16-битный модуль расширения портов ввода-вывода MCP23017 (I2C, 2.7–5.5 В)

# 16-битный модуль расширения портов ввода-вывода MCP23017 (I2C, 2.7–5.5 В)

Модуль на базе микросхемы MCP23017 от Microchip представляет собой 16-битный двунаправленный расширитель портов ввода-вывода (GPIO) с интерфейсом I2C. Модуль позволяет добавить 16 полноценных цифровых контактов к микроконтроллерам (Arduino, ESP32, STM32, Raspberry Pi), задействуя всего два сигнальных провода шины I2C (SDA и SCL). Каждый из 16 выводов можно независимо настроить как вход (с возможностью включения подтягивающего резистора), выход или источник прерывания. Благодаря трем адресам аппаратной подтяжки к одной шине I2C можно параллельно подключить до 8 таких модулей, получив суммарно до 128 дополнительных портов.

---

### Технические характеристики

| Параметр | Значение |

| --- | --- |

| Основной чип | Microchip MCP23017 |

| Количество портов ввода-вывода | 16 свободных цифровых контактов (два 8-битных порта GPA и GPB) |

| Интерфейс связи | I2C (поддержка частот 100 кГц, 400 кГц и до 1.7 МГц) |

| I2C-адресация | Настраиваемая перемычками/пинами (A0, A1, A2): от 0x20 до 0x27 (до 8 устройств на шине) |

| Напряжение питания (VCC) | 2.7 – 5.5 В DC |

| Максимальный ток на один пин | До 25 мА (направление/источник тока для прямого подключения LED и реле) |

| Суммарный ток микросхемы | До 125 мА (Port A + Port B) |

| Выходы прерываний | 2 независимых настраиваемых пина (`INTA` и `INTB`) |

| Ток в режиме ожидания (Standby) | До 1 мкА (ультранизкое потребление) |

| Рабочая температура | -40 °C … +85 °C |

---

### Назначение контактов (Pinout)

• VCC: Питание модуля (+2.7 В – +5.5 В DC).
• GND: Общий провод (земля).
• SCL: Тактовая линия шины I2C.
• SDA: Линия данных шины I2C.
• RESET: Вход аппаратного сброса (Active LOW, при нормальной работе подтягивается к VCC).
• A0, A1, A2: Пины выбора аппаратного I2C-адреса (подключаются к GND или VCC).
• INTA / INTB: Выходы прерываний для портов A и B (настраиваются отдельно или объединяются).
• GPA0 – GPA7: 8 цифровых портов ввода-вывода группы A.
• GPB0 – GPB7: 8 цифровых портов ввода-вывода группы B.

---

### Область применения

• Управление светодиодными матрицами и индикаторами: Подключение большого количества светодиодов, 7-сегментных индикаторов и кнопочных матриц.
• Считывание состояния датчиков и клавиатур: Опрос матричных клавиатур, конечных выключателей (концевиков), герконов и кнопочных панелей.
• Управление релейными блоками: Коммутация многоканальных силовых плат реле в системах автоматики и «Умного дома».
• Расширение возможностей Raspberry Pi и ESP8266: Добавление недостающих GPIO на платах с ограниченным количеством свободных выводов.

---

### Преимущества

1. Экономия пинов микроконтроллера

Предоставляет 16 полноценных портов ввода-вывода, расходуя только 2 вывода шины I2C.

2. Гибкая настройка каждого пина

Поддержка программируемых подтягивающих резисторов (Pull-Up 100 кОм), инверсии полярности входящих данных и режима генерации прерываний.

3. Аппаратные прерывания (`INTA`/`INTB`)

Избавляют контроллер от необходимости постоянно опрашивать шину I2C — чип сам выдает сигнал при изменении состояния на любом из входов.

4. Высокая нагрузочная способность (до 25 мА): Позволяет напрямую управлять светодиодами, оптопарами и маломощными реле без промежуточных транзисторных ключей.

5. Масштабируемость: Наличие контактов адресации `A0–A2` дает возможность собрать систему со 128 каналами всего на одной шине I2C.