Ekspander GPIO z układem AD5593R

Piątek, 01 Luty 2019

W artykule opisano wielofunkcyjny, uniwersalny, 8-bitowy ekspander GPIO. Funkcja wyprowadzeń może być określona programowo, nie tylko jako wejście lub wyjście cyfrowe (z pełną konfiguracją PP, OD, TRISTATE), ale także jako niezależny kanał analogowy (A/C lub C/A) o rozdzielczości 12 bitów. Układ AD5599R ma wbudowane źródło napięcia odniesienia 2,5 V. Zależnie od konfiguracji sygnał analogowy może zawierać się w zakresie 0...Vref lub 0...2×Vref.

Schemat ideowy modułu ekspandera GPIO pokazano na rysunku 1. Moduł zawiera układ U1-AD5593R, rezystory polaryzujące magistralę I²C. Zwora PU umożliwia ich odłączenie. Obecność napięcia zasilającego sygnalizuje LED LD. Kondensator C3 i rezystor RP-2 generują reset po włączeniu zasilania. Moduł jest zgodny ze standardem ARDuino I²C. Sygnały magistrali i zasilanie są doprowadzone do 4-pinowego złącza typu EH (Iącza typu EH (I²C).

Rysunek 1. Schemat ideowy ekspandera GPIO

Moduł może być zasilany napięciem z zakresu 2,7…5,5 V. Złącza J1, J2 wyprowadzają sygnały GPIO ekspandera oraz powielają sygnały interfejsu I²C, aby można było ją prowadzić pomiędzy modułami typowym kablem SIP4 (1:1). Uwaga: niektóre fabryczne kable mają przeplot 1-4, 2-3, aby je wykorzystać, należy zamienić kolejność wyprowadzeń w jednym złączu EH.

Moduł zmontowano na dwustronnej płytce drukowanej. Schemat montażowy pokazano na rysunku 2. Sposób montażu jest typowy i nie wymaga opisywania. Konstrukcja mechaniczna modułu umożliwia bezproblemową współpracę z płytkami stykowymi lub prototypowymi. Zalecam stosowanie długich (30…40 mm) złączy SIP wlutowanych tak, aby wyprowadzenia wystawały po obu stronach płytki drukowanej. Taki sposób montażu umożliwia wygodne używanie w płytkach stykowych oraz ułatwia wyprowadzenie sygnałów i rozszerzanie magistrali I²C.