SPI_IIC_USART_区别

第一个区别当然是名字：
SPI(Serial Peripheral Inter face：串行外设接口);
I2C(INTER IC BUS)
UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter：通用异步收发器)
第二，区别在电气信号线上：
SPI总线由三条信号线组成：串行时钟(SCLK)、串行数据输出(SDO)、串行数据输入(SDI)。

SPI总线可以实现多个SPI设备互相连接。

提供SPI串行时钟的SPI设备为SPI主机或主设备(Master)，其他设备为SPI从机或从设备(Slave)。

主从设备间可以实现全双工通信，当有多个从设备时，还可以增加一条从设备选择线。

如果用通用IO口模拟SPI总线，必须要有一个输出口(SDO)，一个输入口(SDI)，另一个口则视实现的设备类型而定，如果要实现主从设备，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，则只需输入口即可。

I2C总线是双向、两线(SCL、SDA)、串行、多主控（multi-master）接口标准，具有总线仲裁机制，非常适合在器件之间进行近距离、非经常性的数据通信。

在它的协议体系中，传输数据时都会带上目的设备的设备地址，因此可以实现设备组网。

如果用通用IO口模拟I2C总线，并实现双向传输，则需一个输入输出口(SDA)，另外还需一个输出口(SCL)。

（注：I2C资料了解得比较少，这里的描述可能很不完备）
UART总线是异步串口，因此一般比前两种同步串口的结构要复杂很多，一般由波特率产生器(产生的波特率等于传输波特率的16倍)、UART接收器、UART 发送器组成，硬件上由两根线，一根用于发送，一根用于接收。

显然，如果用通用IO口模拟UART总线，则需一个输入口，一个输出口。

第三，从第二点明显可以看出，SPI和UART可以实现全双工，但I2C不行；
第四，看看牛人们的意见吧！
wudanyu：I2C线更少，我觉得比UART、SPI更为强大，但是技术上也更加麻烦些，因为I2C需要有双向IO的支持，而且使用上拉电阻，我觉得抗干扰能力较弱，一般用于同一板卡上芯片之间的通信，较少用于远距离通信。

SPI实现要简单一些，UART需要固定的波特率，就是说两位数据的间隔要相等，而SPI 则无所谓，因为它是有时钟的协议。

quickmouse：I2C的速度比SPI慢一点，协议比SPI复杂一点，但是连线也比标准的SPI要少。

SPI总线
----串行外围设备接口SPI（serial peripheral interface）总线技术是Motorola公司推出的一种同步串行接口。

Motorola公司生产的绝大多数MCU（微控制器）都配有SPI硬件接口，如68系列MCU。

SPI总线是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，所以，与SPI有关的软件就相当简单，使CPU有更多的时间
处理其他事务。

IIC总线是荷兰飞利浦PHILIPS开发的一种高效，实用，可靠的双向二线制(也有3线制，家电很少用）串行数据传输结构总线，该总线使各电路分割成各种功能的模块，并进行软件化设计，各个功能模块电路内都有集成一个IIC总线接口电路，因此都可以挂接在总线上，很好的解决了众多功能IC与CPU之间的输入输出接口，使其连接方式变得十分简单。

IIC总线上的器件分为主控器和被控器两大类它们之间只要在正常工作，总有一个IIC在总线上发送信息数据（一般是在开机后cpu首先像各个功能模块电路发出自检信号，得到各个功能模块电路正常反馈的数据信号后机器才进入正常工作状态）。

串行外围设备接口SPI（serial peripheral interface）总线技术是Motorola 公司推出的一种同步串行接口
USART （Universial Serial Asynchronous Receive Transmit）通用串行异步接受/发送，其实它就是UART。

两者都是串行口线。

但不同的是，SPI总线似乎是分为SD(DATA)I和SC(CONTROL)I两种。

SPI是同步的，需要额外的同步脉冲，速率可以很高，有些器件甚至超过20M。

SDI有一条数据线，双向传输，方向靠命令字来区别，SPI 为三线：SO、SI、SCK，SO、SI均为单向传输，其中SCK为同步时钟，其传输速率可变，可以软件模拟实现；而SCI，有两条数据线，分别是输入输出。

SPI 均有一条时钟线。

但是SPI如果应用与高速场合，只能在板级使用，不宜传输过远，我们平时看到的SPI和IIC一般都是芯片之间的接口，很少看到有长电缆使用。

而USART是没有时钟线，数据线有两条。

波特率在收发两端分别设置，51的串口就属于这一类。

UART是异步的，不需要时钟，波特率相对不高；鉴于此，uart因为格式个波特率是双方协商好的，而且速率不高，所以可以在传输线上传输，加上其他的转换还可以变成差动的传输更远距离。

而UART要达到某一固定波特率对晶振有要求，比如说24M的晶振可以用T2实现9600BAUD，但不能用T1来交替实现19200和9600BAUD。

SPI 是一种允许一个主设备启动一个与从设备的同步通讯的协议，从而完成数据的交换。

也就是SPI是一种规定好的通讯方式。

这种通信方式的优点是占用端口较少，一般4根就够基本通讯了。

同时传输速度也很高。

一般来说要求主设备要有SPI控制器（但可用模拟方式），就可以与基于SPI的芯片通讯了。

SPI 的通信原理很简单，它需要至少4根线，事实上3根也可以。

也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI（数据输入），SDO（数据输出），SCK （时钟），CS（片选）。

其中CS是控制芯片是否被选中的，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位），对此芯片的操作才有效。

这就允许在同一总线上连接多个SPI设备成为可能。

接下来就负责通讯的3根线了。

通讯是通过数据交换完成的，这里先要知道SPI是串行通讯协议，也就是说数据是一位一位的传输的。

这就是SCK时钟线存在的原因，由SCK提供时钟脉冲，SDI，SDO则基于此脉冲完成数据传输。

数据输出通过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。

完成一位数据传输，输入也使用同样原理。

这样，在至少8次时钟信号的改变（上沿和下沿为一次），就可以完成8位数据的传输。

要注意的是，SCK信号线只由主设备控制，从设备不能控制信号线。

同样，在一个基于SPI的设备中，至少有一个主控设备。

这样传输的特点：这样的传输方式有一个优点，与普通的串行通讯不同，普通的串行通讯一次连续传送至少8位数据，而SPI允许数据一位一位的传送，甚至允许暂停，因为SCK时钟线由主控设备控制，当没有时钟跳变时，从设备不采集或传送数据。

也就是说，主设备通过对SCK时钟线的控制可以完成对通讯的控制。

SPI还是一个数据交换协议：因为SPI的数据输入和输出线独立，所以允许同时完成数据的输入和输出。

不同的SPI设备的实现方式不尽相同，主要是数据改变和采集的时间不同，在时钟信号上沿或下沿采集有不同定义，具体请参考相关器件的文档。

I2C
只要求两条总线线路：一条串行数据线SDA 一条串行时钟线SCL
每个连接到总线的器件都可以通过唯一的地址和一直存在的简单的主机从机关系软件设定地址主机可以作为主机发送器或主机接收器
它是一个真正的多主机总线如果两个或更多主机同时初始化数据传输可以通过冲突检测和仲裁，防止数据被破坏
串行的8 位双向数据传输位速率在标准模式下可达100kbit/s 快速模式下可达400kbit/s 高速模式下可达3.4Mbit/s
片上的滤波器可以滤去总线数据线上的毛刺波保证数据完整
连接到相同总线的IC 数量只受到总线的最大电容400pF 限制
UART
UART总线是异步串口，因此一般比前两种同步串口的结构要复杂很多，一般由波特率产生器(产生的波特率等于传输波特率的16倍)、UART接收器、UART 发送器组成，硬件上由两根线，一根用于发送，一根用于接收。

显然，如果用通用IO口模拟UART总线，则需一个输入口，一个输出口。

UART常用于控制计算机与串行设备的芯片。

有一点要注意的是，它提供了
RS-232C数据终端设备接口，这样计算机就可以和调制解调器或其它使用
RS-232C接口的串行设备通信了。

明显可以看出，SPI和UART可以实现全双工，但I2C不行
RS-232C标准最初是远程通信连接数据终端设备DTE(Data Terminal Equipment)与数据通信设备DCE（Data Communication Equipment)而制定的。

RS-232C标准（协定）的全称是EIA-RS-232C标准，其中EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会，RS （Recommeded Standard）代表推荐标准，232是标识号，C代表RS232的最新一次修改（1969），在这之前有RS-232B和RS-232A。

它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。

RS-232C接口最大传输速率为20Kbps，线缆最长为15米。

RS-232C接口通常被用于将电脑信号输入控制，当通信距离较近时，可不需要Modem，通信双方可以直接连接，这种情况下，只需使用少数几根信号线。