一、PCF8574简介 二、PCF8574读写时序

三、PCF8574驱动步骤 四、编程实战 五、总结

PCF8574T是由恩智浦（NXP）半导体生产的I²C总线接口的8位并行I/O端口扩展器。该芯片的主要特性与功能包括：

I²C总线接口：PCF8574T通过I²C总线（也称作IIC总线）与主控制器（如MCU）通信，仅需占用两根信号线（SCL和SDA），即可实现与主控制器之间的数据传输。

8个准双向口：芯片内含8个准双向I/O口（P0-P7），每个端口既可以作为输出端口驱动外部负载，也可以作为输入端口读取外部设备的状态。当作为输入口使用时，为了获得正确的输入状态，需要将对应的内部输出驱动设置为高电平（上拉），这样在外部设备不驱动的情况下，端口就能通过内部上拉电阻检测到高电平输入。

中断线：PCF8574T还有一个中断输出引脚（INT），当任一输入口的状态发生变化时，可以触发此中断信号，告知主控制器有输入状态的变化，方便系统做出及时响应。

3个地址线：通过不同的地址线配置，可以实现多个PCF8574T芯片挂在同一个I²C总线上，并且每个芯片都有独立的地址，使得主控制器可以区别并单独访问每个芯片。

综上所述，PCF8574T芯片非常适用于需要扩展I/O资源的嵌入式系统，特别适合在I/O口有限或者布线困难的场合，通过一根I²C总线就可轻松管理和控制大量的外围设备。

PCF8574的寻址方式基于I²C协议，其设备地址由固定的7位地址和可选的硬件选择位组成：

固定位：PCF8574的固定部分地址是0100000，十六进制表示为0x20。

硬件选择位：PCF8574提供了A0、A1和A2三个硬件地址选择引脚，这三个引脚的不同组合可以决定PCF8574的硬件地址。当A0、A1、A2都接地（接GND）时，这三个地址位均为0，因此硬件选择位为000。

数据传输方向位：这是I²C协议中的约定，最低位决定了数据传输的方向，0表示写操作，1表示读操作。

所以，当A0~2都接GND时，具体寻址方式如下：

写操作地址：固定位0100000加上硬件选择位000，再加上写操作位0，最终得到的地址是01000000，即0x40。

读操作地址：与写操作类似，只是最后一位变成1，所以读操作地址为010000001，即0x41。

当A0、A1、A2引脚接法不同时，设备地址也会随之改变。例如，如果A0接VCC（高电平），A1和A2接GND，那么写操作地址将是0x42，读操作地址将是0x43。通过这种方式，同一I²C总线上可以连接多个PCF8574芯片，每个芯片具有唯一的地址，从而实现I/O口的灵活扩展。

在使用I²C协议对PCF8574进行写操作时，时序如下：

MCU发起写操作：

PCF8574响应：

MCU发送控制端口数据：

PCF8574响应并更新输出：

MCU终止通信：

总结一下整个写操作时序，MCU通过I²C总线向PCF8574发送指令，指定写操作和数据内容，PCF8574接收并响应，最后将数据反映在其输出引脚P0~P7上。

在使用I²C协议对PCF8574进行读操作时，时序如下：

MCU发起读操作：

PCF8574响应并返回数据：

MCU读取并响应数据：

MCU终止读操作：

注意，原描述中的“③ MCU响应”并不准确，因为MCU在这个环节实际上是接收和读取数据，而非响应。此外，“③ MCU响应，PCF8574锁存端口状态数据返回给MCU（A + DATA4(响应时P0~P7的电平状态 )）”这部分描述中，DATA4的概念在这里并不适用，因为通常只会读取一个字节的数据（DATA1），除非PCF8574支持连续读取，并且MCU给出了连续读取的ACK信号。如果确实支持连续读取，那么DATA4指的是第二个读取的字节数据。

PCF8574T中的中断引脚（INT）提供了一种高效的通知机制，使得微控制器（MCU）无需通过耗时的I²C总线通信就可以得知I/O端口状态的变化。当使用PCF8574T作为远程I/O扩展器时，其8个端口可以配置成输入或输出。当这些端口被配置为输入时，其中任意一个端口状态发生改变（比如从低电平变为高电平，或从高电平变为低电平），INT引脚就会产生一个中断信号，即INT引脚被拉低到低电平。

上电初始化后，所有端口默认处于输入模式，并且所有输入引脚的内部上拉电阻使这些引脚默认处于高电平状态。当任何一个输入引脚的电平发生改变（上升沿或下降沿触发，取决于芯片的具体配置），INT引脚立即产生一个中断请求。

特别指出的是，当INT引脚产生中断后，MCU必须通过I²C总线对PCF8574T进行一次读取或写入操作，以清除中断标志，也就是所谓的中断复位。如果不这样做，INT引脚将保持在低电平状态，不会响应下一次的输入信号变化产生的中断请求。换句话说，MCU在接收到中断后，除了响应中断事件外，还需要执行必要的I²C通信操作，以确保中断系统能够正常循环工作，持续监测并报告新的输入状态变化。

PCF8574驱动程序开发步骤详述如下：

初始化中断GPIO口和IIC接口

中断引脚配置：首先需要配置与PCF8574 INT中断引脚相连的MCU GPIO为上拉输入模式，确保在中断未触发时，该GPIO端口处于高电平状态。

IIC接口初始化：调用相应的IIC驱动库函数（例如iic_init()）初始化MCU的I²C接口，设置相关寄存器以匹配PCF8574的I²C通信要求，包括时钟频率、中断使能等。

设备检测（可选）：为了确保PCF8574设备在线，可以尝试通过I²C接口发送读写请求，并检测是否有应答信号，如果没有应答，则可能表示设备不存在或通信异常。

编写读取PCF8574的8位IO值函数

编写写入PCF8574的8位IO值函数

编写PCF8574读取某个IO的值函数

编写PCF8574设置某个IO的值函数

pcf8574.c