串行总线：I2C、SPI和UART的区别（重要）

I2C、SPI和UART的区别：

（1）I2C：串行总线

芯片间串行传输总线；双工的同步数据传输；两线：串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）；多主控总线；当然任何时间点上只能有一个主控；每个设备都有唯一的地址；可以实现组网；

适合器件之间近距离、非经常性的数据传输；

用通用IO口模拟I2C总线，并实现双向传输，则需要一个输入输出口（SDA），还需要输出口（SCL）；

例子：24C02芯片

 

（2）SPI：串行外设接口

同步串行通讯方式；三线同步总线：串行时钟（SCLK）、串行数据输出（SDO）、串行数据输入（SDI），{CS（片选）}；可实现多个SPI设备互相连接；提供SPI串行时钟的SPI设备为主设备（至少有一个），其他设备为从设备；主从设备实现全双工通信；从设备较多时，可以增加从设备选择线；

 

线的功能介绍：

CS（片选）：预先规定的使能信号（高电平和低电平），对该芯片的操作才有效，这使在同一总线上连接多个SPI设备成为可能；

负责通讯的三根线：

SPI数据是一位一位的传输；SCK提供时钟脉冲，SDI、SDO则基于此脉冲数完成数据传输；数据通过SDO线，数据在时钟上沿或下沿时改变，在紧接着的下沿或上沿被读取注意：SCK信号线只由主设备控制；

至少8次时钟信号的改变（上沿和下沿一次），就可以完成8位数据的传输。

普通串行通讯一次连续传送至少8位数据（1个字节），而SPI允许一位一位的传送，甚至可以暂停，因为SCK时钟线由主设备控制，当没有时钟跳变时，从设备不采集或传送数据；其输入和输出独立，故可同时完成数据的输入和输出。

用通用IO口模拟SPI总线，必须有输出口（SDO）和出入口（SDI），另一个口视实现的设备类型而定：

若实现主从设备，则需输入输出口；

若只实现主设备，则需输出口即可；

若只实现从设备，则需输入口即可。

例子：Nokia5110

 

（3）UART：通用异步收发器

单端，远距离传输；一般由波特率产生器、UART接收器、UART发送器组成；

用通用IO模拟UART总线，需要一个输入口和一个输出口；

串口通讯，按位发送和接收数据；一根线接收和一根线发送；距离可达1200m；

UART常用于控制计算机或其他串行设备的芯片，提供了RS-232数据终端设备接口

     例子：静态显示

区别：（1）SPI和UART可以实现全双工，但I2C不行；

     （2）I2C线少，技术麻烦，需要有双向IO的支持，并使用上拉电阻，抗干扰性弱，速度慢，用于近距离；UART需要固定波特率，两位数据的间隔要相等，而SPI无所谓，因为它有时钟的协议；SPI是规定好的通讯方式，传输速度快；