pcf8574 arduino 程序

本文介绍了PCF8574作为一款用于扩展微控制器I/O的CMOS芯片,它通过I2C接口实现远程控制,并提供了Arduino库的使用示例,包括设置电平、读取引脚和引脚反转功能。

PCF8574是一个硅CMOS电路。它通过双线双向总线(I2C)为大多数微控制器系列提供通用远程I/O扩展。

PCF8574和PCF8574A从机地址。

pcf8574.h

#ifndef PCF8574_H__
#define PCF8574_H__
#include <Arduino.h>
#include <Wire.h>

//A0=0
//A1=0
//A2=0
#define PCF8574_ADDR  0X20
#define PCF8574A_ADDR 0X70

#define P0 0X00
#define P1 0X01
#define P2 0X02
#define P3 0X03
#define P4 0X04
#define P5 0X05
#define P6 0X06
#define P7 0X07

class PCF8574
{
public:

  PCF8574(uint8_t sda_pin, uint8_t scl_pin, uint8_t addr);
  PCF8574(uint8_t sda_pin, uint8_t scl_pin);
  void writePins(uint8_t pinsValue);
  void setPinHigh(uint8_t pin);
  void setPinLow(uint8_t pin);
  void setPinInvert(uint8_t pin);
  uint8_t readPins(void);
  bool readPin(uint8_t pin);
  
private:
  uint8_t _addr;   // I2C communication address of PCF8574
};

#endif

pcf8574.cpp

#include "pcf8574.h"

PCF8574::PCF8574(uint8_t sda_pin, uint8_t scl_pin, uint8_t addr)
{
  _addr = addr;
  Wire.begin(sda_pin, scl_pin);
}
PCF8574::PCF8574(uint8_t sda_pin, uint8_t scl_pin)
{
  _addr = PCF8574_ADDR;
  Wire.begin(sda_pin, scl_pin);
}
void PCF8574::writePins(uint8_t pinsValue)
{
  Wire.beginTransmission(_addr);
  Wire.write(pinsValue);
  Wire.endTransmission();
}
void PCF8574::setPinHigh(uint8_t pin)
{
  uint8_t pinsValue;
  pinsValue = this->readPins();
  pinsValue |= (1 << pin);
  this->writePins(pinsValue);
}
void PCF8574::setPinLow(uint8_t pin)
{
  uint8_t pinsValue;
  pinsValue = this->readPins();
  pinsValue &= ~(1 << pin);
  this->writePins(pinsValue);
}
void PCF8574::setPinInvert(uint8_t pin)
{
  uint8_t pinsValue;
  pinsValue = this->readPins();
  if(pinsValue&(1<<pin))this->setPinLow(pin);
  else this->setPinHigh(pin);
}
uint8_t PCF8574::readPins(void)
{
  uint8_t pinsValue;
  Wire.requestFrom(_addr, (uint8_t)1);
  pinsValue = Wire.read();
  return pinsValue;
}
bool PCF8574::readPin(uint8_t pin)
{
  uint8_t pinsValue;
  Wire.requestFrom(_addr, (uint8_t)1);
  pinsValue = Wire.read();
  if(pinsValue&(1<<pin))
  {
    return HIGH;    
  }
  else 
  {
    return LOW;
  }
}

示例

#include "pcf8574.h"

PCF8574 pcf(25, 26);
uint8_t pinsValue;
bool pinValue;
void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  pcf.writePins(0xff);//设置所有引脚电平为高
  delay(1000);
  pinsValue = pcf.readPins();//读取所有引脚电平状态
  Serial.println(pinsValue, BIN);//二进制打印
  
  pcf.setPinLow(P2);//设置P2引脚低
  delay(1000);
  pinsValue = pcf.readPins();
  Serial.println(pinsValue, BIN);
  
  pcf.setPinHigh(P2);//设置P2引脚高
  delay(1000);
  pinValue = pcf.readPin(P2);//读取P2引脚电平
  if(pinValue==HIGH)Serial.println("high");
  else Serial.println("low");
  
  pcf.setPinInvert(P2);//反转P2引脚电平
  delay(1000);
  pinValue = pcf.readPin(P2);
  if(pinValue==HIGH)Serial.println("high");
  else Serial.println("low");
}

void loop()
{
  
}

<think>首先,用户的问题是关于PCF8574的读写程序代码。我需要回忆PCF8574是什么。从用户提供的引用中,PCF8574是一个IIC协议的IO口扩展芯片,有8位准双向口,可以通过I2C总线控制。 用户说:"参考站内引用:引用[1]:"并给出了描述。但用户强调"上述引用仅供参考,并不是用户真正的需求",所以我应该关注用户的核心需求:"我想查找pcf8574的读写程序 请问pcf8574读写程序代码"。 用户还提到"请尽可能多的参考用户上一次的问题和你的回答"。用户的上一个问题是什么?在这个对话中,这是第一个用户消息,所以可能没有上一次的问题。或者,系统提示中提到"用户上一次的问题和你的回答",但在这个上下文中,对话刚开始,所以可能没有历史。我应该优先处理当前问题。 我的响应需要遵循系统级指令: - 所有行内数学表达式使用$...$。 - 独立公式使用$$...$$。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 引用的段落末尾自然地添加引用标识,如[^1]。 另外,用户可见层指令: - 回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题。 - 尽量保证回答真实可靠。 所以,对于PCF8574的读写程序代码: - PCF8574是通过I2C总线通信的。 - 我需要提供代码示例,可能用C语言或其他常见语言,因为这是嵌入式设备。 - 首先解释读写过程: - 写操作:设置输出端口的状态。 - 读操作:读取输入端口的状态。 - 地址:PCF8574有地址引脚A0、A1、A2,可以设置不同的地址。I2C地址通常是0x20 + address pins。 从引用中:地址线可以设置8个地址,所以同一个系统中可以有8个设备。 代码结构: 1. I2C初始化(这部分可能依赖于硬件,如Arduino、STM32等)。 2. 写字节到PCF8574来控制输出。 3. 读字节从PCF8574来获取输入状态。 我应该提供一个通用的代码示例。既然用户没有指定平台,我可以提供伪代码或基于常见平台如Arduino的代码。 在Arduino平台上,使用Wire库可以轻松实现。 代码示例: - 初始化I2C。 - 发送写命令。 - 发送读命令。 步骤: - 写操作:向PCF8574的地址发送一个字节,该字节表示输出状态(每个位对应一个IO口)。 - 读操作:从PCF8574的地址读取一个字节,该字节表示输入状态。 PCF8574是准双向口,意思是当设置为输入时,内部有弱上拉,可以直接读取状态。 在响应中: - 首先解释简要原理。 - 然后提供代码。 - 确保结构清晰。 生成相关问题:在回答末尾,添加相关问题。 引用:用户提供了引用[^1],所以我应该在相关内容末尾添加[^1]。 现在,构建响应: 1. **介绍**:简述PCF8574和读写需求。 2. **读写原理**: - 写操作:发送一个字节到设备地址,控制输出。 - 读操作:从设备地址读取一个字节,获取输入。 3. **代码示例**:基于Arduino或其他常见平台。 - 使用代码块。 4. **注意事项**:如地址设置。 5. **相关问题**:生成3-5个相关问题。 代码示例使用中文注释,但代码本身是英文的。 例如: ```c #include <Wire.h> #define PCF8574_ADDRESS 0x20 // 假设A0=A1=A2=0 void setup() { Wire.begin(); // 初始化I2C } void writePCF8574(uint8_t data) { Wire.beginTransmission(PCF8574_ADDRESS); Wire.write(data); Wire.endTransmission(); } uint8_t readPCF8574() { Wire.requestFrom(PCF8574_ADDRESS, 1); return Wire.read(); } ``` 然后解释。 确保回答真实可靠:基于标准I2C协议和PCF8574数据手册。 最后,相关问题: 1. 如何设置PCF8574的I2C地址? 2. PCF8574在输入模式下如何处理中断? 3. 如何连接多个PCF8574设备? 4. PCF8574的常见问题排查? 响应语言:中文。 </think>以下是针对PCF8574芯片的读写程序代码的详细解释和实现。PCF8574是一个基于I²C总线的IO扩展芯片,拥有8个准双向端口,可用于输入(如监控中断或键盘)或输出(如驱动LED)[^1]。读写操作通过I²C协议完成:写操作配置输出状态,读操作获取输入状态。代码示例基于常见的Arduino平台(使用Wire库),但原理可适配到其他微控制器(如STM32或Raspberry Pi)。我将逐步说明原理和实现,确保结构清晰。 ### PCF8574读写原理 - **I²C地址设置**:PCF8574有三个地址引脚(A0、A1、A2),可设置8个不同地址。默认地址为$0x20 + (A2<<2 | A1<<1 | A0)$,例如所有地址引脚接地时,地址为$0x20$[^1]。 - **写操作**:向PCF8574发送一个字节(8位),每个位控制一个IO口的输出状态(0为低电平,1为高电平)。 - **读操作**:从PCF8574读取一个字节,每个位表示一个IO口的输入状态(0为低电平,1为高电平)。 - **准双向口特性**:当端口配置为输入时,内部有弱上拉电阻,可直接读取外部信号状态[^1]。 ### PCF8574读写程序代码(基于Arduino) 以下代码实现了完整的读写函数。假设PCF8574的I²C地址为$0x20$(A0=A1=A2=0),您可以根据实际硬件调整地址。 ```cpp #include <Wire.h> // 包含I²C库 // 定义PCF8574的I²C地址(默认0x20,可根据地址引脚调整) #define PCF8574_ADDRESS 0x20 void setup() { Serial.begin(9600); // 初始化串口,用于调试输出 Wire.begin(); // 初始化I2C总线(在Arduino上,SDA=A4, SCL=A5) } // 写入函数:设置PCF8574的输出状态 // 参数:data (uint8_t类型,8位数据,每个位对应一个IO口) void writePCF8574(uint8_t data) { Wire.beginTransmission(PCF8574_ADDRESS); // 启动I2C传输 Wire.write(data); // 发送数据字节 Wire.endTransmission(); // 结束传输 } // 读取函数:获取PCF8574的输入状态 // 返回值:uint8_t类型,8位数据(每个位表示IO口状态) uint8_t readPCF8574() { uint8_t data = 0; Wire.requestFrom(PCF8574_ADDRESS, 1); // 向设备请求1字节数据 if (Wire.available()) { data = Wire.read(); // 读取数据 } return data; } void loop() { // 示例:设置PCF8574输出(例如,让所有IO口输出高电平) writePCF8574(0xFF); // 0xFF = 二进制11111111 delay(1000); // 延时1秒 // 示例:读取PCF8574输入状态 uint8_t inputStatus = readPCF8574(); Serial.print("Input Status: "); Serial.println(inputStatus, BIN); // 以二进制格式打印输入状态 delay(1000); } ``` ### 代码说明和注意事项 1. **初始化**:在`setup()`中调用`Wire.begin()`初始化I²C总线。Arduino的I²C引脚通常是SDA=A4、SCL=A5。 2. **写操作**:`writePCF8574`函数发送一个字节数据。例如,`writePCF8574(0b00001111)`设置IO0-IO3为高电平,IO4-IO7为低电平。 3. **读操作**:`readPCF8574`函数读取当前输入状态。读取的值是8位二进制数,可直接用于判断端口状态。 4. **地址调整**:如果地址引脚未全部接地,需修改`PCF8574_ADDRESS`。例如,A0=1、A1=0、A2=0时,地址为$0x21$。 5. **实际应用**: - 输出模式:驱动LED时,连接LED到IO口并通过`writePCF8574`控制亮灭。 - 输入模式:读取按钮状态时,配置IO口为输入(PCF8574自动处理),使用`readPCF8574`获取值。 6. **依赖项**:此代码需Wire库(Arduino内置)。其他平台需使用对应I²C库(如STM32的HAL库)。 ### 常见问题解答 - **为何读取值不稳定?** 确保I²C总线有上拉电阻(通常4.7kΩ拉高SDA和SCL线),并检查电源稳定[^1]。 - **如何支持多个PCF8574?** 设置不同地址引脚,每个设备使用独特地址(例如$0x20$到$0x27$),在代码中切换地址调用函数。 - **中断处理?** PCF8574的INT引脚可输出中断信号。当输入状态变化时,INT变低,可用于触发微控制器中断。 如果提供更多细节(如具体硬件平台或应用场景),我可进一步优化代码。
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