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WK系列芯片-基于2166分析随着串口通信设备的增加，同时通常一般控制器自带串口只有2路，导致很难满足多个外设的接入，所以串口扩展就很有必要。通常穿口扩展有以下两种方式：一是通过IO模拟串口。此方式基于单片机灵活但是占用资源较多，而且传输速率慢只能实现低速模式，准确性差。二是通过串口扩展IC，这种模式成本较高但是系统稳定，而且便于系统集成。•WK2xxx系列串口扩展芯片能够很好解决穿口扩展问题满足各行业用户需求，下面就基于WK2166芯片具体介绍。技术优势与选型：一、支持多种主机接口：UART、SPI、I2C、8位并口多总线接口便于串口扩展选择，同时针对具体主机模式也有对应模式专用芯片，这样设计更加灵活。二、超大硬件收发缓存，支持256级FIFO1、硬件缓存大小对串口收发数据有影响，缓存越小，数据溢出可能性越大，对MCU处理数据效率影响就大。2、串口扩展芯片是通过主串口读取缓存空间数据，每一次数据读取都需要判断芯片相关状态，对于同一长度一帧的数据，硬件缓存越小，每次读取数据长度越短，读取数据次数越多，那么判断芯片状态就花费很多时间，同时若子串口数量越多，那么就更加明显，对MCU处理数据影响较大。三、支持每个子串口不同波特率配置针对不同子串口可以进行单独编程配置任意波特率实现主设备和任意串口设备进行通信。四、主接口支持波特率自适应波特率自适应即在通信前给目标设备串口发送一个数据（0x55），目标设备通过该数据测试现在通信的波特率，然后自身串口波特率进行调整到相应波特率。这样可以大大减少波特率误差造成的通信异常。五、支持485自动收发控制对于485设备（半双工设备）和uart通信时需要做到收发转换控制。如果芯片自带这样控制逻辑，那么将大大减少系统软件硬件设计，同时系统也将更加稳定。六、支持休眠设置自动休眠、自动唤醒模式（us级唤醒）。主要用于使用率较低设备，例如：工业平板、pos机。七、不同主接口之间区别和选型从速率上来看，由高到低分别为并口（10Mbit/s）、SPI（10Mbit/s）、UART（2Mbit/s）、I2C（1Mbit/s）。通常主接口速率较高那么相应子串口支持的速率将会更高（为了满足饱和通信情况，不出现数据溢出，主接口会选择对应一个大概的子串口速率。）子串口连接设备115200以上那么主串口通常选着SPI或者并口，由于SPI硬件占用资源少，所以优先选择。若是通过I2C或者uart扩展串口，那么建议子串口不要超过115200，除非子设备数据较少或者支持重传。•原理框图：主接口通过四种模式中的一种与MCU连接，MCU可以通过读写数据控制WK2xxx芯片。WK2166内部结构包括主机接口，子通道部分，中断控制逻辑，时钟源。主机接口为WK与CPU/DSP连接接口，通过MD1，MD0选择信号线控制四种模式选择：MD1(30)MD0（29）00SPI018位并口10I2C11UART中断控制逻辑主要用于产生和控制各种内部中断。时钟源是为芯片提供时钟。子通道部分处理各个通道数据的接收和发送。数据发送的处理过程：主机接口将从主接口总线发送过来的数据进行处理后发送到相应的子通道FIFO，FIFO里的数据经过流控制逻辑后，在波特率发生器的作用下，通过发送移位寄存器顺次将数据发送到TX串行输出信号线。接收数据与此相反。•四种主接口特性：UART1、主接口标准三线UART串口，无需其他地址信号，控制信号线2、波特率自适应技术（写入0x55），最高速度可以达到2Mbit/s3、可选择奇校验，偶校验和无校验模式4、无需地址线控制串口扩展，通过芯片内置协议处理器实现多串口处理5、UART主串口通过引脚设置为红外模式（主串口接高电平时，主UART红外模式）6、支持最长16字节连续收发与主机连接图SPI1、最高速度为10Mbit/s2、仅支持SPI从模式3、SPI模式04、支持最长256字节连续收发与主机连接：SSEL：SPI片选（从属选择）I2C1、支持I2C总线接口2、最高速度1Mbit/s3、仅支持I2C从模式4、支持最长16字节连续收发与主机连接：8位并口1、标准8位MCU总线2、命令和地址共用8位地址总线，通过AD（数字/控制）信号切换3、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4、仅占用2个地址空间（一个用来操作地址寄存器，一个用来操作数据寄存器）连接图：当采用查询方式时，IRQ可以不连接VK3366分析：总体特性：1、支持多主机接口模式：8位并口（10Mbit/s）、SPI（5Mbit/s）、UART（1Mbit/s）、I2C（400kbit/s）2、低功耗设计，支持自动休眠，自动唤醒功能（us级唤醒）3、FIFO，每个串口有收发独立的16级FIFO，接收FIFO有4级触发点控制。4、RS-485有自动收发控制，自动网络地址识别。5、数据广播，子串口独立设置是否接收数据广播。6、红外通信，子串口可独立设置工作于红外通信模式（SIR）（传输速度115.2Kbit/s）7、流量控制，RTS/CTS硬件自动/手动流量控制，XON/XOFF软件自动流量控制。•原理框图：•四种接口特性：UART：1、三线uart串口（RX、TX、GND），无需其他地址信号，控制信号线。2、可编程波特率设置，最高速度可以达到1Mbit/s3、选择奇校验，偶校验，无校验4、不需地址线控制穿欧扩展，通过芯片内置协议处理器实现多串口扩展5,、uart主接口可以通过引脚设置为红外模式（主接口IR接高电平时，工作红外模式）6、通过引脚选择是否采用转义字符模式（主串口TR接高电平时处于转义模式下。）此模式使用于远距离和干扰较大的场合。与主机连接图：SPI：1、最高速度为5Mbit/s2、仅支持spi从模式3、16位，spi模式0标准与主机连接图：SCS：SPI片选（从属选择）8位并口：1、标准8位mcu总线接口2、命令和数据共用8位地址总线，通过AD（数据/控制）信号进行切换3、子通道选择通过命令字控制和指示，无需额外通道指示信号线4、仅占用2个地址空间，一个用来操作地址寄存器，一个用来操作数据寄存器与主机连接图：I2C：1、兼容IIC总线接口2、最高速度400kbit/s3、仅支持IIC从模式