MAX7301 4线接口、2.5V至5.5V、20端口或28端口输入/输出扩展器技术手册

概述
MAX7301是一款紧凑型、串行接口、I/O扩展器(或通用I/O (GPIO)外设)，为微处理器提供最多28个端口。每个端口都可独立地由用户配置为逻辑输入或逻辑输出。

每个端口都可配置为推挽式逻辑输出，能够吸取10mA，源出4.5mA，或施密特逻辑输入，带有可选的内部上拉。其中七个端口具有可配置的跳变检测逻辑，当端口逻辑电平变化时产生中断。通过一个SPI™兼容的4线串行接口可以对MAX7301进行控制。

MAX7301AAX和MAX7301ATL具有28个端口，分别采用36引脚SSOP和40引脚TQFN封装。MAX7301AAI有20个端口，分别采用28引脚SSOP封装。

如需2线I²C接口的相似器件，参见MAX7300数据资料。

对于引脚兼容、可提供24mA恒流LED驱动的端口扩展器，请参考MAX6957数据资料。
数据表：*附件：MAX7301 4线接口、2.5V至5.5V、20端口或28端口输入 输出扩展器技术手册.pdf

应用

• 游戏机
• 工业控制器
• 系统监视
• 白色家电

特性

• 行业标准的4线接口简化I/O端口扩展，最多可扩展到28路I/O，与微处理器架构无关
  • 高速、26MHz、SPI/QSPI™/MICROWIRE®兼容串口
  • 2.25V至5.5V工作电压
  • 20或28个I/O端口，可配置为推挽式逻辑输出、施密特逻辑输入或带内部上拉的施密特逻辑输入
  • 7个I/O端口具有逻辑跳变检测功能
• 低功耗降低电源要求
  • 11µA (最大值)关断电流

典型操作电路

电特性

引脚配置描述

应用信息

低电压运行

MAX7301 可在低至 2V 的电源电压下工作（尽管不保证源电流和灌电流），前提是 MAX7301 初始上电时的电源电压至少为 2.5V，以触发器件的内部复位，并且串行接口的时钟频率限制在 10Mbps。

SPI 布线注意事项

MAX7301 的 SPI 接口在 2.5V 电源下保证能以 26Mbps 的速率运行，在 5V 电源下典型速率为 50Mbps。这意味着当接口连接距离超过 100mm 时，尤其是在电源电压较高的情况下，应考虑线路问题。振铃现象通常由通信线路中的双重时钟引起，在 SCLK 端会间歇性出现。在并行端接处并联一个 1kΩ 到 10kΩ 的电阻，可抑制 SCLK 和 CS 输入上高达 1V 的振铃，适用于中等长度的接口连接。进行电路板间连接时，使用线路阻抗匹配终端。

PCB 布局注意事项

对于 TQFN 版本，将 MAX7301 底部的外露焊盘连接到 GND。确保所有接地连接良好。不一定需要接地层，但接地层有助于降低电源阻抗。如果 MAX7301 的输出负载较大，应使 R_{SET} 电阻的走线尽可能短，并将电阻的接地端连接到接地层或直接连接到接地引脚。

电源考量

MAX7301 的工作电源电压范围为 2.5V 至 5.5V。使用 0.047μF 的电容将电源旁路至地，并且尽可能使器件靠近电源。如果 MAX7301 距离电路板的输入大容量去耦电容较远，可添加一个 1μF 的电容。