Controller-Tip Serielle Mehrfachschalter als I/O-Expander

Die Bausteine aus der Familie der „Serial Switches“ von Motorola vereinen vier, acht oder auch 16 Ausgangsschalter mit Durchlasswiderständen im Bereich 250 mO bis...

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Die Bausteine aus der Familie der „Serial Switches“ von Motorola vereinen vier, acht oder auch 16 Ausgangsschalter mit Durchlasswiderständen im Bereich 250 m Ohm bis 1,6 Ohm in einem IC. Die Ansteuerung erfolgt seriell über die SPI-Schnittstelle, damit ist die Ansteuerung einer größeren Anzahl von Ausgängen mittels weniger Pins am Mikrocontroller realisierbar (Expander-Funktionalität). Das gilt vor allem bei Parallelschaltung mehrerer IC an einer gemeinsamen SPI-Schnittstelle des Mikrocontrollers.Der MC33880 verfügt z. B. über acht Kanäle mit je 550 m Ohm (typ.), die wahlweise und unabhängig voneinander als Low-Side-Schalter oder High-Side-Schalter genutzt werden können. Sowohl SOURCE- als auch DRAIN-Anschluss jedes einzelnen Schalttransistors sind nach außen geführt. Im Beispiel sind die Kanäle 1 und 2 als Low-Side und die Kanäle 7 und 8 als High-Side beschaltet. Die Kanäle 3, 4, 5 und 6 steuern in H-Brücken-Konfiguration einen einfachen DC-Motor an, wobei die High-Side-Zweige jeweils direkt PWM-gesteuert werden können (IN5, IN6). Sämtliche Ausgänge sind in der Lage, resistive als auch induktive Lasten ohne externe Schutzbeschaltung anzusteuern.Die SPI bei dieser Familie ist einfach ausgelegt. Jedes 16-Bit-Datenwort der SPI beinhaltet sowohl die Ansteuer-Information (ON/OFF) als auch den Status (FAIL/NOT FAIL) aller Ausgänge. Der IC verfügt sowohl über eine Kurzschlusserkennung als auch über eine OPEN-LOAD-Erkennung für jeden Ausgang.Die integrierte Kurzschlusserkennung überwacht die interne Drain-Source-Spannung des Schalttransistors. Diese Funktion kann ebenso zum Einlesen eines externen Schalters oder Tasters verwendet werden. Hier wird der MC33880 bzw. der funktionell identische MC33879 in High-Side-Konfiguration verwendet. Der IC arbeitet als einfacher I/O-Expander, am selben Pin wird der Zustand eines Schalters bzw. Tasters erkannt und eine korrespondierende Leuchte oder LED angesteuert. Zu beachten ist, dass beide IC unterschiedliche Werte für die Kurzschlusserkennung sowie den Messstrom der Open-Load-Erkennung verwenden (die im Schaltbild genannten Werte gelten für den MC33879).Dieses Prinzip ist ebenfalls anwendbar in Low-Side-Konfiguration für die genannten IC, aber auch für die speziellen seriellen Low-Side-Schalter MC33291/291L sowie MC33298.

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