基于一款 wk2168芯片的串口扩展

串口扩展芯片应用介绍
一、概述
随着嵌入式系统的功能越来越强大，搭载的外围设备也不断的增加，为了方便系统的集成，现在的外围设备通常都提供了标准的通信接口。在这些标准接口当中最常用的就是我们比较熟悉的串口。串口作为一种工业标准接口有他的先天优势所在，通信速率较高，通信距离也比较远，集成也很方面。目前通常的嵌入式系统的cpu通常只有2个串口最多也就4个左右，如果外围需要搭载的串口设备超过4个，这个时候，我们就不得不增加进行串口扩展。日前我了解到的一个功能强大的串口扩展芯片WK2168，他是成都为开微电子的最新串口扩展芯片，他们的官方网站提供了驱动源代码、电路设计原理图、封装库等，开发十分方便，下面我们就简单介绍一下wk2168的特性。
1、总体特性概述
支持多种主机接口：可以选择 UART，SPI，IIC或8位并口
低功耗设计，可以配置自动休眠，自动唤醒模式（uS 级唤醒）
宽工作电压设计，工作电压为2.5V～5V
精简的配置寄存器和控制字，操作简单可靠
提供工业级和商业级产品
高速CMOS工艺

2、主接口特性
2.1 UART主接口特性
主接口为标准的三线UART串口(RX,TX,GND),无需其它地址信号、控制信号线
波特率自适应技术
可选择的奇校验，偶校验和无校验模式
业界首创的不需地址线控制的串口扩展方式，通过芯片内置的协议处理器实现多串口扩展
UART主接口可以通过引脚设置为红外模式
2.2 SPI主接口特性
最高速度5M bit/s
仅支持SPI从模式
SPI模式0
2.3 IIC并口主接口特性
兼容IIC总线接口
最高速度400kbit/s
仅支持IIC从模式

2.4 8位并口主接口特性
标准8位MCU总线接口
命令和数据共用8位地址总线，通过A0(数据/控制)信号进行切换
子通道选择通过命令字控制和指示，无需额外的通道指示信号线
仅占用2个地址空间

3、子串口特性说明
子通道串口独立配置，高速、灵活：
每个子串口为全双工，每个子串口可以通过软件开启/关闭
波特率可以独立配置，波特率可以设置任意大小，子串口最高可以达到2M bps
每个子串口字符格式包括数据长度、停止位数、奇偶校验模式可以独立设置
完善的子串口状态查询功能
FIFO功能：
每个子串口具备独立的256级发送FIFO，发送FIFO触发点可按用户需求进行编程，设置任意大小的触点。
每个子串口具备独立的256接收FIFO，接收FIFO触发点可按用户需求进行编程，设置任意大小的触点。
软件FIFO使能和清空
FIFO状态和计数器输出
流量控制：
支持RTS、CTS的硬件自动流量控制
支持XON/XOFF的软件自动流量控制，XON/XOFF可编程字符自动发送/识别
RS-485功能：
RTS控制的自动RS-485收发控制。RTS信号可以实现默认电平设置。
RS-485网络地址自动识别功能
错误检测：
支持奇偶校验错误、数据帧错误、break错误及溢出错误检测
支持对接收FIFO每个字节的状态进行检测
每个子串口可以独立软件复位
内置符合SIR标准的IrDA红外收发编解码器，传输速度可达115.2K bit/s
4、丰富的中断系统
接收FIFO触点中断
接收FIFO超时中断
发送FIFO触点中断
发送FIFO空中断
CTS中断
RTS中断
XOFF中断
数据错误中断

5、应用方案
5.1 wk21在车载综合信息平台上的应用
功能：车载综合信息平台是现代汽车通讯与导航产品的发展走势，这种平台将整合汽车通信和导航功能，成为一个可提供各种动态路况交通信息、汽车行驶信息，交通娱乐服务的综合汽车信息系统，可播放DVD/CD/MP3、接收电视、倒车监控、车载电话等
系统构成

车载导航产品嵌入式系统的硬件平台一般是以一颗通用的cpu为主，辅以图形加速芯片，存储芯片，外围接口芯片等，再接众多的外设模块构成，可选择的嵌入式操作系统有Wince，linux，VxWorks等，再加上导航引擎，电子地图和用户操作界面等组成。
Wk2xxx主接口可以是uart\spi.嵌入式平台通过uart或者spi同wk2xxx相连，wk2xxx可以扩展4个子串口分别连接GPS模块，倒车雷达模块，蓝牙模块，显示器。

5.2 wk2xxx在工业PDA设计中的应用
功能：
工业PDA不同于普通的PDA，需要大量整合外部设备。最新的工业PDA需要内置读卡器（RFID/RFIC读卡器）、打印机以及条码扫描仪等，新的走势还需要在工艺PDA中加入无线通信的功能，如WLAN、CDMA/GPRS、蓝牙等移动通信功能。诸多的外设都是标准的异步串口通信接口，PDA一般选用ARM芯片作为主控CPU，ARM芯片自带的2到3个串口是远远不能满足连接众多外设的需求，采用WK2XXX系列uart可以方便的实现串口的扩展。
系统架构：

该方案中，选用ARM9作为主CPU：
ARM9自带3个串口，串口钱用于初始程序的下载，以及PDA与PC等设备的通信接口。
串口2设计成PDA的红外接口。串口3用于连接触摸屏的输入。那么选用spi接口的wk2xxx扩展4个串口。扩展出来的串口分别连接蓝牙模块，条码扫描/RFID读卡器，GSM/CDMA，串口打印头等

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