Unter Portexpandern versteht man ein ganze Gruppe von Bausteinen, die via eines Bussystems ( z.B. I²C oder SPI ) an einen Controller angeschlossen werden können um die Anzahl der verfügbaren und nutzbaren GPIOs zu erhöhen.
In der einfachen Form können diese sowohl Ein- wie Ausgänge bereitstellen, welche via SW zu konfigurieren sind. Das zählen die Vertreter der Serie PCF8574 von Philips ( jetzt NXP ) und aller seiner Derivate ( Texas Instruments usw. ) , sowie die Serie MCP23XYY der Firma Microchip. Hier werden gleich zwei Serien Angeboten die 8 Port / Bit Variante MCP23X08 und die 16 Port / Bit Variante MCP23X17.
Diese sind via Geräteadressenauswahl mehrfach kaskadierbar, so das ein sehr hohe Anzahl zusätzlicher GPIOs / Ports bereitgestellt werden kann. All diese Systeme verfügen über einen Event-Rückmelder mit der Bezeichnung INT, worüber der Expander dem Controller einen Eingangsevent mitteilen kann, ohne das man ständig den Status zuvor konfigurierter INPUT abfragen muss, und somit die Traffic auf dem Bussystem erheblich reduzieren kann.
Aber auch der PCA9685 kann als solcher angesehen werden, obwohl er nur Ausgangsports bereitstellt, verfügt er über die Fähigkeit Hardware PWM und hart schaltende Ausgänge bereitzustellen.
Grundsätzlich sind die Ausgänge aller aufgeführten Portexpander deutlich höher belastbar wie die GPIOs des RasPi oder eines anderen Controllers, auch µControllers. Deswegen ist es zwingend notwendig diese Expander auch über eine entsprechend starke Spannungsversorgunsgquelle zu betreiben, besonders wenn alle Ports als Ausgang verwendet werden sollen.
