SPI、I2C、UART、USB串行总线协议的区别

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1、SPI、I2C、UART、USB串行总线协议的区别SPI、I2C、UART三种串行总线协议的区别第一个区别当然是名字：SPI(Serial Peripheral Interface ：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

2、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-mas ter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

3、 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, 但四不行；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

4、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，我觉得挤干扰能力较弱，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，UAR丁需要固定的波特率，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。UARTUART: Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步接收/发送装置，UART是一 个并行输入成为串行输出的芯片，通常集成在主板上，多数 是16550AF

5、N芯片。因为计算机部采用并行数据，不能直接把数 据发到 Modem，必须经过UART整理才能进行异步传输，其过程为:CPU先把准备写入串行设备的数据放到UART 的寄存器 （临时存块）中，再通过 FIFO （ First Input First Output,先入先出队列）传送到串行设备，若是没有FIFO,信息将变得 杂乱无章，不可能传送到Modem。它是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。作为接口的一部分，UART还提供以下功能：将由计算机部传 送过来的并行数

6、据转换为输出的串行数据流。将计算机外部来 的串行数据转换为字节，供计算机部使用并行数据的器件使用 。在输出的串行数据流中加入奇偶校验位，并对从外部接收 的数据流进行奇偶校验。在输出数据流中加入启停标记，并从 接收数据流中删除启停标记。处理由键盘或鼠标发出的中断信 号（键盘和鼠标也是串行设备）。可以处理计算机与外部串行 设备的同步管理问题。有一些比较高档的UART还提供输入输 出数据的缓冲区，现在比较新的 UART是16550,它可以在计算 机需要处理数据前在其缓冲区存储16字节数据，而通常的UART 是8250。现在如果您购买一个置的调制解调器，此调制解调器 部通常就会有16550 UART。

7、什么是UARTUART是一种通用串行数据总线，用于异步通信。该总线双 向通信，可以实现全双工传输和接收。在嵌入式设计中, UART 用来与PC进行通信，包括与监控调试器和其它器件，如 EEPROM 通信。UART通信UART首先将接收到的并行数据转换成串行数据来传输。消 息帧从一个低位起始位开始，后面是7个或8个数据位,- 个可用的奇偶位和-个或几个高位停止位。接收器发现开始位时 它就知道数据准备发送，并尝试与发送器时钟频率同步。如果选择了奇偶，UART就在数据位后面加上奇偶位。奇偶位可用来帮助错误校验。在接收过程中，UART从消息帧中去掉起始位和结束位,对进来的字节进行奇偶校验，并将数据字节

8、从串行转换成并 行。UART也产生额外的信号来指示发送和接收的状态。例如， 如果产生一个奇偶错误，UART就置位奇偶标志。数据方向和通信速度数据传输可以首先从最低有效位(LSB)开始。然而，有些UART允许灵活选择先发送最低有效位或最高有效位(MSB)。微控制器中的UART传送数据的速度围为每秒几百位到1.5Mb。例如，嵌入在ElanSC520微控制器中的高速UART通信 的速度可以高达1.1152Mbps。UART 波特率还受发送和接收线对 距离（线长度）的影响。目前，市场上有只支持异步通信和同时支持异步与同步 通信的两种硬件可用于UART。前者就是UART名字本身的含义, 在摩托罗拉微控制

9、器中被称为串行通信接口 （SCI）；Microchip微 控制器中的通用同步异步收发器（USART）和在富士通微控制 器中的UART是后者的两个典型例子UART是通用异步收发器 （异步串行通信口）的英文缩写，它包括了 RS232、RS499、RS423、RS422 和 RS485等接口标准规和总线标准规，即 UART是 异步串行通信口的总称。而 RS232、RS499、RS423、RS422 和 RS485 等，是对应各种B止异步串行通信口的接口标准和总线标准，它规定了通信口的电气特性、传输速率、连接特性和接口的机械特性等容。实际上是 属于通信网络中的物理层（最底层）的概念，与通信协议没有直接

10、关系。而通信协议，是属于通信网络中的数据链路层（上 一层）的概念。口是PC（个人计算机）上，异步串行通信 口的简写。由于历史原因，IBM的PC外部接口配置为RS232, 成为实际上的PC界默认标准。所以，现在PC机的口均为RS232 。若配有多个异步串行通信口，则分别称为1、2.USARTUSART:（Universal Synchronous/AsynchronousReceiver/Transmitter）通用同步/异步串行接收/发送器USART是一个全双工通用同步/异步串行收发模块，该接口 是一个高度灵活的串行通信设备。其主要特点如下：#全双工操作（相互独立的接收数据寄存器和发送数据寄

11、存器）；#支持同步和异步操作；#同步操作时，可主机时钟同步，也可从机时钟同步；#独立的高精度波特率发生器，不占用定时/计数器；#支持5、6、7、8和9位数据位，1或2位停止位的串行数 据桢结构；#由硬件支持的奇偶校验位发生和检验；#数据溢出检测；#桢错误检测；#包括错误起使位的检测噪声滤波器和数字低通滤波器；#三个完全独立的中断，TX发送完成、TX发送数据寄存器 空、日乂接收完成；#支持多机通信模式；#支持倍速异步通信模式。USART 收发模块一般分为三大部分：时钟发生器、数据发 送器和接收器。控制寄存器为所有的模块共享。时钟发生器 由同步逻辑电路（在同步从模式下由外部时钟输入驱动）和波 特率

12、发生器组成。发送时钟弓I脚XCK仅用于同步发送模式下， 发送器部分由一个单独的写入缓冲器（发送UDR）、一个串行 移位寄存器、校验位发生器和用于处理不同浈结构的控制逻辑 电路构成。使用写入缓冲器，实现了连续发送多浈数据无延时 的通信。接收器是USART模块最复杂的部分，最主要的是时钟 和数据接收单元。数据接收单元用作异步数据的接收。除了接收单元，接收器还包括校验位校验器、控制逻辑、移位寄存器 和两级接收缓冲器（接收UDR）。接收器支持与发送器相同的 桢结构，同时支持桢错误、数据溢出和校验错误的检测。SPI SPI接口的全称是Serial Peripheral Interface,意为串行外围接

13、 口,是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。 SPI接口主要应用在EEPROM,FLASH,实时时钟,AD转换器，还 有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SP接口是以主 从方式工作的，这种模式通常有一个主器件和一个或多个从 器件，其接口包括以下四种信号：（1）MOSI -主器件数据输 出，从器件数据输入（2）MISO -主器件数据输入，从器件数 据输出（3）SCLK -时钟信号，由主器件产生（4）/SS -从 器件便能信号，由主器件控制IICI2C（Inter - Integrated Circuit）总线是一种由 PHILIPS 公司开发 的两线式串行总线，用于连接

14、微控制器及其外围设备。I2C总线是一种串行数据总线，只有二根信号线，一根是双 向的数据线SDA,另一根是时钟线SCL。在I2C总线上传送 的一个数据字节由八位组成。总线对每次传送的字节数没有 限制，但每个字节后必须跟一位应答位。（这是与SPI总线最显著的不同之处)。Axbb Post at 2010-12-13 21:17:24IISI2S(Inter-IC Sound BU是飞利浦公司为数字音频设备之间 的音频数据传输而制定的一种总线标准。I2S有3个主要信号：1.串行时钟SCLK，也叫位时钟，即对 应数字音频的每一位数据，SCLK有1个脉冲。2.帧时钟 LRCK，用于切换左右声道的数据。L

15、RCK为“1”表示正在传 输的是左声道的数据，为“0”则表示正在传输的是右声道 的数据。3.串行数据SDATA，就是用二进制补码表示的音频 数据。有时为了使系统间能够更好地同步，还需要另外传输 一个信号MCLK，称为主时钟，也叫系统时钟(Sys ClockAxbb Post at 2010-12-1321:17:46UARTUART (Universal Asynchronous Receiver/Transmi用eD步 收发器将由计算机部传送过来的并行数据转换为输出的串行数据 流。将计算机外部来的串行数据转换为字节，供计算机部使 用并行数据的器件使用。在输出的串行数据流中加入奇偶校 验位，并

16、对从外部接收的数据流进行奇偶校验。在输出数据 流中加入启停标记，并从接收数据流中删除启停标记。处理 由键盘或鼠标发出的中断信号（键盘和鼠票也是串行设备）。 可以处理计算机与外部串行设备的同步管理问题。有一些比 较高档的UART还提供输入输出数据的缓冲区。手机中常用 TXD，RXD，/RTS，/CTS。Axbb Post at 2010-12-13 21:18:16 JTAGJTAG （Joint Test Action Group联合测试行动小组）是一种国际 标准测试协议（IEEE 1149.1兼容），主要用于芯片部测试。 标准的JTAG接口是4线：TMS、 TCK、TDI、TDO，分别为 模

17、式选择、时钟、数据输入和数据输出线。测试复位信号 （TRST, - 般以低电平有效）一般作为可选的第五个端口信号。 一个含有JTAG Debu。接口模块的CPU,只要时钟正常，就可 以通过JTAG接口访问CPU的部寄存器和挂在CPU总线上的 设备,如FLASH, RAM,置模块的寄存器，象UART, Timers, GPIO等等的寄存器。Axbb Post at 2010-12-1321:28:25部资料，给大家分享下！我只略知一二。IIC，最简单的控制接口，控制各种外设经常用到，比如camera, PA, ect。偶尔也做简单的数据传输控制。IIS,音频数据传输，可以分左右声道，输音频数据比

18、较方便。 UART，可以串行并行数据转换，奇偶校验，对速度和准确度 貌似有比较大的提升，多见于蓝牙数据传输。略知一二，不 对还请各位指正啊em08SPI，我只在WLAN和一个指纹识别里见过这种总线，有啥优 势就完全不懂了em11fengmo44 Post at2010-12-14 10:15:38非常感Axbb的回答！ I2C是简单控制接口和简单数据传输， 对应到现在智能机的诸多SENSOR，应该是简单数据传输了 吧，便能是通过CPU 的 GPIO 来控制的。I2S，音频接口，确实是应用在CODEC 的接口上。此外音频 也多用PCM接口。UART，GPS模块的数据多事UART 来传输的，是因为数据量 比sensor的要大吧。CMMB不知道楼主多用什么接口，SPI应用于这里有什么原 因昵？对于PA的控制通过I2C?好像不是这样的方式。本文来自：我爰研发网(52RD.) - R&D大本营详细出处：.52rd./bbs/Archive_Thread.asp?SID=193149&TID=3