Симулятор PCF8574: расширитель I2C портов без пайки

С чего начать: восемь портов на двух проводах

PCF8574 — 8-битный расширитель портов на I2C: два провода SDA/SCL, восемь линий P0-P7 для ввода или вывода. На Uno SDA — A4, SCL — A5; адрес по трём выводам A0-A2 модуля (земля или +3V3): 8 адресов от 0x20 до 0x27 у PCF8574, от 0x38 до 0x3F у PCF8574A. Библиотека Wire прячет обмен в beginTransmission(addr), write(byte) и endTransmission(). Логику «записал — зажёг светодиод, прочитал — увидел кнопку» можно проверить без модуля.

• 8 портов P0-P7: любой бит байта — светодиод (OUTPUT) или кнопка (INPUT с подтяжкой).
• Адрес по A0-A2: три бита → 8 адресов; PCF8574: 0x20-0x27, PCF8574A: 0x38-0x3F — не путайте.
• Wire.beginTransmission(addr) + write(byte) + endTransmission(): записать байт в порт.
• Wire.requestFrom(addr, 1) + read(): прочитать байт из порта — состояние всех восьми линий.
• Подтяжка 10 кОм: у PCF8574 слабая внутренняя подтяжка, для кнопок ставят внешнюю.

Скетч-проба: 8 светодиодов по I2C

#include <Wire.h>
 
const byte ADDR = 0x20;     // PCF8574 с A0-A2 на земле
 
void setup() {
  Wire.begin();
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Start");
}
 
void loop() {
  for (byte i = 0; i < 8; i++) {
    byte mask = 1 << i;       // один горящий бит
    Wire.beginTransmission(ADDR);
    Wire.write(mask);
    Wire.endTransmission();
    Serial.print("P");
    Serial.print(i);
    Serial.print(" = ");
    Serial.println(mask, BIN);
    delay(150);
  }
}

Скетч вставьте в основной симулятор: компилятор поймёт Wire.begin/endTransmission, и монитор порта печатает «P0 = 1, P1 = 10, P2 = 100...» — логика работает, светодиоды в браузере не зажгутся: в каталоге деталей PCF8574 нет. Полный разбор wiring, подтяжек и адресации — в уроке про PCF8574 на шине I2C.

I2C-сканер: найти адрес модуля

#include <Wire.h>
 
void setup() {
  Wire.begin();
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Skan I2C...");
  for (byte addr = 0x20; addr < 0x40; addr++) {
    Wire.beginTransmission(addr);
    byte err = Wire.endTransmission();
    if (err == 0) {
      Serial.print("Naiden: 0x");
      Serial.println(addr, HEX);
    }
  }
  Serial.println("Gotovo");
}
 
void loop() {}

Скетч перебирает адреса 0x20-0x3F и печатает «Naiden: 0x20» при ответе модуля. В браузере модуля нет, и сканер ничего не находит — это честная граница. На живой плате сканер находит ваш модуль, и вы подставляете его адрес в рабочий скетч. Полный сканер с таблицей адресов популярных модулей — I2C-сканер на лендинге и урок про сканер-диагност кодов.

Честная граница: модель против живого модуля

Браузер исполняет логику Wire, а PCF8574 в каталоге нет: beginTransmission/endTransmission проходят без ответа, и сканер не находит адреса. После того как скетч компилируется в основном симуляторе, переходите на плату: подключите модуль, запустите I2C-сканер, и подставьте найденный адрес в константу ADDR. Полный разбор адресов и таблица клонов — в уроке про подключение PCF8574 и адреса.

Грабли PCF8574

• Адрес 0x20 против 0x38: PCF8574 живёт в 0x20-0x27, PCF8574A — в 0x38-0x3F. Перепутали — модуль не найдется. Сканер решает за минуту.
• Подтяжка SDA/SCL: у PCF8574 слабая внутренняя 100 мкА, для кнопок обязательна внешняя 10 кОм. На длинной шине — 4,7 кОм.
• Чтение кнопок без задержки: после записи OUTPUT-байта нужно 10-20 мкс до чтения INPUT; в быстром цикле кнопка «дребезжит».
• Конфликт адресов с LCD I2C: типичный 0x27 — это и LCD-модуль, и PCF8574 с A0-A2 на земле. Решение — TCA9548A мультиплексор или перемычка адреса.
• Ток на линии: PCF8574 отдаёт 1 мА на пин — светодиод тусклый, ставьте транзистор или ULN2003.

Частые вопросы