STM32驱动WK2168串口扩展芯片完整教程

1万 · 2021-7-2 09:45

一、WK2168介绍

WK2168是首款具备256级FIFO的低功耗并支持 UART/SPITM/IIC/8位并行总线接口的
4通道UART器件。可以通过模式选择使得该芯片工作于以上任何一种主接口模式，将选
定的主接口扩展为4个增强功能的UART。
扩展的子通道的UART具备如下功能特点：
1.每个子通道UART的波特率、字长、校验格式可以独立设置，最高可以提供2Mbps
的通信速率。
2.每个子通道可以独立设置工作在IrDA红外通信、 RS-485自动收发控制、 9位网络
地址自动识别、软件/硬件自动流量控制等高级工作模式下。
3.每个子通道具备收/发独立的256 级FIFO， FIFO的中断可按用户需求进行编程触
发点且具备超时中断功能。
WK2168采用LQFP48绿色环保的无铅封装，可以工作在2.5～5.0V的宽工作电压范围，
具备可配置自动休眠/唤醒功能

1万 · 2021-7-2 09:45

二、硬件连接

1万 · 2021-7-2 09:46

三、驱动代码

main.c

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "wk2168.h"

int main(void)
{
//wk2xxx相关定义
u8 sendTimeCnt;
u16 ledCnt;
u8 dat1;
u8 sendData[5]={0x01,0x02,0x03,0x04,0x05};

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
delay_init();
uart_init(115200);
led_init();
wk2168_init();
wk2168_exit_init();

/*读写GNEA，测试主接口通信是否成功*/
dat1=wk2168_read_g_reg(WK2XXX_GENA);
printf("gena=0x%x.\r\n",dat1);

/*初始化子串口*/
wk2168_sub_uart_init(1);
wk2168_sub_uart_init(2);
wk2168_sub_uart_init(3);
wk2168_sub_uart_init(4);
/*设置子串口波特率*/
wk2168_set_baudrate(1,B9600);
wk2168_set_baudrate(2,B9600);
wk2168_set_baudrate(3,B9600);
wk2168_set_baudrate(4,B9600);
/*使能485*/
wk2168_set_rs485(1);
wk2168_set_rs485(2);
wk2168_set_rs485(3);
wk2168_set_rs485(4);

while(1)
{

sendTimeCnt++;
if(sendTimeCnt>=100)
{
sendTimeCnt=0;
wk2168_exti_disable();
wk2168_write_s_fifo(1,sendData,sizeof(sendData));
wk2168_write_s_fifo(2,sendData,sizeof(sendData));
wk2168_write_s_fifo(3,sendData,sizeof(sendData));
wk2168_write_s_fifo(4,sendData,sizeof(sendData));
wk2168_exti_enable();

}

ledCnt++;
if(ledCnt>=50)
{
ledCnt=0;
turn_prog_led();
}

delay_ms(10);
}
}

1万 · 2021-7-2 09:47

wk2168.c

#include "wk2168.h"
#include "delay.h"

void wk2168_init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE );

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;//PA0--INT#
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init( GPIOB, &GPIO_InitStructure );

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;//SPI1_RST
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init( GPIOB, &GPIO_InitStructure );
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;//SPI1_CS
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;//SPI1_SCK
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;//SPI1_MISO
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;//SPI1_MOSI
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );

SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;

SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;

SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_8;
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
SPI_Init( SPI1, &SPI_InitStructure );

SPI_Cmd( SPI1, ENABLE );

wk2168_rst=0;
delay_ms(50);
wk2168_rst=1;
delay_ms(10);

}

1万 · 2021-7-2 09:47

void wk2168_exit_init()
{
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); //使能复用功能时钟

    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource1);//下降沿触发

    EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line1;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);      //根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn; //使能按键KEY2所在的外部中断通道
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x01; //抢占优先级2，
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x01; //子优先级2
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能外部中断通道
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

1万 · 2021-7-2 09:47

void wk2168_exti_enable(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn; //使能按键KEY2所在的外部中断通道
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x00; //抢占优先级2，
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x00; //子优先级2
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能外部中断通道
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

1万 · 2021-7-2 09:48

void wk2168_exti_disable(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn; //使能按键KEY2所在的外部中断通道
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x00; //抢占优先级2，
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x00; //子优先级2
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = DISABLE; //使能外部中断通道
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

1万 · 2021-7-2 09:48

//外部中断0服务程序
void EXTI1_IRQHandler(void)
{
u8 gifr,rxbuf[256];
int rxlen;
if(EXTI_GetFlagStatus(EXTI_Line1)!= RESET)
{
gifr=wk2168_read_g_reg(WK2XXX_GIFR);/**/
do{
if(gifr&WK2XXX_UT1INT)//判断子串口1是否有中断
{
/*数据处理*/
/*数据接收*/
rxlen=wk2168_rec_data(1,rxbuf);//一次接收的数据不会超过256Byte
/*数据发送*/
//把接收的数据发送出去
wk2168_send_data(1,rxlen,rxbuf);

}

if(gifr&WK2XXX_UT2INT)//判断子串口2是否有中断
{
/*数据接收*/
rxlen=wk2168_rec_data(2,rxbuf);//一次接收的数据不会超过256Byte
/*数据发送*/
//把接收的数据发送出去
wk2168_send_data(2,rxlen,rxbuf);

}
if(gifr&WK2XXX_UT3INT)//判断子串口3是否有中断
{
/*数据接收*/
rxlen=wk2168_rec_data(3,rxbuf);//一次接收的数据不会超过256Byte
/*数据发送*/
//把接收的数据发送出去
wk2168_send_data(3,rxlen,rxbuf);
// printf("port!!!!\n");
}
if(gifr&WK2XXX_UT4INT)//判断子串口4是否有中断
{
/*数据接收*/
rxlen=wk2168_rec_data(4,rxbuf);//一次接收的数据不会超过256Byte
/*数据发送*/
//把接收的数据发送出去
wk2168_send_data(4,rxlen,rxbuf);
}

gifr=wk2168_read_g_reg(WK2XXX_GIFR);
//printf("IN EXTI2_IRQ GIFR:0X%X !!!\n",gifr);
}while(gifr&0x0f);
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1); //清除LINE0上的中断标志位
}
}

1万 · 2021-7-2 09:48

/* SPI交换一个字节接口 */
u8 wk2168_spi_read_write_byte(u8 TxData)
{
u8 retry=0;
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:发送缓存空标志位
{
retry++;
if(retry>200)return 0;
}
SPI_I2S_SendData(SPI1, TxData); //通过外设SPIx发送一个数据
retry=0;

while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:接受缓存非空标志位
{
retry++;
if(retry>200)return 0;
}
return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1); //返回通过SPIx最近接收的数据
}

1万 · 2021-7-2 09:48

/*************************************************************************/
//函数功能：设置CS信号为高电平
/*************************************************************************/
void wk2168_cs_high(void)
{
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);
}

1万 · 2021-7-2 09:48

/*************************************************************************/
//函数功能：设置CS信号为低电平
/*************************************************************************/
void wk2168_cs_low(void)
{
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);
}

1万 · 2021-7-2 09:49

/***************************wk2168_write_g_reg***********************************/
//函数功能：写全局寄存器函数（前提是该寄存器可写，
//某些寄存器如果你写1，可能会自动置1，具体见数据手册)
//参数：
//    greg:为全局寄存器的地址
//    dat:为写入寄存器的数据
//***********************************************************************/
void wk2168_write_g_reg(unsigned char greg,unsigned char dat)
{
u8 cmd;
cmd=0|greg;
wk2168_cs_low();//拉低cs信号
wk2168_spi_read_write_byte(cmd); //写指令，对于指令的构成见数据手册
wk2168_spi_read_write_byte(dat);//写数据
wk2168_cs_high();//拉高cs信号
}

1万 · 2021-7-2 09:49

/****************************wk2168_read_g_reg***********************************/
//函数功能：读全局寄存器
//参数：
//    greg:为全局寄存器的地址
//    rec:返回的寄存器值
//***********************************************************************/
u8 wk2168_read_g_reg(unsigned char greg)
{
u8 cmd,rec;
cmd=0x40|greg;
wk2168_cs_low();//拉低cs信号
wk2168_spi_read_write_byte(cmd); //写指令，对于指令的构成见数据手册
rec=wk2168_spi_read_write_byte(0);//写数据
wk2168_cs_high();//拉高cs信号
return rec;
}

1万 · 2021-7-2 09:51

/**************************wk2168_write_s_reg***********************************/
//函数功能:
//参数：port:为子串口
//    sreg:为子串口寄存器
//    dat:为写入寄存器的数据
//注意：在子串口被打通的情况下，向FDAT写入的数据会通过TX引脚输出
//**********************************************************************/
void wk2168_write_s_reg(u8 port,u8 sreg,u8 dat)
{
u8 cmd;
cmd=0x0|((port-1)<<4)|sreg;
wk2168_cs_low();//拉低cs信号
wk2168_spi_read_write_byte(cmd); //写指令，对于指令的构成见数据手册
wk2168_spi_read_write_byte(dat);//写数据
wk2168_cs_high();//拉高cs信号
}

1万 · 2021-7-2 09:52

/**************************wk2168_read_s_reg***********************************/
//函数功能：读子串口寄存器
//参数：port为子串口端口号
//    sreg:为子串口寄存器地址
//    rec:返回的寄存器值
//**********************************************************************/
u8 wk2168_read_s_reg(u8 port,u8 sreg)
{
u8 cmd,rec;
cmd=0x40|((port-1)<<4)|sreg;
wk2168_cs_low();//拉低cs信号
wk2168_spi_read_write_byte(cmd); //写指令，对于指令的构成见数据手册
rec=wk2168_spi_read_write_byte(0);//写数据
wk2168_cs_high(); //拉高cs信号
return rec;
}

1万 · 2021-7-2 09:53

/************************wk2168_write_s_fifo***********************************/
//函数功能:向子串口fifo写入需要发送的数据
//参数：port:为子串口
//    *dat:写入数据
//    num：为写入数据的个数，单次不超过256
//注意：通过该方式写入的数据，被直接写入子串口的缓存FIFO，然后被发送
//*********************************************************************/
void wk2168_write_s_fifo(u8 port,u8 *dat,int num)
{
u8 cmd;
int i;
cmd=0x80|((port-1)<<4);
if(num>0)
{
wk2168_cs_low();//拉低cs信号
wk2168_spi_read_write_byte(cmd); //写指令,对于指令构成见数据手册
for(i=0;i<num;i++)
{
wk2168_spi_read_write_byte( *(dat+i));//写数据
}
wk2168_cs_high();//拉高cs信号
}
}

1万 · 2021-7-2 09:55

/************************wk2168_read_s_fifo***********************************/
//函数功能:从子串口的fifo中读出接收到的数据
//参数：port:为子串口
// *rec：接收到的数据
// num：读出的数据个数。
//注意：通过该方式读出子串口缓存中的数据。单次不能超过256
//*********************************************************************/
void wk2168_read_s_fifo(u8 port,u8 *rec,int num)
{
u8 cmd;
int n;
cmd=0xc0|((port-1)<<4);
if(num>0)
{
wk2168_cs_low();//拉低cs信号
wk2168_spi_read_write_byte(cmd);
for(n=0;n<num;n++)
{
*(rec+n)=wk2168_spi_read_write_byte(0);
}
wk2168_cs_high();//拉高cs信号
}
}

1万 · 2021-7-2 09:56

/*******WkInit*******************************************/
//函数功能：初始化子串口
/*******************************************************/
void wk2168_sub_uart_init(u8 port)
{
u8 gena,grst,gier,sier,scr;
//使能子串口时钟
gena=wk2168_read_g_reg(WK2XXX_GENA);
gena=gena|(1<<(port-1));
wk2168_write_g_reg(WK2XXX_GENA,gena);
//软件复位子串口
grst=wk2168_read_g_reg(WK2XXX_GRST);
grst=grst|(1<<(port-1));
wk2168_write_g_reg(WK2XXX_GRST,grst);
//使能串口总中断
gier=wk2168_read_g_reg(WK2XXX_GIER);
gier=gier|(1<<(port-1));
wk2168_write_g_reg(WK2XXX_GIER,gier);
//使能子串口接收触点中断和超时中断
sier=wk2168_read_s_reg(port,WK2XXX_SIER);
sier |= WK2XXX_RFTRIG_IEN|WK2XXX_RXOUT_IEN;
wk2168_write_s_reg(port,WK2XXX_SIER,sier);
//初始化FIFO和设置固定中断触点
wk2168_write_s_reg(port,WK2XXX_FCR,0XFF);
//设置任意中断触点，如果下面的设置有效，
//那么上面FCR寄存器中断的固定中断触点将失效
wk2168_write_s_reg(port,WK2XXX_SPAGE,1);//切换到page1
wk2168_write_s_reg(port,WK2XXX_RFTL,0X40);//设置接收触点为64个字节
wk2168_write_s_reg(port,WK2XXX_TFTL,0X10);//设置发送触点为16个字节
wk2168_write_s_reg(port,WK2XXX_SPAGE,0);//切换到page0
//使能子串口的发送和接收使能
scr=wk2168_read_s_reg(port,WK2XXX_SCR);
scr|=WK2XXX_TXEN|WK2XXX_RXEN;
wk2168_write_s_reg(port,WK2XXX_SCR,scr);
}

1万 · 2021-7-2 09:56

/******************************wk2168_sub_uart_deinit*******************************************/
//函数功能：初始化子串口
/*********************************************************************************/
void wk2168_sub_uart_deinit(u8 port)
{
u8 gena,grst,gier;
//关闭子串口总时钟
gena=wk2168_read_g_reg(WK2XXX_GENA);
gena=gena&(~(1<<(port-1)));
wk2168_write_g_reg(WK2XXX_GENA,gena);
//使能子串口总中断
gier=wk2168_read_g_reg(WK2XXX_GIER);
gier=gier&(~(1<<(port-1)));
wk2168_write_g_reg(WK2XXX_GIER,gier);
//软件复位子串口
grst=wk2168_read_g_reg(WK2XXX_GRST);
grst=grst|(1<<(port-1));
wk2168_write_g_reg(WK2XXX_GRST,grst);

}

1万 · 2021-7-2 09:58

/**************************wk2168_set_baudrate*******************************************************/
//函数功能：设置子串口波特率函数、此函数中波特率的匹配值是根据11.0592Mhz下的外部晶振计算的
// port:子串口号
// baud:波特率大小.波特率表示方式，
/**************************Wk2114SetBaud*******************************************************/
void wk2168_set_baudrate(u8 port,enum WKBaud baud)
{
unsigned char baud1,baud0,pres,scr;
//如下波特率相应的寄存器值，是在外部时钟为11.0592mhz的情况下计算所得，如果使用其他晶振，需要重新计算
switch (baud)
{
case B600:
baud1=0x4;
baud0=0x7f;
pres=0;
break;
case B1200:
baud1=0x2;
baud0=0x3F;
pres=0;
break;
case B2400:
baud1=0x1;
baud0=0x1f;
pres=0;
break;
case B4800:
baud1=0x00;
baud0=0x8f;
pres=0;
break;
case B9600:
baud1=0x00;
baud0=0x47;
pres=0;
break;
case B19200:
baud1=0x00;
baud0=0x23;
pres=0;
break;
case B38400:
baud1=0x00;
baud0=0x11;
pres=0;
break;
case B76800:
baud1=0x00;
baud0=0x08;
pres=0;
break;
case B1800:
baud1=0x01;
baud0=0x7f;
pres=0;
break;
case B3600:
baud1=0x00;
baud0=0xbf;
pres=0;
break;
case B7200:
baud1=0x00;
baud0=0x5f;
pres=0;
break;
case B14400:
baud1=0x00;
baud0=0x2f;
pres=0;
break;
case B28800:
baud1=0x00;
baud0=0x17;
pres=0;
break;
case B57600:
baud1=0x00;
baud0=0x0b;
pres=0;
break;
case B115200:
baud1=0x00;
baud0=0x05;
pres=0;
break;
case B230400:
baud1=0x00;
baud0=0x02;
pres=0;
break;
default:
baud1=0x00;
baud0=0x00;
pres=0;
}
//关掉子串口收发使能
scr=wk2168_read_s_reg(port,WK2XXX_SCR);
wk2168_write_s_reg(port,WK2XXX_SCR,0);
//设置波特率相关寄存器
wk2168_write_s_reg(port,WK2XXX_SPAGE,1);//切换到page1
wk2168_write_s_reg(port,WK2XXX_BAUD1,baud1);
wk2168_write_s_reg(port,WK2XXX_BAUD0,baud0);
wk2168_write_s_reg(port,WK2XXX_PRES,pres);
wk2168_write_s_reg(port,WK2XXX_SPAGE,0);//切换到page0
//使能子串口收发使能
wk2168_write_s_reg(port,WK2XXX_SCR,scr);
}

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