串口扩展芯片选型和方案介绍

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WK系列通用异步串口UART产品产品介绍：

WK提供目前业界收发缓存最大、接口最全、尺寸最小的高性价比UART 器件，，为工业和便携设备等嵌入式系统提

供先进的串口扩展器件。

产品特点:

}接口最全：

--WK系列UART产品主接口支持UART、I2C、SPI、8位并行总线可选

--业内独创通过标准三线UART串口扩展UART技术。

}收发缓存最大：

--每个扩展串口具备256级收发独立FIFO

--支持超时中断和任意可设置FIFO触发点中断

--防止串口通信数据溢出，减少CPU响应中断次数-

--有效提高基于嵌入式OS系统中串口通信的实时性和可靠性。

}封装最小：

--系列产品采用SSOP16/20，QFP44，QFN24/32封装

--WK2204采用4*4mm的QFN24封装，为业界最小的4通道低电压UART

--WK2166为QFP44封装，为业界最小的工业级宽电压4通道UART }主接口特性：

--UART接口：波特率自适应技术，最高速率2Mbps,支持16字节连续收发；

--SPI接口：从模式，最高速率10Mbps，支持256字节连续收发；

--IIC接口：从模式，最高速率1Mpbs，支持16字节连续收发

--8位并口：标准8位总线模式，最高速率10MBps,仅占用2个地址空间}扩展串口特性：

--系列产品支持2-4个扩展标准串口可选

--每个扩展串口波特率、字长、校验格式可以独立设置，并可单独软件复位；

--扩展串口最高通信速率可达2Mbps；

--扩展串口可以支持RS485自动收发，自动485网络地址识别；

--可设置为SIR标准的IrDA红外通信模式，速率可达115.2kbps。

}设计资源和支持：

--Linux/Android 系统级串口驱动，参考源代码

--8051，STM32 应用参考源代码

--EVB开发评估板

产品应用：

l移动便携设备：行业PDA、行业平板、移动收款机、便携数据采集终端

l工业控制：串口服务器、自动化现场控制、POS机、工业机器人，无人机

l仪器仪表：智能仪表、AMR远传抄表设备、工业/医疗采集仪器

l通信设备：工业网络通信设备、串行基站控制器、串行通信终端

l汽车电子：车载导航系统、停车管理系统、汽车安全行驶记录仪（黑匣子）

l智能硬件：智能家居控制设备、可穿戴采集设备、智能安防，智能家电

产品选型：

WK21系列宽电压产品系列，工作电压2.5-5.0V ，适合工业级应用。

型号

主接口 子

通道数

通道速率2.5/3.3/5V (Mbps)

软件流控 硬件流控 GP IO 数量 485自动控制 超时中断 RX/ TX FIFO

9位网络

红外 Ir DA

休眠模式 封装形式 WK2114 U 4 1.0/1.5/2.0 有 无 0 无 有 256 有 有 有 SOP20 WK2122 S 2 1.0/1.5/2.0 有 无 0 无 有 256 有 有 有 SSOP16 WK2124 S 4 1.0/1.5/2.0 有 无 0 无 有 256 有 有 有 SSOP20 WK2142 I

2

1.0/1.5/

2.0 有 无 0 无 有 256 有 有 有 SSOP16 WK2166 U/S/I/P 4

1.0/1.5/

2.0

有

有

8

有

有

256

有 有

有

QFP44

WK22系列低电压产品系列，QFN 封装，工作电压2.0-3.3V ，适合移动便携应用。

型号

主接口 子

通道数 通道速率2.0/3.3 (Mbps)

软件流控 硬件流控 GP IO 数量 485自动控制 超时中断 RX/ TX FIFO 9位网

络 红外 Ir DA

休眠模式 封装

WK2202 U/S/I 2 1.0/1.5 有 2 0 有 有 256 有 有 有 QFN20 WK2203 U/S/I 3 1.0/1.5 有 3 0 有 有 256 有 有 有 QFN24 WK2204

U/S/I

4 1.0/1.

5 有 2 0 有 有 25

6 有 有 有 QFN24 WK2206 U/S/I/P

6

1.0/1.5

有

4

8

有

有

256

有 有

有

QFN40

主接口缩写说明：U=UART S=SPI I=IIC P=Parallel

l 目前业内唯一提供全系列256级超大收发FIFO 的多通道UART 产品 l WK2166采用QFP44封装，目前业内最小的宽电压4通道工业UART l WK2204 采用QNF24封装，目前业内最小的低电压4通道UART

WK21系列宽电压UART 产品 WK22系列低电压UART 产品 上海福跃电子科技有限公司 申请免费样品 联系电话：　０２１－５８９９　８６９３

产品应用设计方案：

◆基于DSP的专业多轴飞行器控制系统串口扩展应用

相对于消费级多轴飞行器，专业多轴飞行器的飞控系统连接的连接的设备更多，处理的数据量更大，对数据处理的速度和实时性要求更高，实际应用中多采用运算能力强大的DSP作为飞控系统的处理器。绝大多数DSP器件只提供1-3个SCI(UART)串口，需要进行UART串口扩展。

在本设计方案中采用SPI接口的四通道UART WK2124进行UART串口扩展，原理示意图如下，通过DSP的SPI接口扩展4个标准UART串口，加上DSP 自带的2个串口(SCIA/B)，实现最多6个串行设备的串口扩展。专业多轴飞控系统需要连接的传感和控制设备模块包括:DGPS、高度传感器、航向传感器、姿态传感器，激光雷达、数传电台等，这些设备模块采用航空航天主流的RS232\485\422通信总线接口，经过RS232\485\422电平转换后，与DSP的UART 串口及扩展UART串口连接通信。

该应用方案优势：

}为飞控系统提供稳定可靠的硬件扩展串口：通过SPI扩展增强型硬件UART 串口，经过RS232/485/422电平转换连接外设模块，解决DSP与多个串行通

信外设可靠连接和实时通信的问题。

}超大收发缓存提高DSP处理效率：WK2124每个扩展UART通道具备256级收发独立FIFO，能有效的实现通信数据收发缓存，降低DSP的资源消耗，

提高系统效率。

}可配置的中断提高了飞控系统的实时性和数据完整性：DSP自带的UART串口中断级别较低、FIFO较浅（16级），实际应用中，容易被其它系统或外设

中断。WK2124通过外部中断连接DSP，可以设定为更高的中断优先级。同

时每个扩展串口可以根据连接传感器的数据帧长度，独立设定FIFO中断点，

在保证数据完整性的同时，提高了系统的实时性和可靠性。

◆基于PC/104构架无人机机载计算机串口扩展应用方案

无人机广泛采用的PC/104机载计算机是一种模块化，高可靠，可扩展的嵌上海福跃电子科技有限公司 申请免费样品 联系电话：　０２１－５８９９　８６９３