UART,USART,SPI,I2C等总线的介绍与区别20160526

首先来说一下UART和USART的区别：

1.字面意义：

UART：universal asynchronous receiver and transmitter通用异步收发器；

USART:universal synchronous asynchronous receiver and transmitter通用同步异步收发器。一般而言，单片机中
，名称为UART的接口一般只能用于异步串行通讯，而名称为USART的接口既可以用于同步串行通讯，也能用于异步串行
通讯。

2.区别：

UART需要固定的波特率，就是说两位数据的间隔要相等。 UART总线是异步串口，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，硬件上有两根线，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。

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，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。

综上可以看出，USART相对UART来说是在异步通信的基础上还有同步的功能，USART能够提供主动时钟。

说一下SPI、I2C、UART三种串行总线协议的区别：

1,字面意思上：

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)

2.各总线的信号线：

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。

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，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。一根数据线上传输的一条报文包括：开始信号+设备地址+命令+数据+(ACK)+停止信号

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。

从第二点明显可以看出，SPI和UART可以实现全双工，但I2C不行；

总结：I2C线更少，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，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，UART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。