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I2C、SPI、UART三种通信总线有什么区别?面试时回答不上来?

  I2C、SPI、UART这三种通信总线都是在嵌入式领域非常常见的,目前主流的SOC芯片都内置了这三种总线的控制器,各种Sensor、Touch、蓝牙模块、WIFI模块等也都兼容这三种通信协议的1种以上。但是这三种总线通信协议差别却不是很大,所以在面试时也是面试官喜欢问的。

  I2C:半双工、同步、串行传输,物理上只有两根线(SDA/SCL);传输数据必须8位8位的传输。

  SPI:全双工、同步、串行传输,收发独立,传输速率高,但是没有指定的流控制,没有应答机制确认是否接收到数据。物理上4根线(CLK/SDI/SDO/CS),因为是全双工,并且不需要寻址,所以速度要比I2C快,但是占用的物理线C多;通信时可以一位一位的传输数据。

  UART:全双工、异步、串行传输,收发独立,UART总线并没有时钟线,所以需要提前约定对应的波特率,传输速度较慢,物理上4根线(VCC/TX/RX/GND),虽然速度慢,但是可用于不同主机间的通信,通常用于debug调试非常方便;传输时数据位可以5、6、7、8位。

  半双工:数据可以在两个方向上进行传输,但是同一时刻,只允许数据在一个方向上传输,相当于单工通信的分时复用。

  同步通信要求发收双方具有同频同相的同步时钟信号(一般共用一个时钟), 同步通信效率高。

  异步通信的收发双方没有同步时钟,比如UART,收发双方仅仅是约定,你按照什么样的速率发,而我也按照这样的速率去接收,这样如果速度越快,那么信号宽度越窄,误差就越大,所以异步通信效率较低。

  通信速度上,SPI最快,UART最慢;通信距离上,I2C和SPI通常用于片上通信,而UART通常用于设备间通信,比如PC机和我们要调试的产品设备。

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