一、简介

PCF8575是一个I/O扩展芯片，德州仪器的芯片。有3个硬件地址引脚寻址，也就是说这个芯片可以设置8个IIC器件地址；芯片工作电压2.5V~5.5V，具有16位准双向输入/输出（I/O）端口（P07-P00、P17-P10）。当我们在做嵌入式开发时，MCU接口不够用可以考虑使用这一款芯片扩展，详细查看相关芯片手册。

淘宝有这一款模块售卖，我使用的经验总结是：使用IO扩展模块当输出时，必须加上拉电阻。上拉电阻选择是1K-10K之间就行了。不然驱动的电压很低！

二、例程

备注：使用例程编译的时候会出现警告，已经检查过警告原因是没有调用函数，不影响功能运行。不用理会即可。
例程1：使用STC12使端口持续高低电平切换

//
//PCF8575控制电平和读取电平
//作者：小途
//时间：2022年2月17日
//#include <STC12C5A60S2.h>
#include <intrins.h>#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int//常用数据宏定义
#define MAIN_Fosc       11059200L   //宏定义主时钟HZ
//#define MAIN_Fosc     12000000L//当A0 A1 A2 为000时
#define PCF8575_READ_ADDRESS 0x41       //IIC总线从机8位读地址
#define PCF8575_WRITEADDRESS 0x40       //IIC总线从机8位写地址/*I2C硬件接口定义*/
sbit SCL = P3^2;       //I2C时钟总线
sbit SDA = P3^3;       //I2C数据总线/*I2C常用变量宏定义*/
#define I2cRead         1           //I2C读方向位
#define I2cWrite        0           //I2C写方向/*全局变量定义*/
bit AckFlag;    //应答标志位
uchar PCF8575_LVal,PCF8575_HVal;//基于STC12单片机1ms延时函数
//函数说明：内部调用
static void Delay1ms()
{# if MAIN_Fosc == 11059200L//晶振11.0592MHzunsigned char i, j;_nop_();i = 11;j = 190;do{while (--j);} while (--i);#elif MAIN_Fosc == 12000000L//晶振12.000000MHZunsigned char i, j;_nop_();_nop_();i = 12;j = 168;do{while (--j);} while (--i);#endif}//基于STC12单片机1us延时函数
//函数说明：内部调用
static void Delaym1us()
{# if MAIN_Fosc == 11059200L//晶振11.0592MHz_nop_();#elif MAIN_Fosc == 12000000L//晶振12.000000MHZ_nop_();_nop_();#endif
}//基于STC12单片机ms延时函数
//函数说明：外部调用
void Delay_ms(uint time)
{int i;for(i=0; i<time; i++){Delay1ms();}
}//基于STC12单片机us延时函数
//函数说明：外部调用
void Delay_us(uint time)
{int i;for(i=0; i<time; i++){Delaym1us();}
}//I2C延时5us函数
void I2cDelay_5us(void)
{Delay_us(5);
}//I2C总线起始信号
void I2cStart(void)
{SCL = 1;SDA = 1;I2cDelay_5us();//状态保持5usSDA = 0;I2cDelay_5us();//状态保持5us
}//I2C总线停止信号
void I2cStop(void)
{SCL = 0;SDA = 0;SCL = 1;I2cDelay_5us();//状态保持5usSDA = 1;I2cDelay_5us();//状态保持5us
}/*********************************函数名称：ReadACK(void)*函数输入：无*函数返回：1非应答，0应答*函数说明：I2C总线读从机应答信号********************************/
bit ReadACK(void)
{uint i;SCL = 0;//拉低时钟总线，允许从机控制SDASCL = 1;//拉高，读SDAI2cDelay_5us();while((SDA==1) && (i<250))//等待SDA应答，或者超过时间默认应答i++;SCL = 0;I2cDelay_5us();return(0);//返回0应答
}/****************************************函数名称：SendACK(bit i)*函数输入：1主机发送非应答，0发送应答*函数返回：无*函数说明：主机发送应答信号***************************************/
void SendACK(bit i)
{SCL = 0;  //拉低时钟总线，允许主机控制SDAif(i)      //发送非应答SDA = 1;elseSDA = 0;SCL = 1;  //拉高总线，让从机读SDAI2cDelay_5us();SCL = 0;   //拉低时钟总线，允许SDA释放SDA = 1;    //释放数据总线
}/****************************************函数名称：I2cSendByte(uchar DAT)*函数输入：DAT需要发送的数据*函数返回：无*函数说明：I2C发送一个字节数据***************************************/
void I2cSendByte(uchar DAT)
{uchar i;for(i=0; i<8; i++)   //分别写8次，每次写1位{SCL = 0;      //拉低时钟总线，允许SDA变化if(DAT & 0x80)   //先写数据最高位SDA = 1;      //写1elseSDA = 0;   //写0SCL = 1;       //拉高时钟，让从机读SDADAT <<= 1;      //为发送下一位左移1位}SCL = 0;          //拉低时钟总线，允许SDA释放SDA = 1;            //释放数据总线
}/*====================================
函数  ：I2cReadByte()
参数  ：无
返回值 ：返回读出的一字节数据
描述  ：I2C总线读一字节数据
====================================*/
uchar I2cReadByte(void)
{uchar i, DAT;for(i=0; i<8; i++)//分别读8次，每次读一位{DAT <<= 1; //数据左移1位，准备接收一位SCL = 0;   //拉低时钟总线，允许从机控制SDA变化SCL = 1;   //拉高时钟总线，读取SDA上的数据if(SDA)DAT |= 0X01;//为1则写1，否则不行执行写1，通过左移补0}return(DAT); //返回读出的数据
}/*=========================================*函数名称：PCF8575Read(uchar dat)*函数输入：要控制硬件的数据（16位）*函数返回：无*函数说明：控制PCF引脚*=========================================*/
void PCF8575Read(uchar dat1, uchar dat2)
{bit AckTemp=1;I2cStart();//发送启动位I2cSendByte(PCF8575_WRITEADDRESS);//发送地址AckTemp=ReadACK();//接收应答I2cSendByte(dat1);//控制P0.0-P0.7AckTemp=ReadACK();//接收应答I2cSendByte(dat2);//控制P1.0-P1.7AckTemp=ReadACK();//接收应答I2cStop();
}void PCF8575_Read()
{bit AckTemp = 1;I2cStart();//发送启动位I2cSendByte(PCF8575_READ_ADDRESS);//发送地址位AckTemp=ReadACK();//接收应答PCF8575_LVal = I2cReadByte();//接收1个字节（P0.0-P0.7）SendACK(0);//发送应答位PCF8575_HVal = I2cReadByte();//接收1个字节（P1.0-P1.7）SendACK(1);//发送非应答位I2cStop();
}void main()
{PCF8575Read(0xff,0xff);//上电复位将PCF8575的电平拉高while(1){//使控制的led闪烁Delay_ms(1000);PCF8575Read(0xff,0xff);Delay_ms(1000);PCF8575Read(0x00,0x00);}
}

例程2：使用STC12读取PCF8575端口电平，通过串口发送当前电平状态

#include <STC12C5A60S2.h>
#include <intrins.h>//数据类型重定义
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int//常用数据宏定义
#define MAIN_Fosc       11059200L   //宏定义主时钟HZ
//#define MAIN_Fosc     12000000L//当A0 A1 A2 为000时
//IIC总线从机8位读地址
//IIC总线从机8位写地址
//#define PCF8575_READ_ADDRESS 0x41
//#define PCF8575_WRITEADDRESS 0x40/*I2C常用变量宏定义*/
#define I2cRead         1           //I2C读方向位
#define I2cWrite        0           //I2C写方向//IO管脚定义
sbit SDA = P0^7;//I2C时钟总线
sbit SCL = P0^6;//I2C数据总线
sbit INT0 = P3^2;//按键中断引脚//全局变量定义
uchar PCF8575_LVal;
uchar PCF8575_HVal;//基于STC12单片机1ms延时函数
//函数说明：内部调用
static void Delay1ms()
{# if MAIN_Fosc == 11059200L//晶振11.0592MHzunsigned char i, j;_nop_();i = 11;j = 190;do{while (--j);} while (--i);#elif MAIN_Fosc == 12000000L//晶振12.000000MHZunsigned char i, j;_nop_();_nop_();i = 12;j = 168;do{while (--j);} while (--i);#endif}//基于STC12单片机1us延时函数
//函数说明：内部调用
static void Delaym1us()
{# if MAIN_Fosc == 11059200L//晶振11.0592MHz_nop_();#elif MAIN_Fosc == 12000000L//晶振12.000000MHZ_nop_();_nop_();#endif
}//基于STC12单片机ms延时函数
//函数说明：外部调用
void Delay_ms(uint time)
{int i;for(i=0; i<time; i++){Delay1ms();}
}//基于STC12单片机us延时函数
//函数说明：外部调用
void Delay_us(uint time)
{int i;for(i=0; i<time; i++){Delaym1us();}
}// 发送I2C启动位
void I2C_Start(void)
{SDA=1; SCL=1; Delay_us(2);SDA=0; Delay_us(2);SCL=0;Delay_us(2);
}// 发送I2C停止位
void I2C_Stop(void)
{SDA=0;SCL=1;Delay_us(2);SDA=1;Delay_us(2);SCL=0;Delay_us(2);
}// 发送BIT0
void I2C_Send_Bit_0(void)
{SDA=0;SCL=1;Delay_us(2);SCL=0;Delay_us(2);
}// 发送BIT1
void I2C_Send_Bit_1(void)
{SDA=1;SCL=1;Delay_us(2);SCL=0;Delay_us(2);
}// 接收应答信号
bit I2C_Check_Ack(void)
{SDA=1;SCL=1;Delay_us(2);F0=SDA;Delay_us(2);SCL=0;Delay_us(2);if(F0==1) return 1;return 0;
}// 发送应答信号
void I2C_Ack()
{SDA=0;SCL=1;Delay_us(2);SDA=0;Delay_us(2);SCL=0;Delay_us(2);
}void I2C_NoAck()
{SDA=1;SCL=1;Delay_us(2);SDA=1;Delay_us(2);SCL=0;Delay_us(2);
}// 写一个字节
void I2C_Write8Bit(unsigned char I2C_data)
{unsigned char i;for(i=0;i<8;i++){if((I2C_data<<i)&0x80)I2C_Send_Bit_1();elseI2C_Send_Bit_0();}
}// 接收一个字节
unsigned char I2C_Read8Bit(void)
{unsigned char I2C_data=0,i;for(i=0;i<8;i++){SDA=1;    SCL=1;    Delay_us(2);F0=SDA;Delay_us(2);SCL=0;if(F0==1){I2C_data=I2C_data<<1;I2C_data=I2C_data|0x01;}elseI2C_data=I2C_data<<1;}return I2C_data;
}// 控制PCF8575引脚电平
void PCF8575_Wirte(unsigned char addr, unsigned int val)
{bit AckTemp=1;I2C_Start();I2C_Write8Bit(0x40|(addr<<1));I2C_Check_Ack();I2C_Write8Bit(val);                   I2C_Check_Ack();I2C_Write8Bit(val>>8);                 I2C_Check_Ack();I2C_Stop();
}// 读出PCF8575引脚电平
void PCF8575_Read(unsigned char addr)
{    bit AckTemp=1;I2C_Start();I2C_Write8Bit(0x41|(addr<<1));AckTemp=I2C_Check_Ack();PCF8575_LVal=I2C_Read8Bit();I2C_Ack();PCF8575_HVal=I2C_Read8Bit();I2C_NoAck();I2C_Stop();
}//串口初始化，晶振11.0592，波特率9600
void UartInit(void)     //9600bps@11.0592MHz
{PCON &= 0x7F;     //波特率不倍速SCON = 0x50;       //8位数据,可变波特率AUXR |= 0x04;      //独立波特率发生器时钟为Fosc,即1TBRT = 0xDC;       //设定独立波特率发生器重装值AUXR |= 0x01;       //串口1选择独立波特率发生器为波特率发生器AUXR |= 0x10;        //启动独立波特率发生器EA = 1;//开总中断ES = 1;//开串口中断
}//向串口发送一个字符
void putchar(char ch)
{SBUF = ch;while(!TI);TI = 0;
}void main()
{UartInit();//串口初始化PCF8575_Wirte(0,0xffff); // 让PCF8575的所有IO口输出高电平while(1){Delay_ms(100);PCF8575_Read(0); // 读PCF8575引脚电平 putchar(PCF8575_LVal); // 把P0.0~P0.7的电平字节发送到串口putchar(PCF8575_HVal); // 把P1.0~P1.7的电平字节发送到串口}
}

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