opcode دستگاه (OP): آدرس دستگاه 7 بیتی + بیت پرچم نوشتن

آدرس ثبت (ADDR): آدرس شروع ثبت را مشخص می کند.

ورودی داده (DIN): به طور مداوم چندین داده را با آدرس خودکار اضافه می کند

حالت توقف (P): میزبان سیگنال توقف را تولید می کند

3تعاریف کلیدی سیگنال

^{4. پارامترهای ویژگی های زمان بندی}

^{نرخ ارتباطات: از 100kHz (وضع استاندارد) و 400kHz (وضع سریع) پشتیبانی می کند}

^{اعتبار داده ها: داده های SDA باید در طول سطح بالا SCL پایدار باشند.}

^{حالت شروع: انتقال SDA از بالا به پایین در حالی که SCL بالا است}

^{حالت توقف: انتقال SDA از پایین به بالا در حالی که SCL بالا است}

^{5يادداشت هاي درخواست}

^{آدرس دستگاه: 0100AAA، که AAA توسط پین های A2/A1/A0 تعیین می شود.}

^{انتقال داده: اول MSB، داده های 8 بیتی + ACK 1 بیتی}

^{سیگنال تایید: گیرنده سیگنال ACK را پس از هر بایت تولید می کند}

^{الزامات زمان بندی: باید پارامترهای مشخصات I2C را برآورده کند (t_SU، t_HD، و غیره)}

^{این نمودار زمان بندی پروتکل ارتباطی I2C کامل MCP23017-E/SO را نشان می دهد و مرجع زمان بندی دقیق برای برنامه نویسی دستگاه و ادغام سیستم را فراهم می کند.}

پین های بندر GPIO

^{1.پين هاي قدرت}

^{VDD (Pin 9): ورودی منبع برق مثبت (2.7V تا 5.5V)}

^{VSS (Pin 10): زمین قدرت}

^{2کنترل و پیکربندی پین}

^{تنظیم مجدد (Pin 18): ورودی تنظیم مجدد (کم فعال)}

^{INTA (Pin 19): PORT A خروجی قطع}

^{INTB (Pin 20): خروجی قطع PORT B}

^{3پین های تنظیم آدرس}

^{A0 (Pin 15): بیت انتخاب آدرس I2C 0}

^{A1 (Pin 16): بیت انتخاب آدرس I2C 1}

^{A2 (Pin 17): بیت انتخاب آدرس I2C 2}

^{4.پين هاي ويژه}

^{NC (Pins 11 و 14): بدون اتصال}

^{پد حرارتی (پایینی): پد تبعید گرما، باید به زمین متصل شود}

^{5مشخصات بسته بندی}

^{نوع بسته بندی: SOIC-28}

^{فاصله پین: 1.27 میلی متر}

^{دمای کار: -40°C تا +85°C}

^{طراحی حرارتی: پد حرارتی پایین باید به سطح زمین PCB متصل شود}

^{این پیکربندی پین بسته استاندارد SOIC-28 را اتخاذ می کند و یک راه حل گسترش I / O قابل اعتماد برای کنترل صنعتی و سیستم های جاسازی شده را فراهم می کند.تمام پین های GPIO از پیکربندی مستقل و قابلیت 25mA پشتیبانی می کنند.}

^{روش های عملیات پروتکل}

^{1. عملیات نوشتن تک بایت}

^{2. عملیات نوشتن چند بایت}

^{3. عملیات خواندن تک بایت}

^{4. عملیات خواندن چند بایت دنباله ای}

^{5حالت کار مخلوط}

^{ویژگی های اصلی پروتکل}

^{مدیریت نشانگر آدرس}

^{نشانگر آدرس به طور خودکار در طول عملیات نوشتن به روز می شود}

^{افزایش خودکار اشاره گر در طول عملیات خواندن / نوشتن متوالی}

^{پشتیبانی از دسترسی مستمر در سراسر مرزهای ثبت}

^{اعتبار داده ها}

^{داده ها در طول سطح بالا SCL پایدار هستند}

^{هر بایت نیاز به تأیید دارد (ACK/NACK)}

^{اولین انتقال MSB}

^{مکانیسم مدیریت خطا}

^{تشخیص عدم شناخت برده (NACK)}

^{حفاظت از زمان بندی اتوبوس}

^{پشتیبانی کشش ساعت}

^{الزامات زمان بندی}

^{این پروتکل به طور کامل با مشخصات استاندارد I2C سازگار است و روش های انتقال داده انعطاف پذیر را ارائه می دهد که هر دو حالت انتقال تک بایت و شتاب را پشتیبانی می کند.این امکان را می دهد تا پیکربندی و کنترل کارآمد از تمام ثبت عملکردی در MCP23017.}