STM32+WK2124 SPI转4路串口

只看该作者 · 2025-3-23 09:35

WK2124 SPI接口四通道通用异步收发器
1. 产品概述
WK2124是SPITM
接口的4通道UART器件。WK2124实现SPI桥接/扩展4个增强功能串口（UART）的功能。
扩展的子通道的UART具备如下功能特点：
  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。
  每个子通道可以独立设置工作在IrDA红外通信。
  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。
WK2124采用SSOP20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。

WK2124引脚图：

WK2124框图：

1、本程序是在STM32F103平台开发，使用的固件库是V3.5版本

单片机源程序如下:
#include "wk2xxx.h"
#include "spi.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"

void WK2XXX_RST_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);       //使能PA,PD端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;                               //PA.4 端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;                //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;                //IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                                        //根据设定参数初始化GPIOA.4
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3);                                              //PA.4 输出高
}
void WK2XXX_Reset_Init(void)
{
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3);//1
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3);//0
delay_ms(10);
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3);//1
delay_ms(100);

}
/*************************************************************************/
//函数功能：初始化SPI片选信号CS,并把CS的默认状态设置为高电平
//
//
/*************************************************************************/
void SPI_CS_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);       //使能PA,PD端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_3;       //PA.4 端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;                //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;                //IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                                        //根据设定参数初始化GPIOA.4
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);                                              //PA.4 输出高
}
/*************************************************************************/
//函数功能：初始化SPI总线，设置SPI总线为0模式
/*************************************************************************/
void SPI_BUS_Init(void)
{

      SPI1_Init();                //初始化SPI
      SPI1_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_8);       //设置为10M时钟,高速模式
}
/*************************************************************************/
//函数功能：设置CS信号为高电平
/*************************************************************************/
void SPI_CS_H(void)
{
      GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);
}
/*************************************************************************/
//函数功能：设置CS信号为低电平
/*************************************************************************/
void SPI_CS_L(void)
{
      GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);
}
/*************************************************************************/
//函数功能：初始化SPI接口
/*************************************************************************/
void WK2XXX_SPI_Init(void)
{
      SPI_CS_Init();
      SPI_BUS_Init();

}

/*************************************************************************/
//函数功能：写寄存器函数（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：port:为子串口的数(C0C1)
//    reg:为寄存器的地址(A3A2A1A0)
//    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 Wk2xxxWriteReg(unsigned char port,unsigned char reg,unsigned char dat)
{
      SPI_CS_L();//片选使能
      SPI1_ReadWriteByte(((port-1)<<4)+reg); //写控制字节
      SPI1_ReadWriteByte(dat); //写数据
      SPI_CS_H();//片选无效
}

/*************************************************************************/
//函数功能：读寄存器函数
//参数：port:为子串口的数(C0C1)
//    reg:为寄存器的地址(A3A2A1A0)
//    rec_data:为读取到的寄存器值
//注意：在子串口被打通的情况下，读FDAT，实际上就是读取uart的rx接收的数据
/*************************************************************************/
unsigned char Wk2xxxReadReg(unsigned char port,unsigned char reg)
{
      unsigned char rec_data;
      SPI_CS_L();       //片选使能
      SPI1_ReadWriteByte(0x40+((port-1)<<4)+reg);//写控制字节，控制命令构成见数据手册
      rec_data=SPI1_ReadWriteByte(0);//接收返回的数据
      SPI_CS_H();       //片选无效
      return rec_data;
}
/**************************** Wk2xxxWriteFifo*********************************************/
//函数功能：该函数为写FIFO函数，通过该函数写入的数据会直接进入子串口的发送FIFO，然后通过TX引脚发送
//参数：port：为子串口的端口号(C0\C1)
//    *wbuf:写入数据部分
//    len：  写入数据长度
//
/*************************************************************************/
void Wk2xxxWriteFifo(unsigned char port,unsigned char *wbuf,unsigned int len)
{       unsigned char n;
      SPI_CS_L(); // 片选有效
      SPI1_ReadWriteByte(0x80+((port-1)<<4)); //写FIFO控制指令
      for(n=0;n<len;n++)
         {
         SPI1_ReadWriteByte(*(wbuf+n));
            }
      SPI_CS_H();       //片选无效

}

/**************************** Wk2xxxReadFifo*********************************************/
//函数功能：该函数为读FIFO函数，通过该函数可以一次读出多个接收FIFO中的数据，最多256个字节
//参数：port：为子串口的端口号(C0\C1)
//    *rbuf:写入数据部分
//    len：  写入数据长度
//
/*************************************************************************/
void Wk2xxxReadFifo(unsigned char port,unsigned char *rbuf,unsigned int len)
{       unsigned char n;
      SPI_CS_L();//片选有效
      SPI1_ReadWriteByte(0xc0+((port-1)<<4));       //写读fifo控制指令
      for(n=0;n<len;n++)
         {
            *(rbuf+n)=SPI1_ReadWriteByte(0);
         }
      SPI_CS_H();//片选无效
      //return 0;
}

/*************************************************************************/
//函数功能:此函数主要是通过读写wk2xxx的寄存器来判断主接口的通信时序是否有问题
//参数：无
//返回值：rv表示返回值，0成功
/*************************************************************************/
unsigned char Wk2xxxTest(void)
{
      unsigned char rec_data,rv;
//主接口为SPI
      rec_data=Wk2xxxReadReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GENA);
      if(rec_data==0x30)
            return rv;
      else
            {
                     rv=1;
                     return rv;
            }

}
/******************************Wk2xxxInit*******************************************/
//函数功能：本函数主要会初始化一些芯片基本寄存器；
/*********************************************************************************/
void Wk2xxxInit(unsigned char port)
{
unsigned char gena,grst,gier,sier,scr;
      //使能子串口时钟
gena=Wk2xxxReadReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GENA);
      switch (port)
{
      case 1://使能子串口1的时钟
            gena|=WK2XXX_UT1EN;
                  Wk2xxxWriteReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GENA,gena);
            break;
               case 2://使能子串口2的时钟
            gena|=WK2XXX_UT2EN;
                  Wk2xxxWriteReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GENA,gena);
            break;
               case 3://使能子串口3的时钟
            gena|=WK2XXX_UT3EN;
                  Wk2xxxWriteReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GENA,gena);
            break;
               case 4://使能子串口4的时钟
            gena|=WK2XXX_UT4EN;
                  Wk2xxxWriteReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GENA,gena);
            break;
      }
      //软件复位子串口
      grst=Wk2xxxReadReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GRST);
      switch (port)
{
      case 1://软件复位子串口1
            grst|=WK2XXX_UT1RST;
                  Wk2xxxWriteReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GRST,grst);
            break;
               case 2://软件复位子串口2
            grst|=WK2XXX_UT2RST;
                  Wk2xxxWriteReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GRST,grst);
            break;
               case 3://软件复位子串口3
            grst|=WK2XXX_UT3RST;
                  Wk2xxxWriteReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GRST,grst);
            break;
               case 4://软件复位子串口4
         grst|=WK2XXX_UT4RST;
                  Wk2xxxWriteReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GRST,grst);
            break;
      }
  //使能子串口中断，包括子串口总中断和子串口内部的接收中断，和设置中断触点
      gier=Wk2xxxReadReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GIER);
      switch (port)
{
      case 1://子串口1中断使能
            gier|=WK2XXX_UT1IE;
                  Wk2xxxWriteReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GIER,gier);
            break;
               case 2://子串口2中断使能
            gier|=WK2XXX_UT2IE;
                  Wk2xxxWriteReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GIER,gier);
            break;
               case 3://子串口3中断使能
            gier|=WK2XXX_UT3IE;
                  Wk2xxxWriteReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GIER,gier);
            break;
               case 4://子串口4中断使能
            gier|=WK2XXX_UT4IE;
                  Wk2xxxWriteReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GIER,gier);
            break;
      }
      //使能子串口接收触点中断和超时中断
      sier=Wk2xxxReadReg(port,WK2XXX_SIER);
//       sier |= WK2XXX_RFTRIG_IEN|WK2XXX_RXOUT_IEN;
      sier |= WK2XXX_RFTRIG_IEN;
      Wk2xxxWriteReg(port,WK2XXX_SIER,sier);
      // 初始化FIFO和设置固定中断触点
      Wk2xxxWriteReg(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
      Wk2xxxWriteReg(port,WK2XXX_SPAGE,1);//切换到page1
      Wk2xxxWriteReg(port,WK2XXX_RFTL,0X08);//设置接收触点8个字节
      Wk2xxxWriteReg(port,WK2XXX_TFTL,0X10);//设置发送触点为16个字节
      Wk2xxxWriteReg(port,WK2XXX_SPAGE,0);//切换到page0
      //使能子串口的发送和接收使能
      scr=Wk2xxxReadReg(port,WK2XXX_SCR);
      scr|=WK2XXX_TXEN|WK2XXX_RXEN;
      Wk2xxxWriteReg(port,WK2XXX_SCR,scr);
}

/******************************Wk2xxxClose*******************************************/
//函数功能：本函数会关闭当前子串口，和复位初始值；
/*********************************************************************************/

void Wk2xxxClose(unsigned char port)
{
unsigned char gena,grst;
      //复位子串口
      grst=Wk2xxxReadReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GRST);
      switch (port)
{
      case 1://软件复位子串口1
            grst|=WK2XXX_UT1RST;
                  Wk2xxxWriteReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GRST,grst);
            break;
               case 2://软件复位子串口2
            grst|=WK2XXX_UT2RST;
                  Wk2xxxWriteReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GRST,grst);
            break;
               case 3://软件复位子串口3
            grst|=WK2XXX_UT3RST;
                  Wk2xxxWriteReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GRST,grst);
            break;
               case 4://软件复位子串口4
            grst|=WK2XXX_UT4RST;
                  Wk2xxxWriteReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GRST,grst);
            break;
      }
      //关闭子串口时钟
gena=Wk2xxxReadReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GENA);
      switch (port)
{
      case 1://使能子串口1的时钟
            gena&=~WK2XXX_UT1EN;
                  Wk2xxxWriteReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GENA,gena);
            break;
               case 2://使能子串口2的时钟
            gena&=~WK2XXX_UT2EN;
                  Wk2xxxWriteReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GENA,gena);
            break;
               case 3://使能子串口3的时钟
            gena&=~WK2XXX_UT3EN;
                  Wk2xxxWriteReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GENA,gena);
            break;
               case 4://使能子串口4的时钟
            gena&=~WK2XXX_UT4EN;
                  Wk2xxxWriteReg(WK2XXX_GPORT,WK2XXX_GENA,gena);
            break;
      }
}

/**************************Wk2xxxSetBaud*******************************************************/
//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，
//
/**************************Wk2xxxSetBaud*******************************************************/
void Wk2xxxSetBaud(unsigned char port,int 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11.0592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 600:
                     baud1=0x4;
                     baud0=0x7f;
                     pres=0;
   break;
   case 1200:
                     baud1=0x2;
                     baud0=0x3F;
                     pres=0;
                     break;
   case 2400:
                     baud1=0x1;
                     baud0=0x1f;
                     pres=0;
                     break;
   case 4800:
                     baud1=0x00;
                     baud0=0x8f;
                     pres=0;
                     break;
   case 9600:
                     baud1=0x00;
                     baud0=0x47;
                     pres=0;
                     break;
   case 19200:
                     baud1=0x00;
                     baud0=0x23;
                     pres=0;
                     break;
   case 38400:
                     baud1=0x00;
                     baud0=0x11;
                     pres=0;
                     break;

   case 76800:
                     baud1=0x00;
                     baud0=0x08;
                     pres=0;
                     break;

   case 1800:
                     baud1=0x01;
                     baud0=0x7f;
                     pres=0;
                     break;
   case 3600:
                     baud1=0x00;
                     baud0=0xbf;
                     pres=0;
                     break;
   case 7200:
                     baud1=0x00;
                     baud0=0x5f;
                     pres=0;
                     break;
   case 14400:
                     baud1=0x00;
                     baud0=0x2f;
                     pres=0;
                     break;
   case 28800:
                     baud1=0x00;
                     baud0=0x17;
                     pres=0;
                     break;
   case 57600:
                     baud1=0x00;
                     baud0=0x0b;
                     pres=0;
   break;
   case 115200:
                     baud1=0x00;
                     baud0=0x05;
                     pres=0;
                     break;
   case 230400:
                     baud1=0x00;
                     baud0=0x02;
                     pres=0;
                     break;
   default:
                     baud1=0x00;
                     baud0=0x00;
                     pres=0;
}
      //关掉子串口收发使能
      scr=Wk2xxxReadReg(port,WK2XXX_SCR);
      Wk2xxxWriteReg(port,WK2XXX_SCR,0);
      //设置波特率相关寄存器
      Wk2xxxWriteReg(port,WK2XXX_SPAGE,1);//切换到page1
      Wk2xxxWriteReg(port,WK2XXX_BAUD1,baud1);
      Wk2xxxWriteReg(port,WK2XXX_BAUD0,baud0);
      Wk2xxxWriteReg(port,WK2XXX_PRES,pres);
      Wk2xxxWriteReg(port,WK2XXX_SPAGE,0);//切换到page0
      //使能子串口收发使能
      Wk2xxxWriteReg(port,WK2XXX_SCR,scr);

}
/*****************************Wk2xxxSendBuf****************************************/
//本函数为子串口发送数据的函数，发送数据到子串口的FIFO.然后通过再发送
//参数说明：port：子串口端口号
//       *sendbuf:需要发送的数据buf
//       len：需要发送数据的长度
// 函数返回值：实际成功发送的数据
//说明：调用此函数只是把数据写入子串口的发送FIFO，然后再发送。1、首先确认子串口的发送FIFO有多少数据，根据具体情况、
//确定写入FIFO数据的个数，
/*********************************************************************/
unsigned int Wk2xxxSendBuf(unsigned char port,unsigned char *sendbuf,unsigned int len)
{
      unsigned int ret,tfcnt,sendlen;
      unsigned char  fsr;

      fsr=Wk2xxxReadReg(port,WK2XXX_FSR);
      if(~fsr&WK2XXX_TFULL )//子串口发送FIFO未满
      {

         tfcnt=Wk2xxxReadReg(port,WK2XXX_TFCNT);//读子串口发送fifo中数据个数
               sendlen=256-tfcnt;//FIFO能写入的最多字节数

ret=sendlen;

}

{

ret=len;

}

return ret;

9. 接收数据函数

{

unsigned char fsr;

if(fsr&WK2124_RDAT )//子串口发送FIFO未满

rfcnt=WK2124ReadReg(port,WK2124_RFCNT);//读子串口发送fifo中数据个数

{rfcnt=256;}

ret=rfcnt;

return ret;

最后有一点，UART端口输出为TTL电平，如果需要232或485电平的，需要加相应的电平转换芯片。

我有一步是SPI配置的时候预分频给了256，太大了导致通信失败，将它改为8分频。

不同频率的晶振记得根据公式改写波特率，否则通信有问题。

三、测试

单个字符/数

进行两次写入观察，写入的一致。

数据缓存区测试：