【应用】基于WK2124串口扩展芯片的广告机设计

时间： 2020-06-03 来源：为开微电子

技术问答

随着互联网技术的发展和进步，许多传统的行业正在逐步的改变。以信息技术为代表的高新技术的发展，大大地推进了商品市场的全球统一进程，使广告行业也相应的发生了一场深刻的革命。

广告机利用音视、文字交互在液晶屏、LED屏显示成为一种新型的传媒为主的市场，展示更生动性、创造性广告。广告机的广泛应用,使得广告机好比是一把锁链接着各个领域，广告机在公交车、长途汽车、出租车、酒店、饭店、银行、学校、购物中心、汽车站、火车站、地铁站、地铁列车、高速列车、医院、专卖店、酒吧、KTV、售楼中心、展览馆、体育场、博物馆等公共场合出现。

随着信息化时代的飞速发展，广告机出现在我们生活中越来越多的地方了。所以对于其设计智能硬件的要求也会越发的增加，不断地进行新的技术的探索。下面我们就介绍一款基于为开微电子 WK2124 串口扩展芯片的广告机设备的设计。

现代越来越多的广告机都会集成丰富的功能，所以也就会增加较多功能的模块，比如我们常见的读卡器模块、GPS模块、无线通信模块、打印头模块、扫描仪模块等。而这些模块通常都是用UART接口来实现和主CPU之间通信。

我们通常的CPU自带2到3个UART，除了一个调试uart，那么留给我们的UART接口就只有1到2个，那么我们就不得不扩展更多的串口来实现相关功能模块的加载。

总体设计方案

1、系统拓扑图

本设计采用RK3288主控芯片，是目前全球唯一一款可支持linux操作系统、高稳定、面向泛工业应用的核心板平台。然后可以使用WK2124串口扩展芯片实现不同串口模块的搭载，具体的串口扩展模块包括读卡器、GPS、打印机、串口扫描仪等。

2、WK2124介绍

WK2124是首款具备256级FIFO的低功耗并支持SPI总线接口的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 BYTE FIFO，FIFO的中断可按用户需求进行编程触发点。

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。

硬件设计要点

1、本硬件设计主要介绍WK2124的相关外围电路和扩展UART的方式

从上图我们可以看出，WK2124通过SPI接口和RK3288实现数据通信。同时把自身的中断信号输出到RK3288的外部中断输入引脚，这样就可以通过中断快速的处理WK2124收到的相关数据。

同时WK2124连接的4个串口设备读卡器、GPS、打印机、扫描仪通过UART和WK2124通信，最终实现和RK3288通信。

软件设计要点

本设计就以LINUX系统为例。像这种系统级的产品，主要包括驱动设计、系统移植、和应用APP设计。我们主要重点介绍WK2124在LINUX下的驱动程序设计。因为这也是本设计中得重点和难点。

1、WK2124总体驱动框架

嵌入式系统的驱动程序是LINUX系统内核和设备硬件之间的接口。他把系统调用映射到具体设备对于实际硬件的特定操作，关系如下图所示：

通过这种方法，应用程序就可以像操作普通文件一样操作硬件设备，用户程序只需要关系这个抽象出来的文件，而一切同硬件打交道的工作都交给了驱动程序。比如我们向屏幕输出一串字符串，我们只需要把字符串写到显卡所抽象出来的文件里，而真正把字符串传到显卡里的工作就是由驱动程序来完成的。

在Linux下，驱动程序是内核的一部分，运行在内核状态下，你可以将驱动静态的和内核编译在一起，这样的缺点是内核会比较大，而且如果驱动出错，会导致整个系统崩溃；也可以module的方式编译，在需要的时候动态载入。

本软件产品是基于LINUX平台，开发的WK2124串口扩展芯片的驱动软件。

2、系统调用

由于驱动最后在系统上体现都是一个个串口设备文件，那么我们在制作打印机、扫描仪相关应用程序的时候，就可以直接调用系统的串口设备文件，实现应用程序即可。

总结

现在再互联网高速发展的年代，作为设备设计，我们首先是要了解市场需求和并把需求快速实现的产品。这一切都需要产品设计的模块化来设计，这样既可以减少开发时间，也可以增加系统的稳定性，并降低成本。串口设备越来越多的今天，我们选择一款好的串口扩展芯片可能就更加重要了。WK2124已经实现量产，而且从市场的反馈来看产品稳定，而且比较好用也更加实用。

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