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帶大量I/O口擴展的串行芯片GM8164及其應用
作者：
時(shí)間：2016-12-02
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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1 主要特點(diǎn)
隨著(zhù)非總線(xiàn)型小封裝單片機的大量應用，傳統的總線(xiàn)擴展型器件已不再適用。而在單片機應用系統的接口電路中，開(kāi)關(guān)量卻被大量使用著(zhù)，但相應的非總線(xiàn)擴展型I／O接口芯片的種類(lèi)卻比較少，很難滿(mǎn)足需要I／O口數量較多的應用場(chǎng)合，GM8164是成都國騰微電子設計中心推出的串行I／O擴展器。該器件具有72個(gè)I／O口線(xiàn)的擴展能力，因而非常適合于需要使用大量開(kāi)關(guān)量的單片機應用系統。該芯片的級聯(lián)非常方便，擴展I／O口的數量幾乎不受限制。GM8164主要的性能特點(diǎn)如下：
●擴展I／O口數量眾多，可提供32位數據輸入口和40位數據輸出口；
●可同時(shí)提供8個(gè)開(kāi)漏輸出口，并能方便地進(jìn)行電平轉換和驅動(dòng)；
●帶有可達1MHz的全速率同步串行接口，能非常方便地與通用MCU接口。
●可多個(gè)芯片級聯(lián)，以擴展I／O口的數量；
●工作電壓為2．7-5．6V，可適應多種應用；
●靜態(tài)電流典型值為3μA(3.3V時(shí))；
●動(dòng)態(tài)電流在時(shí)鐘頻率為1MHz時(shí)的典型值為13μA(3．3V時(shí))；
●具有PLCC-84和QFP-80兩種封裝形式。
2 引腳功能和主要參數
2.1 引腳功能
圖1所示是GM8164采用PLCC-84封裝時(shí)的引腳排列圖，各引腳的功能見(jiàn)表1所列。
2．2性能參數
GM8164的極限參數如下：
●電源電壓Vcc：-0.5-7V；
●輸入電壓VI：-0.5-Vcc+0.5V；
●輸出電壓V。：-0.5-Vcc+0.5V；
●直流漏極電流(每個(gè)輸出)I。：土25mA；
●直流電流(Vcc)或地端電流Icc：±50mA
●工作溫度范圍：-25-+85℃；
為了使GM8164能夠安全可靠的工作，通常應按以下工作條件操作：
● 電源電壓Vcc為2.0-6.0V；
●輸入電壓VI為0-Vcc+；
●輸出電壓V。為0～Vcc+；
●輸入脈沖上升、下降時(shí)間tr、tf為0-500ns；
●時(shí)鐘頻率為1MHz(3.3V)或2MHz(5V)。
3 結構功能
GM8164是一個(gè)CMOS器件，圖2所示是其內部結構，該器件內部包括5組8位串入／并出和并入／串出的寄存器。其功能如下：
●將串行數據轉換為并行數據時(shí)，可選擇5個(gè)并行口中的任意一個(gè)口輸出；
●將并口數據輸入轉換為串口輸出；
●將串口數據輸入轉換為并口輸出；
●可存儲并行數據；
●可多芯片級聯(lián)，并可任意擴充I／O口；
●在時(shí)鐘上升沿有效。
GM8164的功能設置如表2所列，其具體工作方式如下：
(1)串行輸入、并行輸出工作方式
在OC=0、I／O=0時(shí)，如果LE為"1"，則并行數據輸入口10-I31為高阻態(tài)，此時(shí)在 CPU輸出指令時(shí)鐘CLK的上升沿作用下，串行數據將從DIN口輸入，并在內部寄存器中 完成數據從低位向高位的移動(dòng)，而后從O0-O39輸出口輸出。而當LE=0時(shí)鎖存O0-O039。
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