目錄
- 一、3種協議的對比
- 二、典型應用場景
- 三、選型建議
以下是SPI、I2C和UART三種串行通信協議的對比分析及適用場景總結：
一、3種協議的對比
. 對比其他接口
| 特性 | I2C | SPI | UART |
|---|---|---|---|
| 信號線數量 | 2（SCL + SDA） | 4（SCK + MOSI + MISO + SS/CS） | 2（TX + RX） |
| 數據線 | 1（雙向SDA） | 2（MOSI + MISO） | 1（單向TX/RX） |
| 通信方式 | 半雙工同步串行（雙向復用） | 全雙工同步串行（同時收發） | 全雙工異步串行++（獨立收發） |
| 速度 | 低速（最高3.4 MHz） | 高速（可達50 MHz+） | 低速（通常<115200 bps）低于I2C |
| 設備尋址 | 通過地址（7/10位） | 通過片選線（SS/CS） | 無（需額外協議） |
| 拓撲結構? | 多主多從?（多對對） | 單主多從（一對多） | 點對點（一對一） |
| 典型應用 | 傳感器、EEPROM、RTC | 存儲器、顯示屏、ADC | 調試串口、無線模塊 |
| 協議 | 優點 | 缺點 |
|---|---|---|
| I2C? | 1. 引腳資源節省?2. 支持多主多從架構?. 內置地址尋址機制 | 1. 速度較低?2. 總線長度受限（一般<1米）?3. 需上拉電阻增加功耗? |
| ?SPI? | 1. 高速數據傳輸?2. 無中斷連續傳輸能力?3. 硬件實現簡單 | 1. 引腳占用多（4+N條SS線）?2. 無硬件級沖突檢測機制? |
| ?UART? | 1. 無需時鐘同步?2. 協議簡單易實現?3. 支持長距離通信（配合RS485可達千米）? | 1. 需精確波特率匹配?2. 無多設備直連能力?3. 數據幀格式固定? |
二、典型應用場景
?SPI適用場景?
高速外設：Flash存儲器、TFT顯示屏?
實時性要求高的系統：ADC/DAC模塊、數字信號處理器?
短距離板級通信（通常<30cm）?
?I2C適用場景?
低速傳感器：溫度/濕度傳感器、加速度計?
系統管理總線：RTC時鐘模塊、EEPROM存儲器?
低功耗設備：智能手表、IoT終端?
?UART適用場景?
調試接口：MCU與PC通信?
工業控制：PLC與HMI通信（配合RS485）?
無線模塊：藍牙/WiFi模組數據傳輸?
三、選型建議
需求特征 推薦協議
超高速傳輸（>1Mbps） SPI?
多設備擴展需求 I2C?
長距離通信（>1米） UART+RS485?3
低功耗設計 I2C?
簡單點對點通信 UART?
通過綜合通信速率、設備數量、布線復雜度等參數，可快速選擇最適配的協議方案?。
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