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前言

特点

如何使用

例子1  配置输出

例子2 配置OC1输出

例子3 配置OC14输出

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前言

有时候会遇到IO不够用的情况，例如说驱动LED灯，那么有没有什么便宜的，容易买到的芯片？我这次就考虑使用WCH的CH423S，这是一个比较新的IO扩展芯片。

这一个芯片有最多24个输出引脚，双向IO有8个，可以说非常够用，价格在1.5元上下，并且货有不少。

特点

●通过两线串行接口远程扩展出8个通用输入输出引脚GPIO和16个通用输出引脚GPO。

●内置电流驱动级，连续驱动电流不小于15mA，OC引脚输出1/16脉冲灌电流不小于120mA。

●静态显示驱动方式支持24只发光管LED或者3位共阳数码管。

●分时动态扫描显示驱动方式支持128只发光管LED或者16位共阴数码管，支持亮度控制。

●双向I/O引脚在输入方式下具有输入电平变化时产生中断的功能，中断输出低电平有效。

●16个通用输出引脚可以选择推挽输出或者开漏输出。●支持3V～5V电源电压，支持低功耗睡眠，可以被输入电平变化唤醒。

●高速2线串行接口，时钟速度从0到1MHz，兼容两线I2C总线，节约引脚。

●提供DIP28S和SOP28两种无铅封装，兼容RoHS。

看一下原理图的部分，几乎不需要外围电路就可以可靠的运行。

如何使用

我根据官方的代码进行了一点修改，使得它非常的容易使用

代码如下，直接抄的官方例子然后简单修改，我用的是Arduino IDE来测试这一个芯片。

// 硬件相关定义, 请根据实际硬件修改本文件

#ifndef  CH423_H

#define CH423_H

#include <arduino.h>

#define DELAY_0_1US {delayMicroseconds(5);}


/* 2线接口的连接,与实际电路有关 */

unsigned int CH423_SCL = 5;

unsigned int CH423_SDA = 6;


/* 2线接口的位操作,与单片机有关 */


#define CH423_SCL_SET       { digitalWrite(CH423_SCL,HIGH); }

#define CH423_SCL_CLR       { digitalWrite(CH423_SCL,LOW); }

#define CH423_SCL_D_OUT     { pinMode(CH423_SCL,OUTPUT); }                // 设置SCL为输出方向,对于双向I/O需切换为输出

#define CH423_SDA_SET       { digitalWrite(CH423_SDA,HIGH);}

#define CH423_SDA_CLR       { digitalWrite(CH423_SDA,LOW);}


//#define CH423_SDA_IN        { digitalRead(CH423_SDA) }

#define CH423_SDA_D_OUT     { pinMode(CH423_SDA,OUTPUT); }                // 设置SDA为输出方向,对于双向I/O需切换为输出

#define CH423_SDA_D_IN      { pinMode(CH423_SDA,INPUT); }    // 设置SDA为输入方向,对于双向I/O需切换为输入




// CH423接口定义

#define     CH423_I2C_ADDR1     0x40         // CH423的地址

#define     CH423_I2C_MASK      0x3E         // CH423的高字节命令掩码


/*  设置系统参数命令 */


#define CH423_SYS_CMD     0x4800     // 设置系统参数命令，默认方式

#define BIT_X_INT         0x08       // 使能输入电平变化中断，为0禁止输入电平变化中断；为1并且DEC_H为0允许输出电平变化中断

#define BIT_DEC_H         0x04       // 控制开漏输出引脚高8位的片选译码

#define BIT_DEC_L         0x02       // 控制开漏输出引脚低8位的片选译码

#define BIT_IO_OE         0x01       // 控制双向输入输出引脚的三态输出，为1允许输出


/*  设置低8位开漏输出命令 */

#define CH423_L_CMD    0x0400      // 设置低8位推挽输出命令，默认方式

#define CH423_OC_L_CMD    0x4400     // 设置低8位开漏输出命令，默认方式

#define BIT_OC0_L_DAT     0x01       // OC0为0则使引脚输出低电平，为1则引脚不输出

#define BIT_OC1_L_DAT     0x02       // OC1为0则使引脚输出低电平，为1则引脚不输出

#define BIT_OC2_L_DAT     0x04       // OC2为0则使引脚输出低电平，为1则引脚不输出

#define BIT_OC3_L_DAT     0x08       // OC3为0则使引脚输出低电平，为1则引脚不输出

#define BIT_OC4_L_DAT     0x10       // OC4为0则使引脚输出低电平，为1则引脚不输出

#define BIT_OC5_L_DAT     0x20       // OC5为0则使引脚输出低电平，为1则引脚不输出

#define BIT_OC6_L_DAT     0x40       // OC6为0则使引脚输出低电平，为1则引脚不输出

#define BIT_OC7_L_DAT     0x80       // OC7为0则使引脚输出低电平，为1则引脚不输出


/*  设置高8位开漏输出命令 */

#define CH423_H_CMD    0x0600      // 设置低8位推挽输出命令，默认方式

#define CH423_OC_H_CMD    0x4600      // 设置低8位开漏输出命令，默认方式

#define BIT_OC8_L_DAT     0x01        // OC8为0则使引脚输出低电平，为1则引脚不输出

#define BIT_OC9_L_DAT     0x02        // OC9为0则使引脚输出低电平，为1则引脚不输出

#define BIT_OC10_L_DAT    0x04        // OC10为0则使引脚输出低电平，为1则引脚不输出

#define BIT_OC11_L_DAT    0x08        // OC11为0则使引脚输出低电平，为1则引脚不输出

#define BIT_OC12_L_DAT    0x10        // OC12为0则使引脚输出低电平，为1则引脚不输出

#define BIT_OC13_L_DAT    0x20        // OC13为0则使引脚输出低电平，为1则引脚不输出

#define BIT_OC14_L_DAT    0x40        // OC14为0则使引脚输出低电平，为1则引脚不输出

#define BIT_OC15_L_DAT    0x80        // OC15为0则使引脚输出低电平，为1则引脚不输出


/* 设置双向输入输出命令 */


#define CH423_SET_IO_CMD   0x6000    // 设置双向输入输出命令，默认方式

#define BIT_IO0_DAT        0x01      // 写入双向输入输出引脚的输出寄存器，当IO_OE=1,IO0为0输出低电平，为1输出高电平

#define BIT_IO1_DAT        0x02      // 写入双向输入输出引脚的输出寄存器，当IO_OE=1,IO1为0输出低电平，为1输出高电平

#define BIT_IO2_DAT        0x04      // 写入双向输入输出引脚的输出寄存器，当IO_OE=1,IO2为0输出低电平，为1输出高电平

#define BIT_IO3_DAT        0x08      // 写入双向输入输出引脚的输出寄存器，当IO_OE=1,IO3为0输出低电平，为1输出高电平

#define BIT_IO4_DAT        0x10      // 写入双向输入输出引脚的输出寄存器，当IO_OE=1,IO4为0输出低电平，为1输出高电平

#define BIT_IO5_DAT        0x20      // 写入双向输入输出引脚的输出寄存器，当IO_OE=1,IO5为0输出低电平，为1输出高电平

#define BIT_IO6_DAT        0x40      // 写入双向输入输出引脚的输出寄存器，当IO_OE=1,IO6为0输出低电平，为1输出高电平

#define BIT_IO7_DAT        0x80      // 写入双向输入输出引脚的输出寄存器，当IO_OE=1,IO7为0输出低电平，为1输出高电平


/* 读取双向输入输出命令 */


#define CH423_RD_IO_CMD   0x4D  // 输入I/O引脚当前状态


// 对外子程序

extern void CH423_WriteByte( unsigned short cmd );   // 写出数据

extern unsigned char CH423_ReadByte( void );    // 读取数据


// 特定用途子程序

extern void CH423_Write( unsigned short cmd );    // 向CH423发出操作命令,该子程序与CH423_WriteByte不同，区别主要是前者先将命令码高8位移位

// 下述定义仅适用于CH423_Write子程序，这样定义是为了兼容I2C数据，如果不考虑兼容，那么高8位应该先左移1位

#define CH423_DIG0      0x1000              // 数码管位0显示

#define CH423_DIG1      0x1100              // 数码管位1显示

#define CH423_DIG2      0x1200              // 数码管位2显示

#define CH423_DIG3      0x1300              // 数码管位3显示

#define CH423_DIG4      0x1400              // 数码管位4显示

#define CH423_DIG5      0x1500              // 数码管位5显示

#define CH423_DIG6      0x1600              // 数码管位6显示

#define CH423_DIG7      0x1700              // 数码管位7显示

#define CH423_DIG8      0x1800              // 数码管位8显示

#define CH423_DIG9      0x1900              // 数码管位9显示

#define CH423_DIG10     0x1A00              // 数码管位10显示

#define CH423_DIG11     0x1B00              // 数码管位11显示

#define CH423_DIG12     0x1C00              // 数码管位12显示

#define CH423_DIG13     0x1D00              // 数码管位13显示   

#define CH423_DIG14     0x1E00              // 数码管位14显示   

#define CH423_DIG15     0x1F00              // 数码管位15显示


#endif



void CH423_I2c_Start( void )    // 操作起始

{

    CH423_SDA_SET;    // 发送起始条件的数据信号

    CH423_SDA_D_OUT;    // 设置SDA为输出方向

    CH423_SCL_SET;

    CH423_SCL_D_OUT;    // 设置SCL为输出方向

    DELAY_0_1US;

    CH423_SDA_CLR;    //发送起始信号

    DELAY_0_1US;     

    CH423_SCL_CLR;    //钳住I2C总线，准备发送或接收数据

}


void CH423_I2c_Stop( void )    // 操作结束

{

    CH423_SDA_CLR;

    DELAY_0_1US;

    CH423_SCL_SET;

    DELAY_0_1US;

    CH423_SDA_SET;    // 发送I2C总线结束信号

    DELAY_0_1US;

}


void CH423_I2c_WrByte( unsigned char dat )    // 写一个字节数据

{

    unsigned char i;

    for( i = 0; i != 8; i++ )    // 输出8位数据

    {

        if( dat&0x80 ) { CH423_SDA_SET; }

        else { CH423_SDA_CLR; }

        DELAY_0_1US;

        CH423_SCL_SET;

        dat<<=1;

        DELAY_0_1US;    // 可选延时

        CH423_SCL_CLR;

    }

    CH423_SDA_SET;

    DELAY_0_1US;

    CH423_SCL_SET;    // 接收应答

    DELAY_0_1US;

    CH423_SCL_CLR;

}


unsigned char CH423_I2c_RdByte( void )    // 读一个字节数据

{

    unsigned char dat,i;

    CH423_SDA_SET;

    CH423_SDA_D_IN;    // 设置SDA为输入方向

    dat=0;

    for( i = 0; i != 8; i++ )    // 输入8位数据

    {

        DELAY_0_1US;    // 可选延时

        CH423_SCL_SET;

        DELAY_0_1US;    // 可选延时

        dat<<=1;

        if(digitalRead(CH423_SDA)==HIGH)

        {

          dat++;    // 输入1位

        }

        CH423_SCL_CLR;

    }

    CH423_SDA_SET;

    DELAY_0_1US;

    CH423_SCL_SET;    // 发出无效应答

    DELAY_0_1US;

    CH423_SCL_CLR;

    return(dat);

}


void CH423_Write( unsigned short cmd )    // 写命令

{

    CH423_I2c_Start();    // 启动总线

    CH423_I2c_WrByte( ( ( unsigned char )( cmd>>7 ) & CH423_I2C_MASK ) | CH423_I2C_ADDR1 );

    CH423_I2c_WrByte( ( unsigned char ) cmd );    // 发送数据

    CH423_I2c_Stop();    // 结束总线

}


void CH423_WriteByte( unsigned short cmd )    // 写出数据

{

    CH423_I2c_Start();    // 启动总线

    CH423_I2c_WrByte( ( unsigned char )( cmd>>8 ) );

    CH423_I2c_WrByte( ( unsigned char ) cmd );    // 发送数据

    CH423_I2c_Stop();    // 结束总线 

}


unsigned char CH423_ReadByte()    // 读取数据

{

    unsigned char din;

    CH423_I2c_Start();    // 启动总线

    CH423_I2c_WrByte( CH423_RD_IO_CMD );    // 此值为0x4D

    din=CH423_I2c_RdByte();    // 读取数据

    CH423_I2c_Stop();    // 结束总线

    return( din );

}


void Test()

{

  CH423_WriteByte(CH423_SYS_CMD | BIT_IO_OE );//默认模式

  CH423_WriteByte(CH423_SET_IO_CMD | BIT_IO1_DAT);//IO1输出

  CH423_WriteByte(CH423_OC_L_CMD | BIT_OC0_L_DAT );//OC0输出

  delay(1300);


  CH423_WriteByte(CH423_SET_IO_CMD );//清空输出

  CH423_WriteByte(CH423_OC_L_CMD );//清空输出

  delay(1300);


}

如果要使用，那么只需要修改这几个地方，首先是通讯的两线的引脚

/* 2线接口的连接,与实际电路有关 */

unsigned int CH423_SCL = 5;

unsigned int CH423_SDA = 6;

然后就可以使用了，为了方便测试我配置了一个Test函数，可以让OC0和IO1都输出高电平其他则不输出。

下面以一些例子来说明如何初始化以及控制CH423s的输出

例子1  配置输出

一开始，先配置为默认模式，发送设置系统参数命令，设置双向引脚IO0到IO7为输出模式

CH423_WriteByte(CH423_SYS_CMD | BIT_IO_OE );//默认模式

然后，配置IO1为输出

CH423_WriteByte(CH423_SET_IO_CMD | BIT_IO1_DAT);

这样就可以实现IO1输出高电平。

例子2 配置OC1输出

CH423在上电的时候，OC0到OC15这些引脚默认下被配置为推挽输出

所以只需要

CH423_WriteByte(CH423_OC_L_CMD | BIT_OC1_L_DAT );//OC1输出

就可以让OC1输出高电平，其他低电平

例子3 配置OC14输出

因为有16个输出脚位（加8个双向一共24）所以说需要使用另一个代码来配置OC8到OC15

CH423_WriteByte(CH423_OC_H_CMD | BIT_OC14_L_DAT );//OC14输出