Wenn man viele I/O-Ports mit einem Microcontroller ansteuern möchte, kann man Schieberegister verwenden, wie das 74HC595. Diese Lösung ist relativ günstig, erfordert aber mindestens drei Leitungen zur Ansteuerung und funktioniert nur in eine Richtung. Will man auch Daten einlesen, ist ein anderer Baustein wie der 74HC165 erforderlich und damit weitere Leitungen, wenn das parallel erfolgen soll.

Eine deutlich flexiblere Lösung ist der Port-Expander MCP23017. Dieser Chip wird über I²C angesteuert und bietet 16 Ports, die einzeln als Ein- oder Ausgang konfiguriert werden können.

Es gibt auch die Variante  MCP23008 mit weniger Ports und die Variante MCP23S17 mit SPI-Schnittstelle statt I²C.

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Vom Arduino Uno existieren zahlreiche Nachbauten, teilweise auch mit abweichendem Aufbau. Gemeinsam ist den meisten Nachbauten, dass sie statt einem eigenen Controller für die USB-Verbindung einen USB-TTL-Konverter CH340 nutzen. Die Verbindung zur Arduino IDE erfolgt aber auf die gleiche Weise über eine serielle Schnittstelle und der dafür nötige Bootloader des Arduino Uno funktioniert auch mit diesen Boards und ist in der Regel auch schon vorhanden.

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Wenn man mit Microcontrollern wie dem ATmega328 (Arduino Uno) oder ESP8266 (Wemos D1 mini) arbeitet und viele Leitungen gleichzeitig ansteuern möchte, ergibt sich mitunter das Problem, dass nicht genügend Ausgänge zur Verfügung stehen.

Beispiel: Um ein HD44780-kompatibles LCD anzusteuern sind mindestens 6 Leitungen erforderlich, wenn man es im 4-Bit-Modus betreibt. Bei einem Wemos D1 mini stehen aber nur 11 Ausgänge zur Verfügung bzw. 9, wenn man die seriellen Datenleitungen nutzen will. Nutzt man 6 Leitungen nur für das Display, stehen nur noch 5 oder 3 Leitungen für andere Zwecke zur Verfügung. Das kann im Einzelfall immer noch ausreichend sein – aber wenn man auch noch Sensoren oder Tasten zur Steuerung verbinden will, kann das zu wenig sein.

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