上一篇我们讲了用MSP430F149驱动T8650北斗模块实现短报文通信及定位，后来要求把这个产品升级，除了短报文功能，要求定位精度达到2米左右（T8650模块的RNSS定位精度只有100米左右），还要增加空旷地带10公里的LORA作为通信辅助以及与电脑的RS232连接，而MCU型号是不能更改的。

定位模块我们选的是和芯星通UM220-IV车规级，LoRa无线模块是亿佰特的E22-400T30S，加上RS232总共需要4个串口，必须用到串口扩展芯片，选的是为开微电子的WK2114。WK2114可以只用主MCU的一个串口，扩展出4个子串口。

二、WK2114核心特性速览

WK2114是将一个标准UART扩展为4个增强型UART的芯片。

• 主接口：与MCU连接，支持波特率自适应（最高2Mbps）
• 子串口：4个，每个均可独立设置波特率（最高2Mbps）、数据位、停止位、校验
• FIFO：每个子串口独立的256级收发FIFO，可编程
• 中断：全局中断引脚IRQ，低电平有效；每个子串口有独立中断标志
• 休眠：支持自动休眠/唤醒，低功耗应用
• 封装：SOP20，宽电压2.5~5.0V

在本次设计中，我们让WK2114扩展出4个子串口，用3个分别连接UM220-IV、E22-LoRa、RS232电平转换芯片。主串口接MSP430F149的UART0，UART1仍然接T8650模块。

二、晶振及电源

电源：WK2114和MSP430使用同一3.3V电源；T8650需要5V（VCC）和12V（VCCPA）；UM220-IV需要3.3V；E22需要5V。

晶振：WK2114外接11.0592MHz（或12M）晶振（并联1MΩ电阻），用于产生精确波特率。

三、主MCU与WK2114的通信

WK2114的主接口是标准UART，但传输的是命令/数据帧，而不是原始串口数据。所有对子串口的读写，都要通过特定的命令字节。

命令格式分为：写寄存器、读寄存器、写FIFO、读FIFO。

使用时，需要先通过配置模式初始化每个子串口的参数。

实际使用时WK2114的主串口波特率最好是子串口波特率的4倍以上，比如4个子串口波特率均为9600，则主串口波特率至少38400。

四、WK2114的初始化流程

1. 硬件复位：拉低RST引脚至少10ms，然后拉高。
2. 波特率自适应：主MCU发送 0x55，WK2114自动锁定主串口波特率。
3. 配置子串口：切换到配置模式，直接通过读写寄存器方式来设置每个子串口的波特率、数据格式、FIFO。

具体配置WK2114手册上都有例程，需要的可以联系我。

五、中断处理与数据流

WK2114的IRQ引脚会在子串口有接收数据、发送FIFO空、超时等事件时拉低。我们将IRQ连接到MSP430的外部中断，在中断服务程序中：

1. 读取全局中断标志寄存器（GIFR），确定是哪个子串口产生了中断。
2. 读取对应子串口的中断标志寄存器（SIFR），确定是接收FIFO触发、超时还是发送空。
3. 处理数据：例如接收FIFO非空，则读取FDAT寄存器（或使用读FIFO命令）取出数据，放入各自的环形缓冲区。
4. 清除中断标志。

以上数据处理也可以在主循环里使用查询方式。

六、硬件设计注意事项

1. WK2114的晶振必须并联1MΩ电阻，否则可能不起振。
2. 主串口波特率自适应：上电后先发送0x55，之后不要再改变波特率，否则需要硬件复位。
3. 子串口波特率计算：参考手册中的公式，使用11.0592MHz（或12M）晶振可得到常用波特率（9600, 19200, 115200等）。
4. LoRa模块E22的AUX引脚：可用于指示模块状态，建议连接到MSP430的一个GPIO，判断是否可以发送新数据。
5. 电源去耦：T8650发射时电流大（峰值约3A），需单独加稳压和滤波大电容，避免拉低其他模块电压。

通过一片WK2114，MSP430F149这样资源有限的老芯片也能同时驱动多个串口设备。

如果你也遇到串口不够用的问题，欢迎在评论区交流。

后续干货不断，咱们一起在单片机的世界里，共同进步。