如何用Arduino的扩展IO接口与PCF8574通讯 - 【Arduino教程】

Arduino UNO是电子产品的初学者和业余爱好者的入门板，可实现各种应用。我看到了几个使用Arduino开发的项目，从简单的电机控制到带有图形OLED显示屏的完整气象站。

Arduino UNO的主要问题之一是可在我们的项目中使用的数字IO引脚数。我们知道Arduino UNO板带有13个数字IO引脚和5个模拟输入引脚。

对于简单的项目，这可能就足够了，但是如果您要开发一个包含大量传感器，显示单元（LCD或OLED），电机控制和通讯（例如Serial，又要占用两个IO引脚）的复杂项目，则你要担心一点

如果您有Arduino Mega开发板，那么这将不是问题，因为您有大量的IO引脚。问题仅在于UNO和Nano等较小的电路板。

要解决此问题，可以使用PCF8574 IO扩展器模块。我已经使用此IC通过I2C引脚将16×2 LCD显示器与Arduino接口。在此处查看该项目。

关于PCF8574 IC的简要说明

PCF8574是I2C总线到8位并行总线IO扩展器IC。它以一种简单且具有成本效益的方法为许多微控制器提供GPIO扩展。该IC的接口是使用SDA（数据）和SCL（时钟）线路的I2C（或I 2 C）。因此，如果您的微控制器的IO引脚数量有限且具有I2C功能，则可以使用该IC扩展IO引脚。

以下是采用SOIC封装的PCF8574 IC的引脚图。

该封装中有16个引脚，下表给出了简单的引脚说明。

当您购买基于PCF8574 IC的IO扩展模块时，必须小心，因为市场上有两种类型的使用PCF8574 IC的板卡。一个是完整的IO扩展器模块，可以访问所有端口引脚，INT引脚和地址引脚。下图显示了此模块。这是我们将在项目中使用的模块。

还有另一块板配置为与16×2或20×4字符LCD显示器接口。在此板上，地址引脚被拉高，您无法访问所有IO引脚和INT引脚。因此，购买前请检查两次。

如何将PCF8574与Arduino接口连接

由于PCF8574模块的工作是扩展微控制器的IO功能，因此我们可以将其与Arduino UNO板一起使用，以将数字IO数量增加到21。该模块的IO端口引脚可以用作输入或输出

以下是PCF8574与微控制器接口的简单框图，其中两个IO端口引脚配置为输入，一个引脚用于驱动LED，其余引脚用作多个外围设备的控制引脚（输出）。

我们可以对Arduino UNO板和PCF8574 IO扩展板使用类似的设置来控制各种外设。

电路图

以下是PCF8574与Arduino UNO板接口以控制8个LED的电路图。

所需组件

• Arduino UNO（或任何Arduino板）

• PCF8574 IO扩展板

  相信许多爱好电子的朋友都听说过集成芯片这个词，而集成芯片要追溯到1947年当时的贝尔实验室诞生了世界上第一个晶体管，从这以后电子时代飞速发展，集成芯片中就有着几千万的晶体管，单片机就是一块集成芯片，只是这块集成芯片有着一些特殊的功能，通过程序的编写我们能够使用这些功能。单片机就像是人的大脑一样，大脑可以控制手脚的运动，能够处理感官接收到的信息，单片机也是如此，单片机能够对外设器件进行控制，能够处理外设接收到的数据。

• 连接线

• 5V电源

• 8个LED

• 8 x330Ω电阻

连接说明

由于PCF8574模块适用于I2C通信，因此我们必须使用Arduino的I2C引脚来控制模块的IO引脚。Arduino UNO的引脚A4和A5是I2C引脚，其中A4是SDA（数据）引脚，而A5是SCL（时钟）引脚。

将这些引脚连接到PCF8574板上相应的SDA和SCL引脚。现在，将模块的VCC和GND引脚连接到Arduino的+ 5V和GND引脚。

为了测试项目，让我们将一些LED连接到PCF8574模块的IO端口，以便我们可以使用Arduino对其进行控制。因此，在VCC和IO端口之间连接8个LED和相应的限流电阻。

注意：我没有在电路图中连接串联限流电阻。但是我建议您连接它们，只是为了安全起见。

注意：建议为LED使用外部5V电源，而不要通过Arduino板给LED供电。

代码：用于解析I2C从地址

首先，我们必须找出PCF8574模块的I2C总线从设备地址。使用以下代码计算模块的地址。就我而言，当A0，A1和A2引脚连接到LOW时，地址原来是0x20。因此，我将在实际代码中使用此地址。

代码：用于控制IO端口

进入实际项目，除了Arduino IDE附带的“ Wire”库外，您不需要任何其他库。使用以下代码切换备用LED。

工作中

该项目的工作非常简单。我已使用I2C通信将PCF8574与Arduino连接。确定PCF8574模块的从站地址后，我们必须使用该地址开始I2C通信。

当LED连接到IO端口时，您要做的就是以HEX格式发送不同模式的LED触发代码。

由于I2C不使用Arduino的任何现有数字IO引脚，因此您在Arduino UNO板上总共获得21个IO引脚（在Arduino UNO上为13个，在PCF8574 IO端口上为8个），您可以使用更大的引脚项目。

摘要

这个简单的项目，其中通过将PCF8574与Arduino 的扩展IO接口连接来增加Arduino UNO板的IO引脚数。使用此IO扩展模块，您可以连接许多IO设备，例如温度传感器，湿度传感器，16×2 LCD显示器，状态LED，继电器，电机等，而无需担心IO引脚的数量。