1.1 PCA9554/A芯片介绍

PCA9554和PCA9554A是16脚的CMOS器件,它们提供了I2C的应用中的8位通用并行输入/输出口(GPIO),PCA9554/54A包含一个8位配置寄存器(输入或输出选择)、8位输入寄存器、8位输出寄存器和一个极性反转(高电平或低电平操作有效)寄存器。系统主控制器通过写I/O口相应的配置位来激活端口的输入或输出。PCA9554/A有3个硬件管脚(A0,A1,A2)来实现不同的I2C地址,最多允许8个器件共用一个I2C总线上。PCA9554与PCA554A的惟一区别在于I2C地址不同,这样最多允许16个器件(9554和9554A各8个)连接接到同一个I2C总线上。

1.2 基于PCA9554/A的硬件设计

按I2C规约,PCA9554的器件地址为0x40,PCA9554A的器件地址为0x70,当然,由于硬件地址引脚A0~A2可寻址8个器件,所以器件地址并不惟一,例如:A0接GND,A1接VCC,则PCA9554的器件地址为0x4C。使用STC89C52单片机为主控芯片,单片机的P1.3管脚与PCA9554的SDA管脚相连,P1.2管脚与PCA9554的SCL管脚相连。4个LED灯可以受四个按键控制,也可以受上位机进行控制。

2、 系统软件设计

基于LabVIEW和总线技术实现PCA9554/A芯片的I/O扩展

本文系统软件设计主要分为两部分,一个是上位机的LabVIEW程序设计;另一个则是单片机底层C语言的程序设计。

2.1 LabVIEW的程序设计

上位机的程序设计主要是与MCU串口通信,通过向MCU发送控制命令来达到对PCA9554/A的I/O口进行控制的目的。

LabVIEW是一种图形化编程语言,由美国国家仪器(NI)公司研制开发的,类似于C和BASIC开发环境。使用这种语言编程时,基本上不写程序代码,取而代之的是流程图。使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时,可以大大提高工作效率。

本文主要是用LabVIEW语言编写与MCU的串口通信程序,界面友好、操作方便。LabVIEW控制单片机是通过Instrument I/O的Serial控件调用来实现的。主要用到其中的VISA配置串口节点,包括串口配置、读、写、关闭等节点。通过对这些节点的调用就可以方便的对串口进行操作。

基于LabVIEW和总线技术实现PCA9554/A芯片的I/O扩展

这里,Command to RS 232栏中的指令必须与单片机事先烧录好的代码相符合。这样,单片机才能将接收到的指令进行正确匹配,并执行相应操作。

基于LabVIEW和总线技术实现PCA9554/A芯片的I/O扩展