基于WK2168的氣象采集站多串口采集方案的設計與實現

張達　郭銀博　趙廣宇　胥勛偉

摘要：在綜合采集系統中，很多外接傳感器都是串口通信。為了解決STM32采集系統中串口數量不足的問題，采用WK2168進行串口擴展。WK2168支持UART/SPI/IIC/8位并行總線接口并具有256級FIFO的低功耗 4通道UART擴展芯片。該方案選擇一路串口，擴展為4路UART，滿足項目整體需求。

關鍵詞：串口擴展芯片；WK2168；氣象采集板卡；多串口采集

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）19-0284-03

Abstract： Power standby mode in the integrated acquisition system， many external sensors are serial communication. In order to solve the problem of insufficient serial port in the STM32 acquisition system， WK2168 is used to expand the serial port. WK2168 supports UART/SPI/IIC/8 bit parallel bus interface and has 256 level FIFO low power 4 channel UART expansion chip. This scheme selects one serial port to expand to 4 UART， to meet the overall needs of the project.

Key words： serial port extension chip； WK2168； meteorological collection board； multi serial port acquisition

1 背景

為了更好地利用自然氣象資源，減少自然氣象對農業生產、交通運輸等行業的影響，建立信息化的采集系統和高效的管理系統是很有必要的。設計了一套通用采集板卡，根據所應用的場合變化，分別插接不同的外接傳感器。傳感器數據和控制器之間大多采用串口進行數據通信，單片機串口數量有限影響著板卡的性能。采集板卡的串口拓展方案的設計與實施是有必要的。

2 系統的構成

該方案采用STM32F103VET7作為處理器，負責氣象要素的判斷采集、信號處理、定時發送[1 ]。采用12V的太陽能板和電池為系統供電。采用8M byte的M25P64作為系統參數初始化的存儲地址。采用AD7993作為片外模擬量的采集。整個系統框圖如圖1所示：

3 采集板硬件設計

3.1 ARM處理子系統

ARM 公司發布了全新的基于 ARMv7指令集，處理器的內核以Cortex命名并分為A、R和M三個系列[2-3]。意法半導體公司推出了基于Cortex-M內核的系列芯片，項目選型使用的STM32F103VET7就是M3內核的[4]。該系列單片機具有產品細分多樣化、不斷更新簡單易用的集成庫、性價比較高等優點深受電子工程師和學生的青睞，使開發者順應技術發展趨勢，讓設計的產品更有競爭力?！?br>