PCA9541 带有中断逻辑和复位的二选一I²C总线主选择器

PCA9541是一款二选一 I²C总线主器件选择器，主要用于高可靠性双主器件I²C总线应用，此类应用中即使一个主器件发生故障或拔出控制器卡进行维护，仍需要进行系统操作。两个主器件（例如，主要和备用）分别位于通往相同下游I²C总线从器件的不同I²C总线上。I²C总线命令可通过任一I²C总线主器件发送，每次使用命令时需选择一个主器件。任何时候，任一主器件均可在另一主器件被禁用或从系统拔出时获得对从器件的控制。发生故障的主器件会从系统隔离且不会影响在线主器件和下游I²C总线上从器件之间的通信。

提供不同构架的两个版本。PCA9541/01在启动时选择通道0而PCA9541/03在启动后不选择任何通道。

中断输出用于指示哪个主器件拥有对总线的控制。一个中断引脚(1)会在启用时收集下游信息并将其传播至2条上游I²C总线（1和1）。1和1还用于使前一总线主器件知晓其已不再控制总线并指示总线恢复/初始化序列的完成情况。那些中断可被禁用且不会在设置屏蔽选项时生成中断。

总线恢复/初始化（如果启用）会发送九个时钟脉冲，一个不确认和一个STOP状况，以便在将通道实际切换至所选通道前将下游I²C总线器件设为初始状态。

当恢复/初始化步骤完成时，会将中断发送至上游通道。

内部总线传感器会感应I²C总线通信量并在非闲置总线状况期间发生通道切换时生成中断。当PCA9541恢复/初始化不使用时启用此功能。中断信号通知主器件需要进行外部I²C总线恢复/初始化。可将其禁用且不会生成中断。

开关的传递门可如此构造，使VDD引脚可用于限制PCA9541所传递的最高电压。这允许在各对上使用不同的总线电压，在没有任何额外保护的情况下使1.8 V、2.5 V或3.3 V器件能够与5 V器件通信。

PCA9541不会隔离器件任一侧上的电容负载，因此设计师必须考虑所有走线和器件两侧的器件电容，且所有通道上必须使用上拉电阻。

外部上拉电阻将总线拉至各通道想要的电压电平。所有I/O引脚均为6.0 V耐受。

低电平有效的复位输入允许对PCA9541进行初始化。将1引脚拉至低电平会复位I²C总线状态机并将器件配置为其默认状态，如同内部上电复位(POR)功能。

产品特点 Features

二选一双向主选择器
I²C总线接口逻辑；兼容SMBus标准
PCA9541/01上电时选择通道0
PCA9541/03上电时不选择任何通道且任一主器件均可控制总线
低电平有效的中断输入
2个低电平有效的中断输出
低电平有效的复位输入
4个地址引脚允许I²C总线上最多有16个器件
通过I²C总线进行通道选择
总线初始化/恢复功能
总线通信量传感器
低Ron开关
允许1.8 V、2.5 V、3.3 V和5 V总线之间的电压电平变换
上电时没有脉冲干扰
支持热插入
两个主器件的软件完全相同
低待机电流
2.3 V至5.5 V的工作电源电压范围
6.0 V耐受输入
0 Hz至400 kHz时钟频率
ESD保护：按JESD22-A114超过2000 V HBM，按JESD22-A115超过200 V MM，按JESD22-C101超过1000 V CDM
已按照JEDEC标准JESD78完成闭锁测试，超过100 mA
提供封装：SO16、TSSOP16、HVQFN16

应用

带有双主器件的高可靠性系统
长单总线上的网守多路复用器
没有硬件复位的从器件的总线初始化/恢复
允许没有仲裁逻辑的主器件共享资源

功能框图

封装

型号	可订购的器件编号	订购码 (12NC)	产品状态	封装
PCA9541BS/01	9352 732 99118	PCA9541BS/01,118	量产	HVQFN16 (SOT629-1)
PCA9541BS/03	9352 733 18118	PCA9541BS/03,118	量产	HVQFN16 (SOT629-1)
PCA9541D/01	9352 732 98118	PCA9541D/01,118	量产	SO16 (SOT109-1)
PCA9541D/01	9352 732 98112	PCA9541D/01,112	量产	SO16 (SOT109-1)
PCA9541D/03	9352 733 17118	PCA9541D/03,118	量产	SO16 (SOT109-1)
PCA9541D/03	9352 733 17112	PCA9541D/03,112	量产	SO16 (SOT109-1)
PCA9541PW/01	9352 732 97118	PCA9541PW/01,118	量产	TSSOP16 (SOT403-1)
PCA9541PW/01	9352 732 97112	PCA9541PW/01,112	量产	TSSOP16 (SOT403-1)
PCA9541PW/03	9352 733 16112	PCA9541PW/03,112	量产	TSSOP16 (SOT403-1)
PCA9541PW/03	9352 733 16118	PCA9541PW/03,118	量产	TSSOP16 (SOT403-1)

订货和供应

型号	订购码 (12NC)	可订购的器件编号	化学成分
PCA9541BS/01	9352 732 99118	PCA9541BS/01,118	PCA9541BS/01
PCA9541BS/03	9352 733 18118	PCA9541BS/03,118	PCA9541BS/03
PCA9541D/01	9352 732 98118	PCA9541D/01,118	PCA9541D/01
PCA9541D/01	9352 732 98112	PCA9541D/01,112	PCA9541D/01
PCA9541D/03	9352 733 17118	PCA9541D/03,118	PCA9541D/03
PCA9541D/03	9352 733 17112	PCA9541D/03,112	PCA9541D/03
PCA9541PW/01	9352 732 97118	PCA9541PW/01,118	PCA9541PW/01
PCA9541PW/01	9352 732 97112	PCA9541PW/01,112	PCA9541PW/01
PCA9541PW/03	9352 733 16112	PCA9541PW/03,112	PCA9541PW/03
PCA9541PW/03	9352 733 16118	PCA9541PW/03,118	PCA9541PW/03

PCA9541 技术支持

档案名称	标题	类型	格式
PCA9541	2-to-1 I2C-bus master selector with interrupt logic and reset	Data sheet	pdf
AN10441	Level shifting techniques in I2C-bus design	Application note	pdf
AN255	I2C / SMBus Repeaters, Hubs and Expanders	Application note	pdf
AN10710	Features and applications of the PCA9541 I2C-bus extender	Application note	pdf
75016527	Extend standard I2C-bus devices without worrying about offset voltages; NXP I2C-bus extender PCA9541 in a proven application	Brochure	pdf
75016532	Extend the I2C-bus with advanced repeaters and hubs; NXP 2-channel I2C-bus repeaters PCA9541x and 5-channel I2C-bus hubs PCA9516x	Leaflet	pdf
75016080	Extend the reach of any I2C-bus system without special offset voltage levels; NXP I2C-bus extender PCA9541	Leaflet	pdf
75017424	NXP I2C-bus solutions 2013: Smart, simple solutions for the 12 most common design concerns	Leaflet	pdf
UM10204	I2C-bus specification and user manual	User manual	pdf
UM10206	I2C Demonstration Board 2005-1 Quick Start Guide	User manual	pdf
UM10323	PCA9600 demonstration board OM6293	User manual	pdf