模数转换器和单片机引脚怎么连（微控制器的IO引脚数不够）

SCM作为一般电子产品项目的关键组件，经常被工程师用来将逻辑运算应用于处理数据，甚至包含一些软件算法。例如，工程师正在开发中。

在家用电饭煲项目中，单片机可以作为数据计算的核心设备，负责实现加热，定时，显示，按键等功能。在电动剃须刀项目中，单片机可以作为电机控制的核心设备，负责实现电机的正向旋转和电池电源管理等功能；在办公室碎纸机项目中，单片机可以用作逻辑分析的核心设备，负责处理正向旋转，反向旋转，阻塞旋转和人体保护等功能的实现；在此类项目的开发中，工程师将根据设计的功能要求确定微控制器所需的内部资源，即确定微控制器的类型。常用单片机的内部资源包括引脚数量，时钟频率，存储空间和通信接口等。工程师根据这些信息选择匹配的单片机模型。

确定MCU型号后，工程师可以执行项目的特定研发工作。硬件工程师开发电路原理图设计，软件工程师开发程序的代码设计。在项目开发阶段，工程师可能会遇到类型问题：

单片机项目

当项目的研发接近完成时，需要暂时添加其他功能；或者项目版本需要在更新迭代过程中临时调整其他功能；或者

面对这种情况，这些临时的添加和调整可能会导致先前选择的MCU的IO引脚数量不足的问题。当MCU的IO引脚数量不足时，工程师如何更好地解决呢？

工程师可以重新选择单片机的型号，并通过简单地增加IO引脚数直接解决。尽管可以解决此问题，但主要存在两个问题

1，重新选择新的MCU型号，相关的软件代码相当于需要重新开发设计，这增加了项目的开发工作量，工作效率不好；

2.重新选择新的MCU模型，与之关联的硬件电路相当于需要重新开发和设计，需要重新调试验证，尤其是一些可靠性测试的测试；

由于重新选择新的MCU型号存在这些问题，是否还有其他解决方案可以更好地解决它？

答案是肯定的。在项目开发过程中，当微控制器的IO引脚数量不足时，除了重新选择新的微控制器模型解决方案外，还有一种使用IO引脚扩展芯片的解决方案。例如，AL5524芯片是单个芯片。IO引脚扩展芯片可以解决此类问题；

那么，AL5524 IO引脚扩展芯片具有什么样的特性？如何解决微控制器的IO引脚数？如何扩展微控制器的IO引脚数量？

AL5524芯片引脚定义

Pin1引脚：INTB是实现中断功能；

Pin2＆Pin3＆Pin21引脚：ADD的功能是通过硬件定义IIC通信的地址信息。

Pin4〜Pin11引脚：RA是芯片扩展的IO引脚；

Pin13〜Pin20引脚：RB是芯片扩展的IO引脚；

Pin22和Pin23引脚：IIC通信接口功能引脚；

Pin12＆Pin24：芯片的电源输入引脚；

AL5224引脚定义图

通过定义引脚功能，工程师可以基本分析芯片的工作原理，即通过IIC接口扩展微控制器的IO引脚数量，这从芯片的内部结构框图中更容易看出来。 。

AL5224芯片内部框图

在AL5224芯片的内部框图中，它主要包括四个部分：地址发生器，IIC控制器，寄存器和控制器以及普通IO引脚端口A和端口B；

AL5224功能框图

（1）地址生成器主要是通过ADD0，ADD1和ADD2的外部硬件电路定义IIC的通信地址。常见的简单设计是将ADD0，ADD1和ADD2直接接地。

（2）IIC控制器，主要是AL5224芯片与单片机之间的通讯桥，用于数据交换，实现IO引脚扩展功能；

（3）寄存器和控制器主要用于在此处临时存储IIC通信数据，方便转换为端口A和端口B引脚输出；

（4）通用IO引脚Port A和Port B，这两个引脚是芯片需要扩展的IO引脚，等效于单芯片的IO引脚功能；

在分析了这些内容之后，工程师可以对AL5224芯片的功能有更清晰的了解；但是这些内容仍然只是理论上的，那么如何将它们专门应用于项目开发？如何设计？如何开发电路？

AL5224芯片应用电路

在了解了AL5224芯片的基本电路特性之后，工程师迫切希望解决项目中的实际问题，否则将失去其工作意义；

AL5224芯片应用电路

AL5224芯片的应用电路易于工程师进行设计和开发。只需将SCL和SDA引脚连接到微控制器的IIC引脚，以便微控制器可以轻松解决扩展IO引脚数量的问题；微控制器使用2个IO引脚SCL和SDA扩展16个IO引脚的数量，这也实现了扩展IO引脚数量的功能。

在介绍了AL5224芯片的电路特性之后，工程师可能会在比较中发现，与重新选择新的单芯片模型相比，AL5224 IO引脚扩展芯片解决方案更具通用性和可操作性。具有双重性，必须有正反两面，AL5224芯片电路解决方案也有一些缺点

a）增加项目的BOM成本，主要是由于AL5224的芯片成本增加；

b）AL5224 IO引脚扩展芯片扩展了14个IO引脚的数量；显然，在实际项目开发中，即使AL5224系列芯片也支持扩展8个IO引脚的数量，很少会需要扩展14个IO引脚的数量，但这会造成一些多余的IO浪费固定资源；

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