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接口,总线,驱动相关技术文章基于LabVIEW和总线技术实现PCA9554／A芯片的I／O扩展
引言
随着电子技术的飞速发展，各类电子产品像雨后春笋般大量的进军电子市场，其中也包括正在蓬勃发展的汽车电子行业。一般汽车电子行业对这些电子产品的要求比较高，会有很多的技术指标去规范它们，其中很重要的一环便是环境实验。出于对工作效率的考虑，一个环境测试台架往往要求能对多个产品进行同时测试。而这些产品的引脚数量一般也会比较多，这样一来，测试台架上所需的测试通道数量就会很多，往往多达几百个。
一般多数用于汽车电子产品的环境测试台架里面会集成有NI公司的DIO驱动板卡，由于它们的驱动端口比较多，便专用来负责产品的环境实验测试。以NI-6509为例，这是一个12×8的板卡，总共有12个通道，每通道8位I／O控制组成，总计96路I／O控制；NI-2532的矩阵板卡，其能支持的通道数是32×16，共512路。这些I／O端口，针对一般的应用是够的，但如果用于引脚数量比较多的产品测试，便会出现I／O口数
量不够用的局面。假如环境实验要同时测试12个产品，每个产品有40个引脚，那么对于产品引脚继电器就必须要有480个，再加上一些外围辅助仪器介入的切换，那么在这种情况下，这类DIO板卡的应用就显得很勉强。
针对此类问题，本文提出了一种有效的解决方法，便是应用单片机的I／O口配合市面上一些常见的I／O扩展芯片，进行端口的扩展。单片机有4个端口，每个端口8位，总计32个位控制；扩展芯片，比如I2C芯片，只需要2根线（SDA＆SCL）即可，因此可以连16组I2C通信，且每组可同时支持8个芯片（每组最大可容纳8个地址），每个芯片又可控制8个端口。因此，单片机理论上，至少可支持16×8×8个端口。并且，如果芯片头地址可以不一样的话，例如PCA9554和PCA9554A，那么端口数量又可以增加一倍，达到2 048个，这是一般的板卡所远远不能及的。
1、 系统硬件设计
本文所涉及到的硬件比较简单，上位机与MCU之间通过RS 232串口连接，MCU靠外部电源提供的5 V直流电进行工作。再将MCU的2个端口模拟成SCL，SDA两根线与PCA9554／A进行通信连接。这样就形成了上位机发送指令，单片机接受指令并进行相应解析后再通过SDA、SCL两根线向PCA9554／A发送命令数据，控制它的输入与输出。