I2C总线和SPI总线总结

SPI、I2C、UART三种串行总线的原理、区别及应用SPI、I2C、串口、我相信如果你是从事的是嵌入式开发，一定会用到这三种通信协议，串口的话因为和波特率有关，所以一般的CPU或者MCU只会配有两个或者三个串口，而数据的传输，的话SPI和I2C用得会比较多，下面找到了一篇博客。

转过来、1、UART就是两线，一根发送一根接收，可以全双工通信，线数也比较少。

数据是异步传输的，对双方的时序要求比较严格，通信速度也不是很快。

在多机通信上面用的最多。

2、SPI接口和上面UART相比，多了一条同步时钟线，上面UART的缺点也就是它的优点了，对通信双方的时序要求不严格不同设备之间可以很容易结合，而且通信速度非常快。

一般用在产品内部元件之间的高速数据通信上面，如大容量存储器等。

3、I2C接口也是两线接口，它是两根线之间通过复杂的逻辑关系传输数据的，通信速度不高，程序写起来也比较复杂。

一般单片机系统里主要用来和24C02等小容易存储器连接。

SPI：高速同步串行口。

3～4线接口，收发独立、可同步进行UART：通用异步串行口。

按照标准波特率完成双向通讯，速度慢SPI:一种串行传输方式,三线制,网上可找到其通信协议和用法的3根线实现数据双向传输串行外围接口Serial peripheral interfaceUART:通用异步收发器UART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（键盘和鼠票也是串行设备）。

IIC vs SPI现今，在低端数字通信应用领域，我们随处可见IIC (Inter-Integrated Circuit) 和 SPI (Serial Peripheral Interface)的身影。

原因是这两种通信协议非常适合近距离低速芯片间通信。

Philips（for IIC）和Motorola（for SPI）出于不同背景和市场需求制定了这两种标准通信协议。

IIC 开发于1982年，当时是为了给电视机内的CPU和外围芯片提供更简易的互联方式。

电视机是最早的嵌入式系统之一，而最初的嵌入系统是使用内存映射（memory-mapped I/O）的方式来互联微控制器和外围设备的。

要实现内存映射，设备必须并联入微控制器的数据线和地址线，这种方式在连接多个外设时需大量线路和额外地址解码芯片，很不方便并且成本高。

为了节省微控制器的引脚和和额外的逻辑芯片，使印刷电路板更简单，成本更低，位于荷兰的Philips实验室开发了‘Inter-Integrated Circuit’，IIC 或 IIC ，一种只使用二根线接连所有外围芯片的总线协议。

最初的标准定义总线速度为100kbps。

经历几次修订，主要是1995年的400kbps，1998的3.4Mbps。

有迹象表明，SPI总线首次推出是在1979年，Motorola公司将SPI总线集成在他们第一支改自68000微处理器的微控制器芯片上。

SPI总线是微控制器四线的外部总线（相对于内部总线）。

与IIC不同，SPI没有明文标准，只是一种事实标准，对通信操作的实现只作一般的抽象描述，芯片厂商与驱动开发者通过data sheets和application notes沟通实现上的细节。

SPI对于有经验的数字电子工程师来说，用SPI互联两支数字设备是相当直观的。

SPI是种四根信号线协议（如图）：•SCLK: Serial Clock (output from master);•MOSI; SIMO: Master Output, Slave Input(output from master); •MISO; SOMI: Master Input, Slave Output(output from slave); •SS: Slave Select (active low, outputfrom master).SPI是［单主设备（ single-master ）］通信协议，这意味着总线中的只有一支中心设备能发起通信。

SPI、CAN、I2C总线总结一、SPI总线（serial peripheral interface）二、CAN总线(Controller area network)CAN是ISO认证的国际标准化串行通信协议。

CAN协议中，所有的消息都以固定的格式发送。

和总线连接的单元没有I2C类似的“地址”信息，但是每个单元都要有相同的通信速率。

CAN总线是可同时连接多个单元总线，可以连接的单元总数理论上是没有限制的，理论上，CAN总线上的节点数几乎不受限制，可达到2000个，实际上受电气特性的限制，最多只能接100多个节点。

三是实际上可连接的单元数受总线上的时间延迟及电器负载的限制。

降低通信速率，可连接的单元数增加；提高通信速率，则可连接的单元数减少。

CAN协议覆盖了ISO规定的OSI基本参照模型中传输层、数据链路层和物理层。

数据链路层分为MAC层和LLC子层。

MAC子层是CAN协议中核心部分。

数据链路层的功能是将物理层收到的信号组织成有意义的消息，并提供传输错误控制等传输控制的流程。

具体就是消息的帧化、仲裁、应答、错误的检测和报告。

数据链路层的功能通常在CAN控制器的硬件中执行。

物理层定义了信息实际的发送方式，位时序、位的编码方式及同步的步骤，具体信号的电平、通信速度、驱动器和总线电器特性由用户根据需求自行确定。

但是ISO 定义了两种不同物理层，一种是通信速度是最高1Mbps,总线最大长度是40m，最大连接数为30；另一种是通信速度最高是125kbps，但是总线长度可达1000m，最大连接数为20。

当两个以上的单元同时发送消息时，根据标识符（ID）来决定优先级，ID并不是表示发送的目的地址，而是表示访问总线的消息的优先级。

两个以上单元同时发送消息时，对各个消息的ID每位进行逐个仲裁比较，仲裁获胜的单元可以继续发送消息。

ID给出的不是目标节点地址，而是这个报文本身的特征。

信息以广播方式在网络上发送，所有节点都可以接收到。

SPII2CUART三种串行总线的原理区别及应用SPI（Serial Peripheral Interface），I2C（Inter-Integrated Circuit）和UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是常见的串行总线通信协议，它们在嵌入式系统中被广泛使用。

以下是对这三种串行总线的原理、区别及应用的详细介绍。

1. SPI（Serial Peripheral Interface）SPI是一种同步的、全双工的串行总线协议，通常由一个主设备和一个或多个从设备组成。

SPI总线上通信是基于时钟信号进行同步的，主设备产生时钟信号，从设备在时钟的边沿上发送和接收数据。

在SPI总线上，主设备控制通信的起始和结束，并通过片选信号选择与之通信的从设备。

SPI总线上的数据传输是基于多线制的，其中包括主设备的时钟线（SCLK）、数据输出线（MOSI）、数据输入线（MISO）和片选线（SS）。

SPI总线具有以下特点：-速度较快，可以达到十几MHz甚至上百MHz的传输速率。

-支持多主设备，但每个时刻只能有一个主设备处于活动状态。

-适用于短距离通信，通常在PCB上的芯片之间进行通信。

-数据传输可靠性较高。

SPI总线广泛应用于各种设备之间的数据传输，例如存储器、传感器、显示模块等。

2. I2C（Inter-Integrated Circuit）I2C也是一种同步的、双向的串行总线协议，由一个主设备和一个或多个从设备组成。

I2C总线上的通信也是基于时钟信号进行同步的，主设备产生时钟信号和开始/停止条件，从设备在时钟边沿上发送和接收数据。

I2C总线上的数据传输是基于两根线—串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）。

I2C总线具有以下特点：- 通信速度较慢，大多数设备的传输速率为100kbps，但也支持高达3.4Mbps的快速模式。

-支持多主设备，可以同时连接多个主设备。

IIC总线原理1 起始和终止都按时序图写他们的程序。

开始电平（建立>4.7us) 下降沿或上升沿(保持>4us) 之后电平（scl=0:为接受下一个数据做准备）2对于不带回值得函数，应当定义为void类型，在此函数体中不得出现Return语句。

void I2cStart() 起始信号的模拟{SDA=1; 初始条件，强制Delay10us(); >4.7usSCL=1; 初始条件,建立时间使SDA保持时间>4.7usDelay10us();//建立时间是SDA保持时间>4.7usSDA=0;Delay10us();//保持时间是>4usSCL=0;Delay10us();起始信号：在SCL时钟信号在高电平期间SDA信号产生一个下降沿起始之后SDA和SCL都为02 void I2cStop() 由主控制器(有CPU的：单片机）主动建立的{SDA=0;Delay10us();SCL=1;Delay10us();//建立时间大于4.7usSDA=1;Delay10us();}终止信号：在SCL时钟信号高电平期间SDA信号产生一个上升沿结束之后保持SDA和SCL都为1；表示总线空闲void Pcf8591SendByte(unsigned char channel){I2cStart();I2cSendByte(WRITEADDR);//发送写器件地址I2cSendByte(0x40|channel);//发送控制寄存器I2cStop();}在开始和停止条件之间从发送机传输到接收机的数据字节数是没有限制的一个主控能控制信号的传输和时钟频率。

如单片机置位和复位SDA和SCL来产生发送或接收数据的脉冲。

单片机令SDA=1时，释放数据SDA,让别的器件来控制SDA启动与停止数据传输时：单片机令SCL=0，是为下一个数据的传送做准备。

SCL=1时，SDA要保持1或0不变，因为此时接收器正在读取数据SCL=0时，允许SDA的电平发送改变，此时接收器不读取SDA上的数据总线上每传送一位数据都有一个时钟脉冲与之对应（同步控制）主控器给被控器发送应答信号子函数中：哪里有Return语句，哪里就是此函数的结束。

SPII2CUART三种串行总线协议及其区别SPI（Serial Peripheral Interface）是一种常见的串行总线协议，主要用于单片机和外部设备之间的通信。

SPI协议需要同时使用多个信号线，包括时钟信号、主从选择信号、数据输入信号和数据输出信号。

SPI协议是一种全双工的通信方式，数据可以双向传输。

SPI通信协议的特点包括以下几点：1.时钟信号：SPI协议中的设备之间使用了共享的时钟信号，时钟信号用于同步数据传输。

时钟信号由主设备控制，并且时钟频率可以根据需要调整。

SPI协议没有固定的时钟频率限制，可以根据实际需求进行调整。

2.主从选择信号：SPI协议中的从设备需要通过主从选择信号进行选择。

主设备通过拉低从设备的主从选择信号来选择与之通信的从设备。

可同时与多个从设备通信。

3.数据传输：SPI协议是一种由主设备控制的同步通信协议，数据在时钟的边沿上升移位。

主设备在时钟的上升沿将数据发送给从设备，从设备在时钟的下降沿将数据发送给主设备。

SPI协议的优势在于速度快、可靠性高，适合于需要高速传输的应用，如存储器、显示器驱动等。

I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种常见的串行总线协议，主要用于集成电路之间的通信。

I2C协议仅需要两根信号线：序列时钟线（SCL）和串行数据线（SDA）。

I2C协议是一种半双工通信方式，数据只能单向传输。

I2C通信协议的特点包括以下几点：1.序列时钟线（SCL）：SCL是在主设备和从设备之间共享的信号线，用于同步数据传输。

主设备通过拉高和拉低SCL来控制数据传输的时钟频率。

2.串行数据线（SDA）：SDA负责数据的传输。

数据在SCL的上升沿或下降沿变化时，主设备或从设备将数据写入或读取出来。

3.地址寻址：I2C协议使用7位或10位的地址寻址，从设备可以根据地址进行选择。

I2C协议的优势在于可以连接多个设备，节省了引脚，适用于多设备之间的通信，如传感器、温度传感器、压力传感器等。

I2C总线和SPI总线总结I2C（Inter-Integrated Circuit）总线是一种由Philips公司于1982年推出的串行通信协议。

它是一种双线制协议，使用两根线（一根为时钟线SCL，另一根为数据线SDA）进行通信。

其中SCL由主设备控制，用于发送时钟信号，而SDA用于双向数据传输。

其中，每个设备都有唯一的地址，可以由主设备选择通信。

I2C总线支持多主设备操作，即多个主设备可以对同一总线上的多个从设备进行通信。

1.速度较低：I2C总线的速度通常在100kHz、400kHz、1MHz等级，相对于其他总线来说较低。

这使得I2C总线适合用于较短距离的通信和低速设备。

2.优秀的设备兼容性：I2C总线的主设备可以与各种不同的从设备进行通信，如温度传感器、光照传感器、EEPROM存储器等。

这使得I2C总线在很多应用中被广泛使用。

3.线路简单：由于只需要两根线，所以I2C总线的线路相对简单，成本较低。

同时，可以通过电平转换器将3.3V和5V之间的设备连接到同一总线上。

4.支持多主结构：I2C总线可以连接多个主设备和多个从设备，实现多设备之间的通信。

这使得I2C总线非常适合在多个设备之间进行通信和控制。

SPI（Serial Peripheral Interface）总线是一种由Motorola公司于1980年代推出的串行通信协议。

与I2C总线不同，SPI总线是一种四线制协议，包括一个时钟线（SCLK）、一个主设备输出线（MOSI）、一个主设备输入线（MISO）和一个片选线（SS）。

SPI总线的主要特点是：1.高速传输：SPI总线通常支持较高的速度，可达到几百kHz甚至几十MHz的级别。

这使得SPI总线非常适合在高速设备之间进行快速数据传输，如存储器、传感器和带宽要求较高的外设。

2.数据传输双向：SPI总线支持双向数据传输，主设备可以向从设备发送数据，同时也可以接收从设备的数据。

这使得SPI总线适用于需要双向数据传输的应用，如存储器芯片的读写操作。

【转载】SPI总线和I2C总线的异同点总结的简单、明了、适⽤！⼀：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、、AD，还有和数字信号解码器之间。

（1）MOSI – 主器件，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 –，由主器件产⽣,最⼤为fPCLK/2，从模式频率最⼤为fCPU/2（4）NSS – 从器件使能信号，由主器件控制,有的IC会标注为CS(Chip select)⼆：I2C总线是由Philips公司开发的⼀种简单、双向⼆线制同步串⾏总线。

它只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息。

SDA（串⾏数据线）和SCL（串⾏时钟线）都是双向I/O线。

三：2种总线的异同点1：I2C总线是半双⼯，2根线SCL SDA；SPI总线实现全双⼯，4根线SCK CS MOSI MISO。

2：I2C是多主机总线，通过SDA上的地址信息来锁定从设备；SPI只有⼀个主设备，主设备通过CS⽚选来确定从设备。

3：I2C总线传输速度100Kbps----4Mbps；SPI可达30Mbps以上。

4：I2C总线空闲时SDA SCL都是⾼电平，SPI总线空闲状态由CPOL(时钟极性)决定。

5：I2C⾼电平时SDA下降沿标志传输开始，上升沿标志传输结束；SPI总线CS拉低标志传输开始，CS拉⾼标志传输结束。

6：I2C总线SCL⾼电平采样；SPI具体根据CPHA(时钟相位)决定，⼀般情况下，master device是SCK的上升沿发送，下降沿采集。

7：I2C和SPI总线数据传输都是MSB（最⾼有效位）在前，LSB在后（串⼝是LSB在前）。

8：I2C总线和SPI总线时钟都是由主设备产⽣，并且只在数据传输时发出时钟。

CANI2SI2CSPI总线接口总结CAN（Controller Area Network）是一种面向实时通信的串行总线标准。

它最初是由Bosch公司开发，主要用于汽车电子系统中的控制和通信。

CAN总线采用差分信号传输，拥有较高的抗干扰能力和可靠性，可实现在复杂电气环境下的快速数据传输。

CAN总线可以支持多个设备的分布式通信，通过先进的协议机制实现高效的数据传输和数据帧的优先级设置。

CAN总线的通信速率通常为1 Mbps，可以满足实时性要求较高的应用场景，如汽车电子、工业控制和航空航天等。

I2S（Inter-IC Sound）是一种串行音频接口标准。

它由飞利浦（Philips）公司提出，用于在音频设备之间传输音频数据。

I2S接口采用三线制的同步通信方式，包括一个时钟线、一个数据线和一个帧同步线。

I2S接口支持双向通信，可以同时传输音频数据和控制信号。

I2S接口的主要特点是高保真音频传输和灵活的系统集成能力。

它广泛应用于消费电子产品，如音频解码器、音频处理器、音频放大器等。

I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信总线标准。

它由Philips公司开发，用于连接集成电路之间的通信。

I2C总线采用双线制的同步通信方式，包括一个时钟线和一个数据线。

I2C总线可以支持多个设备的串行连接，每个设备都有一个唯一的地址，可以通过该地址进行单独访问。

I2C总线具有简单、低功耗和可靠的特点，适用于连接存储器、传感器、显示器和其他外设等。

它的通信速率通常在100 kbps到3.4 Mbps之间，适用于中等速度的数据传输。

SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行外设接口标准。

它最早由Motorola公司提出，用于连接微控制器和外设之间的通信。

SPI总线采用四线制的同步通信方式，包括一个时钟线、一个主从选择线、一个主机输出从机输入线和一个主机输入从机输出线。