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CH423のメーカーはETCです、この部品の機能は「Two-wire remote I / O expansion chip」です。 |
部品番号 | CH423 |
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部品説明 | Two-wire remote I / O expansion chip | ||
メーカ | ETC | ||
ロゴ | |||
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CH423 中文手册
1
两线远程 I/O 扩展芯片 CH423
1、概述
手册
版本: 2
http://wch.cn
CH423 是两线串行接口的通用远程 I/O 扩展芯片。CH423 提供 8 个双向输入输出引脚和 16 个通
用输出引脚,支持输入电平变化中断;CH423 内置电流驱动电路,可以静态驱动 24 只 LED 发光管或
者动态驱动 128 只 LED(相当于 16 只数码管);CH423 通过 2 线串行接口与单片机等交换数据。
单片机
MCU 等
SCL
SDA
INT#
CH423 芯片
I/O 扩展
(虚线可选)
IO7~IO0
OC15~OC0
8 位输入
或者
8 位输出
16 位输出
可选开漏
单片机
MCU 等
SCL
SDA
CH423 芯片
数码管驱动
SEG7~SEG0
DIG15~DIG0
16 位
数码管
或
128 个
发光管
2、特点
● 通过两线串行接口远程扩展出 8 个通用输入输出引脚 GPIO 和 16 个通用输出引脚 GPO。
● 内置电流驱动级,连续驱动电流不小于 15mA,OC 引脚输出 1/16 脉冲灌电流不小于 120mA。
● 静态显示驱动方式支持 24 只发光管 LED 或者 3 位共阳数码管。
● 分时动态扫描显示驱动方式支持 128 只发光管 LED 或者 16 位共阴数码管,支持亮度控制。
● 双向 I/O 引脚在输入方式下具有输入电平变化时产生中断的功能,中断输出低电平有效。
● 16 个通用输出引脚可以选择推挽输出或者开漏输出。
● 支持 3V~5V 电源电压,支持低功耗睡眠,可以被输入电平变化唤醒。
● 高速 2 线串行接口,时钟速度从 0 到 1MHz,兼容两线 I2C 总线,节约引脚。
● 提供 SDIP28 和 SOP28 两种无铅封装,兼容 RoHS。
3、封装
Free Datasheet http://www.nDatasheet.com
1 Page CH423 中文手册
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5.2. 一般说明
本手册中的数据,以 B 结尾的为二进制数,以 H 结尾的为十六进制数,否则为十进制数,标注
为 x 的位表示该位可以是任意值。
单片机(也可以是 CPU、DSP、微处理器、MCU 等控制器)通过 2 线串行接口控制 CH423 芯片,
CH423 的 2 线串行接口是由硬件实现的,单片机可以频繁地通过串行接口进行高速操作,而绝对不会
降低 CH423 的工作效率。
5.3. 双向输入输出引脚
CH423 的 IO7~IO0 引脚为双向输入输出引脚,默认为输入方向,用于输入外部引脚的当前状态,
当设置为输出方向时,可以输出高低电平以驱动 LED 发光管或者进行 I/O 扩展。
在动态扫描显示驱动方式下,IO7~IO0 引脚可以用于驱动数码管的各个段引脚,由于 CH423 内
部可以对段驱动电流进行限制,所以外部串联的段限流电阻可以省掉。
5.4. 通用输出引脚
CH423 的 OC15~OC0 引脚为推挽或者开漏输出引脚,默认为推挽输出。
选择开漏输出方式后只有输出低电平和不输出两种状态,无法输出高电平,默认为不输出状态。
在动态扫描显示驱动方式下,OC15~OC0 引脚可以用于驱动共阴数码管的各个公共端,并且能够
以脉冲方式吸收较大的灌电流。
如果只驱动 8 位数码管,那么剩余的 8 个通用输出引脚仍然可以用于 GPO。
5.5. 电平变化中断
如果允许输入电平变化中断,那么 CH423 的 OC15 引脚将作为中断请示输出引脚,低电平有效。
CH423 的 IO7~IO0 引脚用于输入时,可以支持输入电平变化中断,输入电平变化是指检测到从
IO7~IO0 引脚输入的当前状态与事先写入 IO7~IO0 引脚的输出寄存器(图中的 U4)中的数据不同。
如果检测到上述变化(图中的 U2 为比较器),那么 CH423 将通过 OC15 引脚输出低电平有效的中断,
直到单片机重新写入 IO7~IO0 引脚的输出寄存器,并且新值与从 IO7~IO0 引脚输入的当前状态相同
时,CH423 的 OC15 引脚才恢复为高电平或者不输出。
5.6. 上电复位
CH423 内置上电复位电路(图中的 R12 和 C11),用于在芯片刚通电时将内部各寄存器恢复为默
认的状态。例如,每次上电后,双向输入输出引脚为输入状态,通用输出引脚为高电平状态。
5.7. 串行接口
CH423 具有硬件实现的 2 线串行接口,包含 2 根信号线:串行数据时钟输入线 SCL、串行数据输
入和输出线 SDA。
SDA 是带上拉电阻的准双向信号线,默认是高电平。SDA 用于串行数据输入和输出,高电平表示
位数据 1,低电平表示位数据 0,串行数据输入的顺序是高位在前,低位在后。
SCL 是输入信号线,默认为高电平。SCL 用于提供串行时钟,CH423 在其上升沿从 SDA 输入数据,
在其下降沿从 SDA 输出数据。
在 SCL 为高电平期间发生的 SDA 下降沿定义为串行接口的启动信号,在 SCL 为高电平期间发生
的 SDA 上升沿定义为串行接口的停止信号。CH423 只在检测到启动信号后才接收并分析命令。所以在
单片机 I/O 引脚资源紧张时,可以在保持 SDA 引脚状态不变的情况下,将 SCL 引脚与其它接口电路共
用;如果能够确保 SDA 引脚的变化仅在 SCL 引脚为低电平期间发生,那么 SCL 引脚和 SDA 引脚都可以
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3Pages CH423 中文手册
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读取双向输入输出命令用于获得 IO7~IO0 引脚的当前状态,当 IO_OE 为 0 时为获取输入状态,
否则为获取输出状态。该命令属于读操作,是唯一的具有数据返回的命令,单片机必须先释放 SDA 引
脚(三态输出禁止或者上拉到高电平),然后 CH423 从 SDA 引脚输出当前引脚状态。
当 CH423 用于数码管显示驱动时,可以在临时关闭显示后,读取外部的 8 个按键输入状态。
7、参数
7.1. 绝对最大值(临界或者超过绝对最大值将可能导致芯片工作不正常甚至损坏)
名称
TA
TS
VCC
VIO
IMoc
IMocp
IMio
IMall
参数说明
工作时的环境温度
储存时的环境温度
电源电压(VCC 接电源,GND 接地)
输入或者输出引脚上的电压
单个 OC 引脚的连续驱动电流
单个 OC 引脚的 1/16 脉冲驱动电流
单个 IO 引脚的连续驱动电流
所有 IO 引脚的连续驱动电流的总和
或所有 OC 引脚的连续驱动电流的总和
最小值
-40
-55
-0.5
-0.5
0
0
-25
0
最大值
85
125
6.0
VCC+0.5
30
150
25
160
单位
℃
℃
V
V
mA
mA
mA
mA
7.2. 电气参数(测试条件:TA=25℃,VCC=5V,如果 VCC=3.3V 那么表中电流值需乘以 40%)
名称
VCC
ICC
ICCs5
ICCs3
VIL
VIH
VILio
VIHio
VOLoc
VOLoc
VOHoc
VOLio
VOHio
VOL
IUP1
IUP2
VR
参数说明
电源电压
工作电流
5V 时静态电流(SCL 和 SDA 为高电平)
3.3V 时静态电流(SCL 和 SDA 为高电平)
SCL 和 SDA 引脚低电平输入电压
SCL 和 SDA 引脚高电平输入电压
IO 引脚低电平输入电压
IO 引脚高电平输入电压
OC 引脚低电平输出电压(-100mA)
OC 引脚低电平输出电压(-30mA)
OC 引脚高电平输出电压(5mA)
IO 引脚低电平输出电压(-15mA)
IO 引脚高电平输出电压(20mA)
SDA 引脚低电平输出电压(-4mA)
IO 引脚的输入弱上拉电流
SDA 引脚的输入上拉电流
上电复位的默认电压门限
最小值
3
0.1
-0.5
2.0
-0.5
1.9
VCC-0.5
VCC-0.5
1
150
2.3
典型值
5
80
0.4
0.1
0.6
0.2
5
250
2.6
最大值
5.3
150
0.9
0.3
0.8
VCC+0.5
0.6
VCC+0.5
0.8
0.3
0.5
0.5
10
400
2.9
单位
V
mA
mA
mA
V
V
V
V
V
V
V
V
V
V
uA
uA
V
7.3. 时序参数(测试条件:TA=25℃,VCC=5V,参考附图)
(注:本表计量单位以纳秒即 10-9 秒为主,未注明最大值则理论值可以无穷大)
名称
参数说明
最小值 典型值 最大值
TPR 电源上电检测产生的复位时间
15 30 80
TSSTA
SDA 下降沿启动信号的建立时间
100
THSTA
SDA 下降沿启动信号的保持时间
100
单位
mS
nS
nS
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