¿Qué es un Expansor IO?
Los expansores IO son dispositivos semiconductores utilizados como circuitos integrados periféricos para microcontroladores.
Generalmente, el número de puertos IO disponibles como terminales de patillas de un microcontrolador es limitado. Por ejemplo, si un microcontrolador se va a utilizar en varios productos, es necesario que admita productos con funciones limitadas y productos con alta funcionalidad.
En tales casos, el costo del microcontrolador se reduce manteniendo el número de patillas del propio microcontrolador lo más bajo posible, de modo que pueda montarse en un producto de bajo costo.
Si el mismo microcontrolador se monta en un producto de alto rendimiento, habrá escasez de pines de control, por lo que en estos casos se utilizan expansores IO para ampliar los puertos IO.
De este modo, la combinación de microcontroladores y expansores IO puede ampliar la capacidad de expansión del sistema.
Usos de los Expansores IO
Si, una vez diseñado el sistema que incluye el microcontrolador y lanzado como producto, el número de puertos de E/S incorporados en el microcontrolador es insuficiente cuando se modifica o amplía la funcionalidad, se utiliza un expansor de E/S para compensar los puertos de E/S que faltan.
Los posibles usos incluyen, por ejemplo, el control de LEDs de 7 segmentos, que requieren muchos pines de control, o como un puerto de entrada/salida muy común.
Los expansores IO funcionan bajo el control de un microcontrolador, pero generalmente se utiliza un bus serie como el bus I2C, por lo que no son adecuados para aplicaciones en las que se conmutan puertos IO rápidos o se leen datos a alta velocidad.
Principio de los Expansores IO
Los expansores IO son controlados por el microcontrolador a través de un bus serie como el bus I2C. Generalmente están equipados con un puerto IO de 8 o 16 bits.
La entrada o salida se establece bit a bit desde el microcontrolador al registro de dirección para el puerto en el expansor IO.
A continuación, los datos se escriben o leen escribiendo los datos especificados en el registro de entrada/salida del puerto. Cuando se configura como puerto de salida, los datos configurados se emiten desde cada puerto del expansor IO, y cuando se configura como puerto de entrada, los datos se pueden leer desde el puerto de entrada configurado.
Además, algunos tipos de expansores IO tienen terminales que aceptan entradas de interrupción.
Cuando se cumplen unas condiciones predeterminadas establecidas de antemano, se activa la salida del terminal de interrupción del expansor IO.
Si este terminal se conecta a la entrada de interrupción del microcontrolador, se puede activar la interrupción integrada del microcontrolador. Esta función es útil cuando el microcontrolador recibe instantáneamente un evento externo y se desea controlar el sistema.