S P I、I2C、U A R T、U S B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(Mast
er)，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-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，UAR
T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。
UART UART: Universal Asynchronous
Receiver/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
16550AFN芯片。因为计算机内部采用并行数据，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（临时内存块）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：将由计算机内部传送
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，供计算机内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内存储16字节数据，而通常的UART 是
8250。现在如果您购买一个内置的调制解调器，此调制解调器
内部通常就会有16550 UART。
什么是 UART
UART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，一个可
用的奇偶位和一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U
ART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传送数据的速度范围为每秒几百位到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。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等接口标准规范和总线标准规范，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
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内容。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。 COM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COM口均为RS232
。若配有多个异步串行通信口，则分别称为COM1、COM2... USART USART:(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/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
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、RX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
率发生器组成。发送时钟引脚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。 SPI
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 –从器件使能信号,由主器件控制
IIC
I2C(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
最显着的不同之处)。
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-----------------------------Axbb Post at 2010-12-13 21:17:24
IIS
I2S（Inter-IC Sound Bus）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。LRCK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 Clock）。
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-----------------------------Axbb Post at 2010-12-13 21:17:46
UART
UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 通用异步收发器
将由计算机内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，供计算机内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
JTAG
JTAG (Joint Test Action Group 联合测试行动小组)是一种国际标准测试协议（IEEE 兼容），主要用于芯片内部测试。标准的JTAG接口是4线：TMS、 TCK、TDI、TDO，分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。测试复位信号(TRST,一般以低电平有效)一般作为可选的第五个端口信号。一个含有JTAG Debug接口模块的CPU，只要时钟正常，就可以通过JTAG接口访问CPU的内部寄存器和挂在CPU总线上的设备，如FLASH，RAM，内置模块的寄存器，象UART，Timers，GPIO等等的寄存器。
--------------------------------------------------------------------------------Axbb Post at 2010-12-13 21:28:25
内部资料，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[em08]
SPI，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
[em11]---------------------------------------------
-----------------------------------fengmo44 Post at 2010-12-14 10:15:38
非常感谢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，使能是通过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呢
对于PA的控制通过I2C好像不是这样的方式。
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