Carte d'extension d'entrée/sortie par bus I2C (IO port expander)

par François Finfe | Projet initial: Février 2009 | dernière mise à jour: March 03 2009 12:57:14.

Introduction

Cette carte permet d'ajouter jusqu'à 64 entrées/sorties à un microcontrôleur. Le contrôle des IO (input output) se fait par l'intermédiaire du bus I2C.

Caractéristiques

Cette carte dispose de 5 ports (8 IO's/port) quasi-birectionnel:

• elles peuvent être utilisées aussi bien en entrées qu’en sortie.
• elles intègrent un pull-up vers Vcc (5V max) de 100 µA.
• elles peuvent tirer un courant vers la masse (sink current) maximum de 25 mA (absolute maximum rating).
• Ces IO sont dites quasi-bidirectionnelles car elles ne peuvent fournir un courant (source current), càd sortir un courant de 5V très important (current-source de 100µA, càd le pull-up). Cependant, on peut ajouter une résistance de pull-up externe pour renforcer le pull-interne.

3 ports sont des sorties que l’on pourrait qualifiés de sortie de puissances :

• Ces 3 ports sont similaires aux 5 ports bidirectionnels, on a simplement ajouté un mosfet (transistor) pour augmenter considérablement le courant de sortie.
• Elles peuvent tirer un courant vers la masse de 1,7 A.
• A l'état logique haut, les sorties sont incapables de faire office de source de courant. Autrement dit, les sorties ne "tire" pas les sorties à la tension de 5 V.
• En résumant, lorsqu'on envoie un 0 sur le port, le mosfet est passant, on passe en faible impédance à l'état logique haut. Lorsqu'on envoie un 1, la sortie passe en haute impédance.
• Si les sorties de puissance ne sont pas nécessaire et qu'un courant de 25 mA est amplement suffisant votre application, il est facile de repasser à une IO quasi bidirectionnelle: il suffit de ne pas monter le mosfet et de faire un pont avec un strap.

Les ports sont gérés par les IC PCF8574. Les commandes sont envoyés par le bus I²C. Chaque circuit a une adresse. La majorité des bits de l'adresse est fixé par l'IC (gravé dans le silicium). 3 bits de l'adresse sont paramétrables via les broches externes A0..A2. Sur cette carte, chaque IC doit avoir une adresse unique, comprise entre 0 et 7. Une résistance de pull et un pont de soudure permettent de configurer l'adresse. Il n'est pas nécessaire de monter le pull-up pour mettre un bit de l'adresse à 0, le pont de soudure suffit.

Schema

Schema sheet (cliquer pour agrandir)

Ressources / Download

Description	Lien/Fichier(s)
Schéma Fichier au format Eagle (schema + board)	PCB & layout Layout (pdf) PCB Implantation composants (pdf)

Remarques

Le PCB est du simple couche. La couche TOP (en rouge sur l'impantation, schématise les straps à faire manellement).