PCF8574 — расширитель портов на 8 выводов по I²C

PCF8574 добавляет микроконтроллеру восемь выводов через два провода шины I²C, и на одну шину можно поставить до восьми таких микросхем. У него нет регистров направления: каждый вывод одновременно и выход, и вход. Разбираем по даташиту Texas Instruments, как это работает, какие у выводов токи и как не ошибиться с адресом.

Обновлено 16 октября 2026 г.Редакция GAW

Содержание

Распиновка
Адрес
Выводы порта
Прерывание
Шина I²C

PCF8574 — 8-битный расширитель портов для шины I²C с питанием 2,5–6 В. У него нет регистров конфигурации: микроконтроллер после адреса просто записывает байт, который появляется на выводах P0–P7, или читает байт с них. Если в записи после первого байта идут ещё, TI указывает, что они игнорируются.

Коротко

Питание — 2,5–6 В; ток 40 мкА типично при 100 кГц, 2,5 мкА в ожидании.
Шина — I²C до 100 кГц; адрес 0x20–0x27 (семибитный), задаётся выводами A0–A2.
Выводы — квазидвунаправленные: в нуле принимают до 25 мА, в единице отдают 30–310 мкА.
Прерывание — выход INT с открытым стоком, срабатывает по изменению любого входа.
Корпуса — PDIP-16, SOIC-16, TSSOP-20, TVSOP-20, VQFN-16, VQFN-20.

Распиновка

PCF8574 в корпусе PDIP-16 или SOIC-16, вид сверху

Вывод (DIP, SOIC)	Обозначение	Назначение
1, 2, 3	A0, A1, A2	адрес; к питанию или общему проводу напрямую
4–7, 9–12	P0–P7	выводы порта
8	GND	общий провод
13	INT	выход прерывания, открытый сток — к питанию через резистор
14	SCL	тактовая линия I²C — с подтяжкой к питанию
15	SDA	линия данных I²C — с подтяжкой к питанию
16	VCC	питание

В корпусах TSSOP-20 и TVSOP-20 нумерация другая, а часть выводов не подключена — сверяйтесь с таблицей 4-1 даташита.

Адрес

Байт адреса — 0100 A2 A1 A0 и бит направления R/W:

A2 A1 A0	Семибитный адрес	Байт записи	Байт чтения
000	0x20	0x40	0x41
001	0x21	0x42	0x43
010	0x22	0x44	0x45
011	0x23	0x46	0x47
100	0x24	0x48	0x49
101	0x25	0x4A	0x4B
110	0x26	0x4C	0x4D
111	0x27	0x4E	0x4F

Библиотеки Arduino и HAL обычно принимают семибитный адрес — 0x20–0x27, а в даташитах часто пишут восьмибитный байт. Чем они отличаются, рассказано на странице «Адрес I²C». Посылку целиком можно разобрать в калькуляторе транзакции I²C.

Выводы порта

Каждый вывод — квазидвунаправленный: выход в нуле тянет к общему проводу сильным транзистором, а в единице подтянут к питанию слабым источником тока. TI указывает:

Состояние	Ток	Условия
Ноль, гарантированно	от 10 мА, 25 мА типично	5 В, выход 1 В
Ноль, рабочий предел	до 25 мА	рекомендуемые условия
Единица	30–310 мкА	выход замкнут на общий провод
Единица кратковременно	около 1 мА	при записи единицы, до спада SCL
Предельно	50 мА в нуле, 4 мА в единице, 100 мА через питание

Отсюда правила подключения:

Вход. Сначала записать в вывод единицу — TI требует, чтобы выводы были в единице перед использованием как входы. Внешняя кнопка или датчик с открытым коллектором тянет его к нулю. После включения питания все выводы уже в единице.
Светодиод подключают катодом к выводу, анодом через резистор к питанию — он горит, когда в выводе ноль. На общий провод светодиод не включают: в единице тока не хватит.
Нагрузка с потребляемым током — через транзистор или сборку ULN2003.

Прерывание

Выход INT — открытый сток, его подтягивают к питанию резистором и подключают ко входу прерывания микроконтроллера. Сигнал появляется при любом изменении входа и сбрасывается, когда микроконтроллер читает порт или пишет в него, либо когда вход возвращается в исходное состояние. Так микроконтроллеру не нужно постоянно опрашивать шину. TI предупреждает: изменение входа во время такта подтверждения может потеряться.

Шина I²C

PCF8574 работает только в режиме Standard-mode — до 100 кГц. Минимальные длительности такта — 4 мкс в единице и 4,7 мкс в нуле, ёмкость шины — до 400 пФ. Линиям SCL и SDA нужны подтягивающие резисторы — их подбирает калькулятор подтяжки I²C. Как устроена шина, рассказано в статье «Интерфейс I²C». Самое известное применение PCF8574 — переходник для символьного ЖК-модуля, его подключение разобрано в статье «Символьные ЖК-модули на HD44780».

Частые вопросы

Какой адрес у PCF8574?

Семибитный адрес — 0100 A2 A1 A0, то есть от 0x20 до 0x27 в зависимости от уровней на выводах A0–A2. В восьмибитной записи TI приводит адреса записи 0x40–0x4E и чтения 0x41–0x4F. Выводы адреса подключают прямо к питанию или общему проводу, подтягивающие резисторы им не нужны. У PCF8574A диапазон адресов другой — 0x38–0x3F, он приведён в статье о модулях HD44780.

Как читать кнопку через PCF8574?

Сначала записать в этот вывод единицу: TI требует, чтобы выводы были в единице перед использованием как входы. В единице вывод подтянут к питанию слабым током 30–310 мкА, и кнопка, замыкающая его на общий провод, легко переводит его в ноль. Затем прочитать байт порта. Выход INT сообщит микроконтроллеру об изменении входа без постоянного опроса.

Можно ли подключить светодиод к PCF8574?

Да, катодом к выводу, анодом через резистор к питанию: вывод в нуле принимает до 25 мА по рабочим условиям, а гарантированно 10 мА при напряжении 1 В. Подключать светодиод на общий провод бесполезно — в единице вывод отдаёт только 30–310 мкА. Суммарный ток через выводы питания не должен превышать 100 мА.

На какой частоте работает PCF8574?

Только до 100 кГц — это режим Standard-mode шины I²C. Если на той же шине работают устройства на 400 кГц, частоту приходится снижать до 100 кГц, иначе PCF8574 будет работать ненадёжно.

Источники

Texas Instruments. PCF8574 Remote 8-Bit I/O Expander for I2C Bus (SCPS068K, revised September 2024) — разд. 4 — выводы; 5.1–5.6 — предельные режимы, рабочие условия, характеристики, временные параметры I²C; 7.1 — работа портов и прерывания; 7.3 — интерфейс I²C, адрес и таблица адресов
NXP Semiconductors. UM10204: I2C-bus specification and user manual, Rev. 7.0, 2021 — режим Standard-mode до 100 кГц, адресация, подтягивающие резисторы и ёмкость шины до 400 пФ

Нашли ошибку?