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多年前得到一个功能模块，一直不知道有啥功能，也不知道如何来使用。前几天又看到它，才打算仔细看一下它的用途，该模块如图1所示。

图1  MCP23S17功能模块

从外观看，它应该是一个多功能的输入输出模块，因为上面又8个LED、4个按键、2个继电器及供连接的输入输出端子。

此外，模块上还2个芯片，一个是ULN2803，另一个则是MCP23S17。ULN2803比较常见，是一个使用达林顿开关管的功率驱动型芯片。

至于MCP23S17则是是一种使用SPI接口的并行转换芯片，可对2个8路并行接口进行控制。

在其芯片内部集成了上电复位(POR) 电路，复位到器件的默认状态。它有两个对立的可编程中断源输出，其极性翻转寄存器可配置GPIO输入极性。 其工作温度范围为: -40°C~85 °C，工作电压1.8V~5.5V。

该芯片的引脚排列如图2所示，其典型应用电路如图3所示。

图2  MCP23S17引脚排列

图3  典型应用电路

芯片各引脚的用途如下：

VCC:供电引脚

INTA: A端口中断输出

INTB: B端口中断输出

CS:片选引脚

SCK: 时 钟信号引脚

SI: 从机输入引脚

SO: 从机输出引脚

RESET:电平复位

A0、A1、A2:器件地址配置引脚，SPI总线可扩展8个相同器件。

GPA0~GPA7: A端口8位输入输出引脚（默认输入模式）

GPB0~GPB7: B端口8位输入输出引脚（默认输入模式）

该芯片的SPI控制字格式见图4所示，其通讯协议方式见图5所示。

图4  SPI控制字格式

图5  SPI通讯协议方式

至此，就对MCP23S17芯片有了大致的了解。

那该功能模块有是怎样的情况呢？

由于没有该模块的原理图，只好自行通过测试来弄清。

经测试，最终了解到的情况是：

MCP23S17的GPB0~GPB7是作为输入口来用，被连接到蓝色的端子上，GPA0~GPA7是作为输出口来用。

其中，GPB0~GPB4还分别连接这按键S1~S4，而GPA0~GPA7在输出时为增强驱动能力，是通过ULN2803进行功率放大的，故驱动能力较强。它除了控制8个LED外，其中的GPA0~GPA1还同时控制这继电器1和继电器2。

该模块的从地址被设置为：A2A1A0=000

那该如何控制这个模块进行测试呢？

为了减轻测试难度，这里选取的是Arduino UNO开发板，开发工具为Arduino IDE。

在连接好开发板与功能模块的SPI接口后，进行进行测试的程序为：

#include "MCP23S17.h"
MCP23S17 MCP(10); 
void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  Serial.println();
  Serial.print("MCP23S17_LIB_VERSION: ");
  Serial.println(MCP23S17_LIB_VERSION);
  Serial.println();
  delay(100);
  SPI.begin();
  bool b = MCP.begin();
  Serial.println(b ? "true" : "false");
  MCP.pinMode8(0, 0x00); 
  MCP.write8(0, 1);  // 继电器1
  delay(500);
  MCP.write8(0, 2);  // 继电器2
  delay(500);
  MCP.write8(0, 4);  // LED2
  while(1);
}

经程序上传，可见到继电器1（LED0）、继电器2（LED1）和LED2依此转换了工作状态，说明程序设计有效。

图6 点亮LED2

此外，还可以通过串口来观察端口的输出状态，其程序见图7所示。

图7 端口输出状态

当然，也可对输入端口进行测试，其程序程序见图8所示。

图8 输入测试 

当按下K1和K2键的情况下，其测试结果如图9和图10所示，说明按键的操作已产生作用。

图9 按下K1键

图10 按下K2键

在掌握了该模块的使用方法后，才发现这是一个较有实用价值的功能模块。