PCF8574 Portexpander

Ihr wisst sicherlich, dass man die Ein- und Ausgänge durch sogenannte I2C Portexpander erweitern kann. Hier konkret nutze ich den PCF8574. Alle drei Adresspins (A0-A2 liegen an GND). Deshalb hat meiner die Adresse 0x38. Die Adresse müsst ihr euch aus dem Datenblatt mit der entsprechenden Belegung der Adresspins selbst raussuchen.

Nebenbei zeige ich euch, wie die Übertragung im I2C Bus funktioneren kann (I2C_Write Funktion), sowie die Funktion des Bitshifts (Als Lauflicht). Ich habe alle Programme am Arduino nachgebaut und ausprobiert. Mögliche Fehler kann ich trotz allem nicht ausschließen.

Anschlüsse

PCF8574 -- Wemos

Pins 1 -3 A0, A1,A2 -- GND (Adressierung des I2C Teilnehmers)

Pin 8 GND -- GND

Pin 15 SDA -- A4(SDA)

Pin 14 SCL -- A5(SCL)

Pin 17 VCC -- 5V

P0-P7 je eine LED mit Widerstand gegen GND

Ich habe hier 2 Beispiele angefügt:

1. Alle Pins als Eingänge
2. Alle Pins als Ausgänge

//Programm zum Auslesen aller Eingänge am PCF8574/*###############################################Programm zum Auslesen der Inputs am PCF8574Es müssen beim Programmstart einige Sachen berücksichtigt werden: - Baudrate im seriellen Monitor ist 9600 - Adresse für TestIO einstellen - Die Eingänge des Portexpanders benötigen ein GND Signal zum Schalten. Das Signal wird dann softwareseitig invertiert
Viel Spaß beim Ausprobieren###############################################*/#include <Wire.h> //Bibliothek mit wichtigen Befehlen für I2C Kommunikation
#define TestIO 0x38 //Mein Test IC
byte WERT[4] = {0,0,0,0}; //Empfangener ByteWert (Aufruf und Beschreiben über WERT[0] = ... bis WERT[3] = ...byte ALTWERT[4] = {0,0,0,0}; //Hilfsvariable zum Prüfen auf Änderungen am Port
bool InTestIO[16] = {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}; //Hier werden die einzelnen Bits hinterlegt, damit sie später im Programm zur Verfügung stehen 0-7 ist Aktueller Zustand, 8-15 Änderung vorhanden?bool Test = false; //Toggle Beispielvariable
long Stopuhr[5] = {0,0,0,0,0}; //Hilfsvariablen für das zeitbasierte Aufrufen von Programmabschnitten
void I2C_Write(int adr, int var1) //Einfaches Byte senden{ Wire.beginTransmission(adr); // Start Übertragung zum Gerät mit Adresse 'adr' Wire.write(var1); // Variable /Byte senden Wire.endTransmission(); // Ende}
void I2C_Write_M(int adr, int var1, int var2) //2 Bytes senden{ Wire.beginTransmission(adr); // Start Übertragung zum Gerät mit Adresse 'adr' Wire.write(var1); // 1. Variable Wire.write(var2); // 2. Variable Wire.endTransmission(); // Ende}
void setup() { Wire.begin(); // Bus starten Serial.begin(9600); // Serielle Ausgabe starten I2C_Write(TestIO, 0xFF); //alle Bits sind Eingänge (Standardmäßig mit Pullup)
delay(1000); //Kurze Verzögerung Serial.println("Programm ist Startklar");}

void loop() {Abfrage_Inputs(100);Abarbeitung_Inputs();}/*###################################### * Abfrage der Inputs an einem Portexpander * Kann beliebig kopiert und angepasst werden für alle weitere Expander######################################*/void Abfrage_Inputs(int I2CInt){ if(millis() - Stopuhr[0] > I2CInt) { //Portexpander TestIO auslesen Wire.requestFrom(TestIO, 1); // Ein Byte (= 8 Bits) vom PCF8574 lesen while(Wire.available() == 0); // Warten, bis Daten verfügbar WERT[0] = 255 - Wire.read(); // in invertierte Eingabe wandeln if (WERT[0] != ALTWERT[0]) { // Wert nur ausgeben wenn er sich ändert Serial.print("neuer Wert TestIO: "); Serial.println(WERT[0]); // Wert auf "Serial Monitor" ausgeben Wire.endTransmission(true); for(int i = 0; i<8; i++) //Alle 8 Bit werden als einzelne Bits an den Seriellen Monitor ausgegeben und in Die InTestIO an der richtigen Stelle gespeichert, { Serial.println(bitRead(WERT[0], i)); if(InTestIO[i] != bitRead(WERT[0], i)) //Ist eine Änderung vorhanden? { InTestIO[i] = bitRead(WERT[0], i); InTestIO[i+8] = true; //Bit für die Änderung des einen Kanales setzen } } ALTWERT[0]=WERT[0]; // und nachführen } Stopuhr[0] = millis(); //Zurücksetzen der Stopuhr } }

void Abarbeitung_Inputs() //Aufruf der einzelnen Bits{ if(InTestIO[8]) //Wenn Bit0 eine Änderung hat, dann... { InTestIO[8] = false; //Zurücksetzen des Bits Änderung, da ja der geänderte Wert bearbeitet wird if(InTestIO[0]) //Wenn Bit0 True ist, dann... { Test = !Test; //Variable Toggeln jedesmal wenn ein True Signal anliegt. Serial.print("Toggle Variable: "); Serial.println(Test); //Ausgabe } else //sonst.... { } }
if(InTestIO[9]) { InTestIO[9] = false; if(InTestIO[1]) { } else { } }
if(InTestIO[10]) { InTestIO[10] = false; if(InTestIO[2]) { } else { } }
if(InTestIO[11]) { InTestIO[11] = false; if(InTestIO[3]) { } else { } }
if(InTestIO[12]) { InTestIO[12] = false; if(InTestIO[4]) { } else { } }
if(InTestIO[13]) { InTestIO[13] = false; if(InTestIO[5]) { Serial.println("IO6: TRUE"); //Beispiel Ausgabe } else { Serial.println("IO6: False"); } }
if(InTestIO[14]) { InTestIO[14] = false; if(InTestIO[6]) { } else { } } if(InTestIO[15]) { InTestIO[15] = false; if(InTestIO[7]) { } else { } }}

Alle Pins als Ausgänge:

/*###############################################Programm zum Schreiben der Pins am PCF8574Es müssen beim Programmstart einige Sachen berücksichtigt werden: - Baudrate im seriellen Monitor ist 9600 - Adresse für TestIO müssen richtig sein
Wichtig bei der Datenübertragung: 1. Adresse übertragen, dann Setup (Also ob Eingang oder Ausgang, dann welche Ausgänge HIGH sein sollen als BytePin 7 6 5 4 3 2 1 0Byte 128 64 32 16 8 4 2 1 --> Nur Pin 1 EIN - I2C_Write_M(TestIO,0,1); --> ALle Pins EIN - I2C_Write_M(TestIO,0,255); --> Pins 1+3 EIN - I2C_Write_M(TestIO,0,10);
Viel Spaß beim Ausprobieren###############################################*/#include <Wire.h> //Bibliothek mit wichtigen Befehlen für I2C Kommunikation
#define TestIO 0x38 //Mein Test IC
byte WERT[4] = {0,0,0,0}; //Empfangener ByteWert (Aufruf und Beschreiben über WERT[0] = ... bis WERT[3] = ...byte ALTWERT[4] = {0,0,0,0}; //Hilfsvariable zum Prüfen auf Änderungenbyte Setup = 0x00; //Setuo Variable. Alle Pins sind Ausgängeint Bitshift = 1; //Variable für das Lauflicht
bool InTestIO[16] = {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}; //Hier werden die einzelnen Bits hinterlegt, damit sie später im Programm zur Verfügung stehen
long Stopuhr[5] = {0,0,0,0,0}; //Hilfsvariablen für das zeitbasierte Aufrufen von Programmabschnitten
void I2C_Write(int adr, int var1) //Einfaches Byte senden{ Wire.beginTransmission(adr); // Start Übertragung zum Gerät mit Adresse 'adr' Wire.write(var1); // Variable /Byte senden Wire.endTransmission(); // Ende}
void I2C_Write_M(int adr, int var1, int var2) //Multi Bytes senden{ Wire.beginTransmission(adr); // Start Übertragung zum Gerät mit Adresse 'adr' Wire.write(var1); // 1. Variable Wire.write(var2); // 2. Variable Wire.endTransmission(); // Ende}
void setup() { Wire.begin(); // Bus starten Serial.begin(9600); // Serielle Ausgabe starten
I2C_Write(TestIO, Setup); //alle Bits sind Ausgänge
//Ausgangstest am PCF8574 I2C_Write_M(TestIO,Setup,255); //Alle Pins einschalten delay(1000); I2C_Write_M(TestIO,Setup,0); //alle Pins ausschalten delay(1000); Serial.println("Programm ist Startklar"); }

void loop() {for(int i = 0;i < 255; i++) //Aufsteigend alle Pins einmal einschalten{ I2C_Write_M(TestIO,Setup,i); delay(100);}for(int i = 0;i < 8; i++) //Lauflicht Aufsteigend{ I2C_Write_M(TestIO,Setup,Bitshift); Bitshift = Bitshift<<1; delay(100);}for(int i = 0;i < 8; i++) //Lauflicht Absteigend{ I2C_Write_M(TestIO,Setup,Bitshift); Bitshift = Bitshift>>1; delay(100);}Bitshift = 1;}

Wenn ihr die Funktionen mischen wollt, dann müsst ihr das entsprechend Initialisieren und bei der Abfrage mit beachten.