UART
UART 是异步、全双工、点对点通信,只有 TX、RX 两根数据线,没有时钟线,收发靠相同波特率同步。一帧数据包含起始位、数据位、校验位、停止位,结构简单,多用于串口打印、模块调试等低速场景。
I²C
I²C 是同步、半双工、多主多从协议,只有 SCL、SDA 两根线。采用开漏输出,只能拉低、不能主动输出高电平,所以必须接上拉电阻提供高电平,同时支持多主机总线仲裁。起始信号:SCL 为高电平时,SDA 从高变低。
SPI
SPI 是同步、全双工、一主多从协议,包含 SCLK、MOSI、MISO 和 CS 片选线。通过 CPOL、CPHA 配置四种工作模式,没有应答机制,通信速度快,适合 Flash、屏幕等高速外设,多从机通过独立 CS 片选控制。
三者对比总结
UART、I²C、SPI都是常用串行通信协议。
UART是异步通信,没有时钟线,靠波特率同步,点对点、全双工,适合串口打印和简单模块通信。
I²C是同步半双工,只有SCL、SDA两根线,开漏输出需要上拉,支持多主多从和ACK应答,省IO但速度一般。
SPI是同步全双工,有时钟和片选线,一主多从、无应答,速度最快,适合高速外设,但占用引脚更多。
简单说:调试用UART,省IO用I²C,高速用SPI。