SPI、I2C、UART、USB串行总线协议的区别

SPI、I2C、UART、USBSPI、I2C、UART三种串行总线协议的区分第一个区分固然是名字：SPI(SerialPeripheralInterface：串行外设接口);I2C(INTERICBUS)UART(UniversalAsynchronousReceiverTransmitter异步收发器)其次，区分在电气信号线上：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)。SPISPI备互相连接。供给SPI串行时钟的SPI设备为SPI主机或主设备(Master)，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。假设用通用IO口模拟SPI总线，必需要有一个输出口(SDO)，一个输入口(SDI)，另一个口则视实现的设备类型而定，假设要实现主从设备，则需输入输出口，假设只实现主设备，则需输出口即可，假设只实现从设备，则只需输入口即可。I2C总线是双向、两线(SCL、SDA)、串行、多主控〔multi-master〕接口标准，具有总线仲裁机制，格外适合在器件之间进行近距离、格外常性的数据通信。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。假设用通用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构造要复杂很多，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。明显，假设用通用IO口模拟UART总线，则需一个输入口，一个输出口。第三，从其次点明显可以看出，SPI和UART可以实现全双工，I2C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，由于I2C需要有双向IO的支持，而且使用上拉电阻，我觉得抗干扰力量较弱，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实现要简洁一些，UART需要固定的波特率，就是说两位数据的间隔要相等，而SPI无所谓，由于它是有时钟的协议。quickmouse：I2C的速度比SPI慢一点，协议比SPI简单一点，但是连线也比标准的SPI要少。UART UART:UniversalAsynchronousReceiver/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。由于计算机内部承受并行数据，不能直接把数据发到Modem，必需经过UART整理才能进展异步传输，其过程为：CPU先把预备写入串行设备的数据放到UART的存放器〔临时内存块〕中，再通过FIFO〔FirstInputFirstOutput，先入先出队列〕传送到串行设备，假设是没有FIFO，信息将变得杂Modem。它是用于掌握计算机与串行设备的芯片。有一点要注意的是，它供给了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。作为接口的一局部，UART还供给以下功能：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参加奇偶校验位，并对从外部接收的数据流进展奇偶校验。在输出数据流中参加启停标记，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治理问题。有一些比较高档的UART还供给输入输出数据的缓冲区，现在比较的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UART8250。现在假设您购置一个内置的调制解调器，此调制解调器内部通常就会有16550UART。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进展通信，包括与监控调试器和其它器件，如EEPROM通信。UARTUART首先将接收到的并行数据转换成串行数据来传输。消78一个可用的奇偶位和一个或几个高位停顿位。接收器觉察开头位时它就知道数据预备发送，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完毕位，对进来的字节进展奇偶校验，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，假设产生一个奇偶错误，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)开头。然而，有些UART允许敏捷选择先发送最低有效位或最高有效位(MSB)。微掌握器中的UART传送数据的速度范围为每秒几百位1.5Mb。例如，嵌入在ElanSC520微掌握器中的高速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，在摩托罗拉微掌握器中被称为串行通信接口(SCI)；Microchip微掌握器中的通用同步异步收发器(USART)和在富士通微掌握器中的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等接口标准标准和总线标准标准，即UART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。由于历史缘由，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。假设配有多个异步串行通信口，则分别称为COM1、COM2...USART USART:(UniversalSynchronous/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，该接口是一个高度敏捷的串行通信设备。其主要特点如下：#全双工操作〔相互独立的接收数据存放器和发送数据寄存器；#支持同步和异步操作；#独立的高精度波特率发生器，不占用定时/计数器；5、6、7、8912#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发送数据存放器空、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局部：时钟发生器、数据发送器和接收器。掌握存放器为全部的模块共享。时钟发生器由同步规律电路〔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，发送器局部由一个单独的写入缓冲器〔发送R移位存放器、校验位发生器和用于处理不同浈构造的掌握逻辑电路构成。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模块最简单的局部，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、掌握规律、移位存放器和两级接收缓冲器〔接收R桢构造，同时支持桢错误、数据溢出和校验错误的检测。SPISPI接口的全称是“SerialPeripheralInterface“,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,由主器件掌握IICI2C(Inter－IntegratedCircuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微掌握器及其外围设备。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，但每个字节后必需跟一位应答位。(这是与SPI总线最显著的不同之处)。-----------------------------AxbbPostat2022-12-1321:17:24IISI2S〔Inter-ICSoundBus〕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MCLK，称为主时钟，也叫系统时钟〔Sysk。 ------------------------------------AxbbPostat2022-12-1321:17:46UARTUART(UniversalAsynchronousReceiver/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参加奇偶校验位，并对从外部接收的数据流进展奇偶校验。在输出数据流中参加启停标记，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治理问题。有一些比较高档的UART还供给输入输出数据的缓冲区。手机中常用TXD，RXD，/RTS，/CTS。-----------------------------AxbbPostat2022-12-1321:18:16JTAGJTAG(JointTestActionGroup联合测试行动小组)是一种国际标准测试协议〔E1兼容，主要用于芯片内部测试。JTAG4TMS、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JTAGDebug接口模块的CPU，只要时钟正常，就可以通过JTAG接口访问CPU的内部存放器和挂在CPU总线上的设备，如FLASH，RAM，内置模块的存放器，象UART，Timers，GPIO等等的存放器。-----------------------------AxbbPostat2022-12-1321:28:25内部资料，给大家共享下！我只略知一二。IIC,最简洁的掌握接口，掌握各种外设常常用到，比方camera，PA，ect。间或也做简洁的数据传输掌握。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