由于現(xiàn)在很多MCU的自帶串口數(shù)量不超過(guò)4個(gè)，但是由于實(shí)際工程的需要，往往自帶的串口數(shù)量無(wú)法滿足連接較多外設(shè)的需要，這時(shí)就需要用到一種接口的擴(kuò)展芯片。在國(guó)內(nèi)，目前這種芯片市場(chǎng)占有率最高的就是為開(kāi)微電子有限公司的WK系列產(chǎn)品。WK系列產(chǎn)品有著性價(jià)比高、穩(wěn)定性強(qiáng)、超大FIFO和主接口豐富的特點(diǎn)，以及提供完善的售后服務(wù)，受到了業(yè)界的認(rèn)可，這里還提供了WK產(chǎn)品在實(shí)際工程當(dāng)中的應(yīng)用方案。WK2114 在車載綜合信息平臺(tái)上的應(yīng)用

隨著車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，傳統(tǒng)的車載多媒體導(dǎo)航系統(tǒng)向著車載綜合信息平臺(tái)方向發(fā)展，車載綜合信息平臺(tái)除了傳統(tǒng)的 GPS 導(dǎo)航和多媒體功能外，具備更多的如安防、輔助駕駛、遠(yuǎn)程監(jiān)控診斷等，需要接入更多的外部模塊?，F(xiàn)有的主控芯片最多具備的 4 個(gè)串口無(wú)法滿足應(yīng)用，需要進(jìn)行串口擴(kuò)展。

本方案設(shè)計(jì)中選用 UART 接口的 WK2114 進(jìn)行串口擴(kuò)展，將一個(gè) UART 接口轉(zhuǎn)換擴(kuò)展為 4 個(gè)標(biāo)

準(zhǔn) UART 硬件串口。

系統(tǒng)構(gòu)成：

車載導(dǎo)航產(chǎn)品嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺(tái)一般是以一顆通用的 cpu 為主，輔以圖形加速芯片，存儲(chǔ)芯片，外圍接口芯片等，再接眾多的外設(shè)模塊構(gòu)成，可選擇的嵌入式操作系統(tǒng)有 Wince，linux，VxWorks等，再加上導(dǎo)航引擎，電子地圖和用戶操作界面等組成。

WK2114 主接口為 UART，嵌入式平臺(tái)通過(guò) UART 接口同 WK2114 相連，WK2114 可以擴(kuò)展 4個(gè)子串口分別連接 GPS 模塊，倒車?yán)走_(dá)模塊，藍(lán)牙模塊，胎壓監(jiān)測(cè)等。

基于 PC/104 構(gòu)架無(wú)人機(jī)機(jī)載計(jì)算機(jī)串口擴(kuò)展應(yīng)用方案

無(wú)人機(jī)廣泛采用的 PC/104 機(jī)載計(jì)算機(jī)是一種模塊化，高可靠，可擴(kuò)展的嵌入式工業(yè)計(jì)算機(jī)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、航空航天等領(lǐng)域。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)中，部分傳感器、控制模塊、任務(wù)模塊通常采用串行接口通信。隨著無(wú)人機(jī)的發(fā)展，需要接入的外設(shè)和傳感器越來(lái)越多，PC/104 計(jì)算機(jī)自帶的 4 個(gè)串口在實(shí)際應(yīng)用中不能完全滿足需求，需要進(jìn)行串口擴(kuò)展。

本設(shè)計(jì)方案中選用 1 路 UART 串口擴(kuò)展 4 路 UART 串口的 WK2114 進(jìn)行串口擴(kuò)展，原理示意圖如下圖。PC/104 模塊的串口 1 和 2 分別連接 2 片WK2114，擴(kuò)展出 8 個(gè)硬件串口，通過(guò) RS422/232 電平轉(zhuǎn)換后與多種外部外設(shè)連接。

PC/104架構(gòu)下的串口擴(kuò)展串口設(shè)計(jì)方案

該應(yīng)用方案優(yōu)勢(shì)：

簡(jiǎn)單靈活：通過(guò)主板的 1 個(gè)串口擴(kuò)展出 4 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)硬件串口，主串口工作速率>115kbps，擴(kuò)展串口工作在 9.6-38.4kbps，最多可以的擴(kuò)展出 16 個(gè)硬件串口，簡(jiǎn)單靈活。

2、 穩(wěn)定高效：相對(duì)于 PC/104 自帶串口的 16 級(jí) FIFO ,擴(kuò)展的硬件串口具備 256 級(jí)收發(fā)獨(dú)立FIFO，可以提供更大的輸入輸出緩存，有效提高數(shù)據(jù)收發(fā)的穩(wěn)定性。

3、 更高實(shí)時(shí)性：擴(kuò)展串口通過(guò)優(yōu)先級(jí)更高的外部中斷與 PC/104 連接，中斷觸發(fā)可設(shè)置，能有效提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性。

4、 方便測(cè)試和模擬仿真：所有外設(shè)都通過(guò)串口接入，可以在 PC/104 的串口接入串口測(cè)試和模擬仿真設(shè)備，方便的實(shí)現(xiàn)測(cè)試和模擬仿真。

6.3 “樹(shù)莓派”系統(tǒng)的串口擴(kuò)展應(yīng)用和教學(xué)示例

樹(shù)莓派是只有信用卡大小，成本僅 25-35 美元的微型計(jì)算機(jī)，可搭載開(kāi)源的 Linux 系統(tǒng)和應(yīng)用， 由 Raspberry Pi 非營(yíng)利基金會(huì)在 2012 年推出，2016年推出的升級(jí)版 Pi 3，處理器速度比 Pi 1 快 10 倍，內(nèi)存也加倍，并且能搭載 Windows 10。到 2015 年，全球的樹(shù)莓派已經(jīng)銷售了千萬(wàn)套，用戶中教育、工業(yè)、創(chuàng)客用戶大致各占三分之一。

樹(shù)莓派的 GPIO 中自帶一個(gè) UART 串口，該串口默認(rèn)為系統(tǒng)調(diào)試接口，實(shí)際應(yīng)用中當(dāng)樹(shù)莓派需要接更多的外設(shè)如各種傳感器、控制模塊、GPS、藍(lán)牙、紅外模塊等，這些設(shè)備多廣泛使用串行接口（UART\RS232\485）,因此需要對(duì)樹(shù)莓派進(jìn)行串口擴(kuò)展。本方案中選用 WK2114 進(jìn)行串口擴(kuò)展， 可以通過(guò)跳線選擇，靈活實(shí)現(xiàn)通過(guò)樹(shù)莓派上的 UART 接口擴(kuò)展 4 個(gè)增強(qiáng)型串口。

該應(yīng)用方案優(yōu)勢(shì)：

1、穩(wěn)定運(yùn)行：現(xiàn)有樹(shù)莓派擴(kuò)展串口方案一般是通過(guò)多個(gè) USB 轉(zhuǎn)換串口實(shí)現(xiàn)，在實(shí)際應(yīng)用多個(gè)中該方案普遍存在工作不穩(wěn)定的問(wèn)題。通過(guò) UART 接口橋接擴(kuò)展串口，是工業(yè)領(lǐng)域普遍采用的串口擴(kuò)展方式，具備較高的穩(wěn)定性，適用于需要長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的系統(tǒng)使用。

2、靈活擴(kuò)展：WK2114 提供 UART 接口與樹(shù)莓派連接。擴(kuò)展出來(lái)的 4 個(gè)增強(qiáng)型串口，可以連接 RS232，藍(lán)牙紅外等各種接口，實(shí)現(xiàn)多種外設(shè)的靈活接入。

3、開(kāi)源學(xué)習(xí)：本參考設(shè)計(jì)給出了樹(shù)莓派在 Linux 下的 UART 擴(kuò)展串口及控制 GPIO 的驅(qū)動(dòng)代碼和示例，為深入學(xué)習(xí)樹(shù)莓派 Linux 的設(shè)備驅(qū)動(dòng)編程提供了很好的手段

WK2168在車載綜合信息平臺(tái)上的應(yīng)用

隨著車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，傳統(tǒng)的車載多媒體導(dǎo)航系統(tǒng)向著車載綜合信息平臺(tái)方向發(fā)展， 車載綜合信息平臺(tái)除了傳統(tǒng)的 GPS 導(dǎo)航和多媒體功能外，具備更多的如安防、輔助駕駛、遠(yuǎn)程監(jiān)控診斷等，需要接入更多的外部模塊?，F(xiàn)有的主控芯片最多具備的 4 個(gè)串口無(wú)法滿足應(yīng)用，需要進(jìn)行串口擴(kuò)展。本方案設(shè)計(jì)中選用 UART 接口的 WK2168 進(jìn)行串口擴(kuò)展，將一個(gè) UART 接口轉(zhuǎn)換擴(kuò)展為 4 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)UART 硬件串口。

系統(tǒng)構(gòu)成：

車載導(dǎo)航產(chǎn)品嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺(tái)一般是以一顆通用的 cpu 為主，輔以圖形加速芯片，存儲(chǔ)芯片，外圍接口芯片等，再接眾多的外設(shè)模塊構(gòu)成，可選擇的嵌入式操作系統(tǒng) Wince，linux，VxWorks 等，再加上導(dǎo)航引擎，電子地圖和用戶操作界面等組成。WK2168 主接口為UART，嵌入式平臺(tái)通過(guò) UART 接口同 WK2168 相連， WK2168 可以擴(kuò)展 4 個(gè)子串口分別連接 GPS 模塊，倒車?yán)走_(dá)模塊，藍(lán)牙模塊，胎壓監(jiān)測(cè)等。

WK2168在物流POS機(jī)中的應(yīng)用

現(xiàn)在越來(lái)越多的手持終端都會(huì)集成豐富的功能，所以也就會(huì)增加比較多的功能硬件模塊，比如我們常見(jiàn)的讀卡器模塊、 GPS 模塊、無(wú)線通信模塊、打印頭模塊、掃描儀模塊、指紋閱讀器模塊等。而這些模塊通常都是用 UART 接口來(lái)實(shí)現(xiàn)和主 CPU 來(lái)實(shí)現(xiàn)通信的。

本設(shè)計(jì)采用了三星的S5PV210作為主控CPU，運(yùn)行l(wèi)inux、安卓、wince7.0系統(tǒng)平臺(tái)都可以，然后使用WK2168串口擴(kuò)展芯片實(shí)現(xiàn)不同串口模塊的搭載，具體的串口擴(kuò)展模塊包括讀卡器、GPS、串口打印機(jī)、串口掃描儀等。

WK2168在汽車充電樁中的應(yīng)用

隨著國(guó)際石油價(jià)格的上漲和世界各國(guó)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，新型能源汽車成為汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，世界各大汽車企業(yè)都在研究各種新能源的核心技術(shù)，我國(guó)隨著政策的不斷出臺(tái)與能源的約束，新型能源汽車需求開(kāi)始回暖，東風(fēng)集團(tuán)、一汽集團(tuán)、上汽集團(tuán)、奇瑞等都在積極搶占新型能源汽車市場(chǎng)，并且有了自己的產(chǎn)品發(fā)展體系與發(fā)展方向。

新能源汽車的發(fā)展伴隨著的就是充電樁的發(fā)展?，F(xiàn)代越來(lái)越多的充電樁都會(huì)集成豐富的功能，所以也就會(huì)增加較多功能的模塊，比如我們常見(jiàn)的觸摸屏、讀卡模塊、紅外模塊、GPS 模塊、無(wú)線通信模塊、打印頭模塊、電度表模塊等。而這些模塊通常都是用UART 接口來(lái)實(shí)現(xiàn)和主 CPU 之間通信。

本設(shè)計(jì)采用 ARM（Cortex-A9）主控芯片，然后可以使用 WK2168 串口擴(kuò)展芯片實(shí)現(xiàn)不同串口模塊的搭載，具體的串口擴(kuò)展模塊包括觸摸屏、讀卡模塊、紅外模塊、GPS 模塊、無(wú)線通信模塊、打印頭模塊、電度表模塊等。

WK2168在廣告機(jī)中的應(yīng)用

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，許多傳統(tǒng)的行業(yè)正在逐步的改變。以信息技術(shù)為代表的高新技術(shù)的發(fā)展，大大地推進(jìn)了商品市場(chǎng)的全球統(tǒng)一進(jìn)程，使廣告行業(yè)也相應(yīng)的發(fā)生了一場(chǎng)深刻的革命。

廣告機(jī)利用音視、文字交互在液晶屏、LED 屏顯示成為一種新型的傳媒為主的市場(chǎng)， 展示更生動(dòng)性、創(chuàng)造性廣告。廣告機(jī)的廣泛應(yīng)用,使得廣告機(jī)好比是一把鎖鏈接著各個(gè)領(lǐng)域，廣告機(jī)在公交車、長(zhǎng)途汽車、出租車、酒店、飯店、銀行、學(xué)校、購(gòu)物中心、汽車站、火車站、地鐵站、地鐵列車、高速列車、醫(yī)院、專賣店、酒吧、KTV、售樓中心、展覽館、體育場(chǎng)、博物館等公共場(chǎng)合出現(xiàn)。

現(xiàn)代越來(lái)越多的廣告機(jī)都會(huì)集成豐富的功能，所以也就會(huì)增加較多功能的模塊，比如我們常見(jiàn)的讀卡器模塊、GPS 模塊、無(wú)線通信模塊、打印頭模塊、掃描儀模塊等。而這些模塊通常都是用 UART 接口來(lái)實(shí)現(xiàn)和主 CPU 之間通信。

本設(shè)計(jì)采用RK3288\RK3399主控芯片，是目前全球唯一一款可支持linux操作系統(tǒng)、高穩(wěn)定、

面向工業(yè)應(yīng)用的核心板平臺(tái)。然后可以使用WK2124串口擴(kuò)展芯片實(shí)現(xiàn)不同串口模塊的搭載，具體的串口擴(kuò)展模塊包括讀卡器、GPS、打印機(jī)、串口掃描儀等。