扩展芯片
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PCA9698
I2C
DS01010101 V0.00 Date: 2009/08/12
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类别 内容
关键词 I2C 总线、I/O 口扩展
摘 要
PCA9698 是一款 40 位 I
2
I
C/SMBus 应用中 40 位 GPIO 的扩展
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C 输入/输出扩展器，能够实现
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PCA9698
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C 扩展芯片
目 录
1. 概述...........................................................................................................................1
2. 特性...........................................................................................................................1
3. 应用...........................................................................................................................2
4. 定制信息...................................................................................................................2
5. 结构框图...................................................................................................................3
6. 引脚信息...................................................................................................................5
6.1 引脚...........................................................................................................................5
6.2 引脚描述................................................................................................................... 6
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1. 概述
PCA9698 是一款先进的 40 位 I2C 输入/输出扩展器，通过 I2C 总线扩展成为 40 位（ 5 组
8 位）的并行输入/输出（I/O）端口。40 个 I/O 口的输入/输出状态可任意配置，复位（上电
复位和硬件复位）后默认为输入。在 5V 供电条件下，可以输出 10mA 的灌电流和 25mA 的
拉电流，电流总负荷可达到 1A，能直接驱动 40 个 LED。
PCA9698 是快速模式 Plus（Fm+）系列中第一款 GPIO 器件。Fm+器件支持高频率（最
高可达 1MHz）和高密度（最高可达 4000 pF）的总线操作。
PCA9698 可以灵活配置，包括可配置输出端口类型（推拉输出或开漏输出）、可用
Acknowledge 或 Stop 命令变换输出逻辑状态、可屏蔽输入中断和可控制 I/O 极性反转。
PCA9698 有一个开漏输出中断引脚（
）和一个输出使能（OE）引脚，当输入端口
INT
的状态发生改变时，PCA9698 产生中断，中断引脚输出低电平，此中断是可屏蔽的。当需
要将输出端口设置为三态时，禁能输出使能引脚。另外还可以在输出使能引脚输入 PWM 信
号（频率大于 80Hz 且占空比可变）来点亮或熄灭 LED。
PCA9698 特有“GPIO ALL CALL”命令模式，当需要使用相同的命令编辑多个设备或所
有的输出端口需要同时打开或关闭时（例如 LED 测试），可以使用“GPIO ALL CALL”命令
来优化代码。
PCA9698 可用在 SMBus 报警应答地址的连接应用中，采用线与方式将多个具有该特性
的器件的
SMBALERT
引脚连接在一起。
PCA9698 内部硬件写有器件 ID，允许系统主机读取制造商，器件类型和版本号。
PCA9698 有三个地址选择引脚，可配置不同的从机地址，最多可在一个总线上支持 64
台设备。
PCA9698采用56引脚TSSOP和HVQFN封装，工业级温度范围 40
°C到+85°C。
2. 特性
z 1 MHz 快速模式（Fm+）I
z 兼容 I
2
C 总线快速模式（400 kHz）和标准模式（100 kHz）；
z 工作电压：2.3V~5.5V，I/O 口可承受电压 5.5V；
z 上电时 40 个 I/O 引脚默认配置为输入；
z 输出：
¾ 可配置为推拉输出（10mA 灌电流，25mA 拉电流）或开漏输出（25mA 拉电
流）。上电默认为推拉输出；
¾ 输出使能（
OE
态。另外可以通过 I
¾ 可用 Acknowledge 或 Stop 命令变换输出逻辑状态，可以一字节一字节更新也
可以同时更新。上电默认为 Acknowledge 命令；
z 输入：
¾ 开漏输出中断引脚（
¾ 可屏蔽输入引脚中断控制；
¾ 极性反转寄存器允许在读的的时候置反 I/O 口的极性；
z SMBus 报警输出引脚 (
2
C 总线串行接口；
）引脚低电平有效，禁能该引脚可以将所有输出引脚设置为三
2
C 总线将OE编辑为高电平有效。上电默认OE有效；
）低电平有效，指示输入引脚逻辑电平的状态改变；
INT
SMBALERT
)低电平有效，允许初始化 SMBus 的报警应答
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地址顺序，顺序初始化时发送自己的从机地址；
z 复位引脚（
RESET
）低电平有效，复位后为上电默认状态；
z GPIO All Call 地址允许同时对具有相同参数的多个设备进行编辑；
z 三个地址引脚可配置 64 个从机地址；
z 可读的器件 ID（制造商，器件类型和版本号）；
z 为 PICMG 的现场接口应用而设计：
¾ 最低的线性干扰（I
和上电三态）；
OFF
¾ 信号瞬间抑制（50 ns 噪声滤波和强大的 I2C 总线规则装置）；
z 低待机电流；
z 工作温度范围 −40 °C 到+85 °C；
z ESD 保护（超出 JESD22-A114 2000V HBM, JESD22-A115 200V MM , JESD22-C101
1000V CDM）；
z 根据 JEDEC 标准 JESD78 所做的锁定测试超过 100mA；
z 提供封装：TSSOP56 和 HVQFN56。
3. 应用
C 扩展芯片
z 服务器；
z RAID 系统；
z 工业控制；
z 医疗设备；
z PLC；
z 手机；
z 游戏机；
z 测量仪器。
4. 定制信息
表 4.1 定制信息
T
= −40 °C ~ +85 °C
amb
类型号 顶层标号
PCA9698DGG PCA9698DGG TSSOP56
PCA9698BS PCA9698BS HVQFN56
名称 描述 版本
封装
小外形薄型收缩塑料封装，56 引脚，宽
6.1mm
耐热超薄方形扁平塑料封装，56 引脚，
外形尺寸 8*8*0.85 mm
SOT364-1
SOT684-1
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5. 结构框图
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图 5.1 PCA9698 结构框图
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图 5.2 I/O 口简单原理（IO0_0 ~ IO4_7）
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6. 引脚信息
6.1 引脚
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图 6.1 TSSOP56 引脚图
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图 6.2 HVQFN56 引脚图
6.2 引脚描述
表 6.1 引脚描述
标号
SDA 1 50
SCL 2 51
IO0_0 ~ IO0_7
IO1_0 ~ IO1_7
IO2_0 ~ IO2_7
IO3_0 ~ IO3_7
IO4_0 ~ IO4_7
VSS
VDD 18, 46 11, 39
TSSOP HVQFN
3, 4, 5, 7,
8, 9, 10, 12
13, 14, 15, 16,
17, 19, 20, 21
22, 24, 25, 26,
31, 32, 33, 35
36, 37, 38, 40,
41, 42, 43, 44
45, 47, 48, 49,
50, 52, 53, 54
6, 11, 23,
34, 39, 51
引脚
52, 53, 54, 56,
1, 2, 3, 5
6, 7, 8, 9, 10,
12, 13, 14
15, 17, 18, 19,
24, 25, 26, 28
29, 30, 31, 33,
34, 35, 36, 37
38, 40, 41, 42,
43, 45, 46, 47
4, 16, 27, 32,
[1]
44, 55
类型 描述
输入/输出 串行数据线
输入 串行时钟线
输入/输出 输入/输出 bank 0
输入/输出 输入/输出 bank 1
输入/输出 输入/输出 bank 2
输入/输出 输入/输出 bank 3
输入/输出 输入/输出 bank 4
电源 参考地
电源 电源电压
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续上表
标号
AD0 27 20
AD1 28 21
AD2 29 22
OE
/
INT
SMBALERT
RESET
[1] HVQFN 封装禁止将参考地同时连接到 VSS引脚和中间裸露的垫片上。 为了使芯片正常运行 V
引脚必须连接到参考地。因散热、电器性能和板级性能的需要，芯片中间裸露的垫片需要焊接到电路板上
大小相符的散热片上。另外需要在电路板的散热片上添加散热孔以提高散热性能。
TSSOP HVQFN
30 23
55 48
56 49
引脚
类型 描述
输入 地址输入引脚 0
输入 地址输入引脚 1
输入 地址输入引脚 2
输入 输出使能低电平有效
中断输出低电平有效
输出
输入 复位低电平有效
/SMBus 警告输出低电平
有效
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