SPI、I2C、UART三種串行總線的原理、區別及應用_第1頁
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1、簡單描述:SPI 和I2C這兩種通信方式都是短距離的,芯片和芯片之間或者其他元器件如傳感器和芯片之間的通信。SPI和IIC是板上通信,IIC有時也會做板間通信,不過距離甚短,不過超過一米,例如一些觸摸屏,手機液晶屏那些很薄膜排線很多用IIC,I2C能用于替代標準的并行總線,能連接的各種集成電路和功能模塊。I2C 是多主控總線,所以任何一個設備都能像主控器一樣工作,并控制總線。總線上每一個設備都有一個獨一無二的地址,根據設備它們自己的能力,它們可以作為發射器或接收器工作。多路微控制器能在同一個I2C總線上共存這兩種線屬于低速傳輸;而UART是應用于兩個設備之間的通信,如用單片機做好的設備和計算機

2、的通信。這樣的通信可以做長距離的。UART和,UART就是我們指的串口,速度比上面三者快,最高達100K左右,用與計算機與設備或者計算機和計算之間通信,但有效范圍不會很長,約10米左右,UART優點是支持面廣,程序設計結構很簡單,隨著USB的發展,UART也逐漸走向下坡;SmBus有點類似于USB設備跟計算機那樣的短距離通信。簡單的狹義的說SPI和I2C是做在電路板上的。而UART和SMBUS是在機器外面連接兩個機器的。詳細描述:1、UART(TX,RX就是兩線,一根發送一根接收,可以全雙工通信,線數也比較少。數據是異步傳輸的,對雙方的時序要求比較嚴格,通信速度也不是很快。在多機通信上面用的最

3、多。2、SPI(CLK,I/O,O,CS接口和上面UART相比,多了一條同步時鐘線,上面UART 的缺點也就是它的優點了,對通信雙方的時序要求不嚴格不同設備之間可以很容易結合,而且通信速度非常快。一般用在產品內部元件之間的高速數據通信上面,如大容量存儲器等。3、I2C(SCL,SDA接口也是兩線接口,它是兩根線之間通過復雜的邏輯關系傳輸數據的,通信速度不高,程序寫起來也比較復雜。一般單片機系統里主要用來和24C02等小容易存儲器連接。SPI:高速同步串行口。34線接口,收發獨立、可同步進行UART:通用異步串行口。按照標準波特率完成雙向通訊,速度慢SPI:一種串行傳輸方式,三線制,網上可找到其

4、通信協議和用法的3根線實現數據雙向傳輸串行外圍接口 Serial peripheral interfaceUART:通用異步收發器UART是用于控制計算機與串行設備的芯片。有一點要注意的是,它提供了RS-232C數據終端設備接口,這樣計算機就可以和調制解調器或其它使用RS-232C接口的串行設備通信了。作為接口的一部分,UART還提供以下功能:將由計算機內部傳送過來的并行數據轉換為輸出的串行數據流。將計算機外部來的串行數據轉換為字節,供計算機內部使用并行數據的器件使用。在輸出的串行數據流中加入奇偶校驗位,并對從外部接收的數據流進行奇偶校驗。在輸出數據流中加入啟停標記,并從接收數據流中刪除啟停標

5、記。處理由鍵盤或鼠標發出的中斷信號(鍵盤和鼠票也是串行設備。可以處理計算機與外部串行設備的同步管理問題。有一些比較高檔的UART還提供輸入輸出數據的緩沖區,現在比較新的UART是16550,它可以在計算機需要處理數據前在其緩沖區內存儲16字節數據,而通常的UART是8250。現在如果您購買一個內置的調制解調器,此調制解調器內部通常就會有16550 UART。I2C: 能用于替代標準的并行總線,能連接的各種集成電路和功能模塊。I2C是多主控總線,所以任何一個設備都能像主控器一樣工作,并控制總線。總線上每一個設備都有一個獨一無二的地址,根據設備它們自己的能力,它們可以作為發射器或接收器工作。多路微

6、控制器能在同一個I2C總線上共存。I2C總線:I2C總線最主要的優點是其簡單性和有效性。由于接口直接在組件之上,因此I2C總線占用的空間非常小,減少了電路板的空間和芯片管腳的數量,降低了互聯成本。總線的長度可高達25英尺,并且能夠以10Kbps的最大傳輸速率支持40個組件。I2C總線的另一個優點是,它支持多主控(multimastering,其中任何能夠進行發送和接收的設備都可以成為主總線。一個主控能夠控制信號的傳輸和時鐘頻率。當然,在任何時間點上只能有一個主控。UART:單端,遠距離傳輸。大多數計算機包含兩個基于RS232的串口。串口同時也是儀器儀表設備通用的通信協議;很多GPIB兼容的設備

7、也帶有RS-232口。同時,串口通信協議也可以用于獲取遠程采集設備的數據。串口通信的概念非常簡單,串口按位(bit發送和接收字節。盡管比按字節(byte的并行通信慢,但是串口可以在使用一根線發送數據的同時用另一根線接收數據。它很簡單并且能夠實現遠距離通信。比如IEEE488定義并行通行狀態時,規定設備線總常不得超過20米,并且任意兩個設備間的長度不得超過2米;而對于串口而言,長度可達1200米。具體的適用范圍就可多了,軍用,醫療.到處到能用。第一個區別當然是名字:SPI(Serial Peripheral Interface:串行外設接口;I2C(INTER IC BUS:意為IC之間總線UA

8、RT(Universal Asynchronous Receiver Transmitter:通用異步收發器第二,區別在電氣信號線上:SPI總線由三條信號線組成:串行時鐘(SCLK、串行數據輸出(SDO、串行數據輸入(SDI。SPI總線可以實現多個SPI設備互相連接。提供SPI串行時鐘的SPI設備為SPI主機或主設備(Master,其他設備為SPI從機或從設備(Slave。主從設備間可以實現全雙工通信,當有多個從設備時,還可以增加一條從設備選擇線。如果用通用IO口模擬SPI總線,必須要有一個輸出口(SDO,一個輸入口(SDI,另一個口則視實現的設備類型而定,如果要實現主從設備,則需輸入輸出口,

9、若只實現主設備,則需輸出口即可,若只實現從設備,則只需輸入口即可。I2C總線是雙向、兩線(SCL、SDA、串行、多主控(multi-master接口標準,具有總線仲裁機制,非常適合在器件之間進行近距離、非經常性的數據通信。在它的協議體系中,傳輸數據時都會帶上目的設備的設備地址,因此可以實現設備組網。如果用通用IO口模擬I2C總線,并實現雙向傳輸,則需一個輸入輸出口(SDA,另外還需一個輸出口(SCL。(注:I2C資料了解得比較少,這里的描述可能很不完備UART總線是異步串口,因此一般比前兩種同步串口的結構要復雜很多,一般由波特率產生器(產生的波特率等于傳輸波特率的16倍、UART接收器、UART 發送器組成,硬件上由兩根線,一根用于發送,一根用于接收。顯然,如果用通用IO口模擬UART總線,則需一個輸入口,一個輸出口。第三,從第二點明顯可以看出,SPI和UART可以實現全雙工,但I2C不行;第四,看看牛人們的意見吧!wudanyu:I2C線更少,我覺得比UART、SPI更為強大,但是技術上也更加麻煩些,因為I2C需要有雙向IO的支持,而且使用上拉

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