板子上因为IO口不够用，采用了一个I2C转8路GPIO的芯片PCF8574（tssop20），控制Darlington管MC1413，驱动后端的7个Relay。

控制逻辑简图：

问题：

调试中发现，前面的控制逻辑都是正确的，但是Darlington管前级的电压只有0.9V左右，这个电压明显不能使管子打开。

向前怀疑PCF8574的驱动能力不足。查看datasheet，果然是标准推挽输出的上管还有个限流源，只有100uA的能力。中上部的那个p-mos只是在切换逻辑的时候才开启，用来提速rising-edge的，并不是continuous输出（怎么就有一种追求指标但对实际性能没帮助的感觉，这款片子最早是philips在97年推出的，难道有什么特别的考虑）。

尝试解决1：加上拉电阻

如果只是100uA的逻辑输出能力，这里就基本可以看成是open-drain输出结构了（相对Darlington管的驱动需求来说）。所以我在GPIO上加了个1K的上拉电阻，实测电压2.8V，驱动逻辑完全正常了。（可以大概计算管子需求的电流在600uA左右）

但是，设计之初默认是所有relay都不开启，加上拉之后就变成了所有relay上电瞬间都是开启的，风险就来了！

果然，全部上拉后，其中一个relay后面的小阻值负载电阻就过流了。故，上拉不是可靠的解决措施！

尝试解决2：找驱动能力正常的IIC芯片

接下来找同型号的替代芯片。TI类似“I2C IO Expander”的芯片还是很多的，比如TCA9534就是标准的推挽输出，没有任何限流，高电平驱动电流有-10mA。tssop16的兼容型号很多，却没有一个tssop20的！悲剧

现在暂时的解决思路是，找找过流的relay点，然后采用一部分片子用上拉，其他有风险的全部飞线连SOIC16的TCA9538（tssop16飞线难度很大啊）！后面改用 tssop16的TCA9534、TCA9554（内部带100k上拉）。

为么放过了这个100uA的限流？？？

总结：如果是采用低电平点亮LED，或者后端驱动逻辑芯片的设计，这个片子都没什么需要特别注意的，一旦有需要高电平驱动管子之类的，最好还是换成新型号tssop16封装的，或者没冲突下外加上拉。

备选型号分析：

TI	TCA9534	8ch，标准推挽输出，
TI	TCA9554	8ch，标准推挽输出，带弱上拉
NXP、TI	PCF8574	8ch，输出灌电流限300uA
MicroChip	MCP23008（MCP23S08）	8ch，推挽，max 1.7mhz IIC
MicroChip	MCP23009	8ch，open-drain，3.4mhz
MicroChip	MCP23017（MCP23S17）	16ch，推挽25mA，1.7mhz，货

参数比较：

TCA系列	MCP系列
IIC-400khz addr-cmd-data，4-register TSSOP-16	IIC-1.7mhz，SPI-10mhz addr-cmd-data，10-register SSOP-20

尝试解决3：找mos型的芯片替代Darlington管

因为mos管是电压驱动的，驱动电流需求非常小<10uA，可以用PCF8574驱动。

在TI找到7ch的TPL7407L，nmos。可以完全兼容替代MC1413。项目上的问题是否可以解决了？

关于手册上的COM脚推荐电压8.5V-40V之间的问题。

由于项目中前端logic是3.3V的，relay的电压是5VDC。所以这个8.5V是没法满足的。

手册上有一段说的很清楚，由于DRIVER这个模块是低压cmos做的，最大承压7V，所以在上面加了个LDO模块，用来把外面的Vsupply电压降到7V以内，那么可以推算出LDO有个至少1.5V的转换压降。所以才有了8.5V-min的推荐。

如果Vsupply=5V，那么DRIVER的logic电压是3.5V左右，即加在栅极的电压。这个电压开启是没有问题的，只是会影响Id电流，以及Ron电阻。具体影响就是导通能力减弱了点，内阻稍大了点。估算下来，仍会优于Darlington管。

但是，居然看到这句话，那么上电后，PCF8574后面的mos管会全部开启，跟措施1类似了。再次悲剧。除非前端换成纯push-pull的。

At power on, all the ports are HIGH with a weak 100 uA internal pull-up to VDD。 - PCF8574

TCA9554 vs. MCP23008

之前一直比较纠结，400khz-IIC与10mhz-SPI，考虑到设计中的主频时钟是50mhz，400khz的串行速率是太慢了。下面根据项目情况仔细对比以下几点：

1、IO口占用。iic只需要2根线就可以控制8个芯片共64个gpio，spi是4根线控制4个片子共32个gpio，如果再多带个cs共5根线控制64个gpio；---项目上需要控制38个relay

2、spi的in/out分开，处理速度更快； ---项目后续可能有nand的cs/wp等控制，速度越快越好

3、iic有响应机制；---暂时收到错误也不会回馈系统 一般不会有错

4、23008有reset引脚，对软复位很有用； ---也可以让软件控制会初始态

5、9554的tssop16和23008的QFN封装

两种芯片在板子上都飞线试过

相同的logic代码，iic速率330khz，都测试OK，发送指令如下：

TCA9554

0x400100 由于下一步切换成output后，IO全部为高，这里先全部改为00；

0x400300 地址0100-000-W，03配置寄存器设为output，因为默认是input；

0x4001FF 01寄存器，所有IO输出高电平；

MCP23008

0x420000 IODIR寄存器切换成output；

0x4209FF Port寄存器全部输出高；

指令格式：addr+cmd+data

最终在板子上全部飞线mcp23008-soic18，跟mc1413正好pin-pin对接。

后面改版决定使用mcp23008-QFN20封装的。1、封装紧凑合适；2、reset非常适用本项目；3、切换成output后默认是00；4、10个配置reg具有灵活性；

另，23008指标是2.7~5.5V @400kHz， 4.5~5.5V @1.7mHz；虽然板上是3.3V供电，但还是尝试把速率提到1mhz以上。

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查询PCF8574时，无意间发现的这个牛人自制PCB板的过程，哈哈

http://bbs.cmnxt.com/forum.php?mod=viewthread&tid=10792