UART IIC SPI 解釋以及三者之間的關係
1、UART, SPI, IIC的詳解
UART、SPI、IIC是經常用到的幾個資料傳輸標準，下面分別總結一下：
UART（Universal Asynchronous Receive Transmitter）：也就是我們經常所說的串列埠，基本都用於除錯。
主機和從機至少要接三根線，RX、TX和GND。TX用於傳送資料，RX用於接受資料（收發不是一根線，所以是全雙工方式）。注意A和B通訊A.TX要接B.RX，A.RX要接B.TX（A用TX發B當然要用RX來收了！）
如果A是PC機，B是微控制器，A和B之間還要接一塊電平轉換晶片，用於將TTL/CMOS（微控制器電平）轉換為RS232（PC機電平）。因為TTL/CMOS電平範圍是0~1.8/2.5/3.3/5V(不同微控制器範圍不同)，高電壓表示1，低電壓表示0。而RS232邏輯電平範圍-12V~12V，-5~-12表示高電平，+5~+12V表示低電平（對！你沒有聽錯）。為什麼這麼設定？這就要追溯到調變解調器出生時代了，有興趣自己去查資料！
資料協議：以PC機A給微控制器B發資料為例（1為高電平，0為低電平）：A.TX to B.RX。剛開始B.RX的埠保持1，當A.TX發來一個0作為起始位告訴B我要發資料了！然後就開始發資料，發多少呢？通常一次是5位、6位、7位、8位，這個雙方事先要用軟體設定好。PC機一般會用串列埠助手設定，微控制器會在uart的驅動中設定。一小幀資料傳送完了以後，A.TX給個高電平告訴B.RX我發完了一幀。如果還有資料，就再給個0然後重複上一步。如果雙方約定由校驗位，還要在發停止位1之前傳送個校驗位，不過現在一般都不需要校驗位了，因為出錯的概率太小了，而且一般用於除錯。
一般在串列埠助手上還有個RTS/CTS流控選項，也叫握手，我從來沒用過。搬一段我能理解的介紹：RTS（請求傳送），CTS（清除傳送）。如果要用這兩個功能，那就至少要接5根線：RX+TX+GND+RTS+CTS。當A要傳送資料時，置RTS有效（可能是置1），告訴B我要傳送資料了。當B準備好接受資料後，置CTS有效，告訴A你可以發了。然後他們就實現了兩次握手！挺耽誤時間是不是？這個RTS還可以當電源使用，如果你不用它的握手功能，且電源電流在50mA以下時，就可以把它置為高電平可以當電源用喔~！
SPI（Serial Peripheral Interface, 同步外設介面）是由摩托羅拉公司開發的全雙工同步序列匯流排，該匯流排大量用在與EEPROM、ADC、FRAM和顯示驅動器之類的慢速外設器件通訊。
SPI是一種串行同步通訊協議，由一個主裝置和一個或多個從裝置組成，主裝置啟動一個與從裝置的同步通訊，從而完成資料的交換。SPI 介面由SDI（序列資料輸入），SDO（序列資料輸出），SCK（序列移位時鐘），CS（從使能訊號）四種訊號構成，CS 決定了唯一的與主裝置通訊的從裝置，片選訊號低電平有效。如沒有CS 訊號，則只能存在一個從裝置，主裝置通過產生移位時鐘來發起通訊。通訊時，資料由SDO 輸出，SDI 輸入，資料在時鐘的上升或下降沿由SDO 輸出，在緊接著的下降或上升沿由SDI 讀入，這樣經過8/16 次時鐘的改變，完成8/16 位資料的傳輸。
還是假設A給B發資料（這裡A.SCL接B.SCL, A.SDA接B.SDA）。起初SDA和SCL上的電平都為高電平。然後A先把SDA拉低，等SDA變為低電平後再把SCL拉低(以上兩個動作構成了iic的起始位)，此時SDA就可以傳送資料了，與此同時，SCL傳送一定週期的脈衝（週期和PCLK有關，一般會在IIC的控制暫存器中設定）。SDA傳送資料和SCL傳送脈衝的要符合的關係是：SDA必須在SCL是高電平是保持有效，在SCL是低電平時傳送下一位（SCL會在上升沿對SDA進行取樣）。規定一次必須傳8位資料，8位資料傳輸結束後A釋放SDA，但SCL再發一個脈衝（這是第九個脈衝），這會觸發B通過將SDA置為低電平表示確認（該低電平稱為ACK）。最後SCL先變為高電平，SDA再變為高電平（以上兩個動作稱為結束標誌）如果B沒有將SDA置為0，則A停止傳送下一幀資料。IIC匯流排（即SDA和SCL）上的每個裝置都有唯一地址，資料包傳輸時先發送地址位，接著才是資料。一個地址位元組由7個地址位（可以掛128個裝置）和1個指示位組成（7位定址模式）。指示位是0表示寫，1表示讀。還有10位定址模式，使用兩個位元組來儲存地址，第一個位元組的最低兩位和第二個位元組的8位合起來構成10位地址。
在I2C匯流排的應用中應注意的事項總結為以下幾點 :
1） 嚴格按照時序圖的要求進行操作，
2） 若與口線上帶內部上拉電阻的微控制器介面連線，可以不外加上拉電阻。
3） 程式中為配合相應的傳輸速率，在對口線操作的指令後可用NOP指令加一定的延時。
4） 為了減少意外的干擾訊號將EEPROM內的資料改寫可用外部防寫引腳（如果有），或者在EEPROM內部沒有用的空間寫入標誌字，每次上電時或復位時做一次檢測，判斷EEPROM是否被意外改寫。
關於IIC匯流排的操作注意事項
1、對IIC匯流排的一次操作完之後，需要等待一段時間才能進行第二次操作。否則是啟動不了匯流排的：）
2、在時鐘線（SCL）為高電平的時候，一定不能動資料線（SDA）狀態，除非是啟動或者結束匯流排
2、UART, SPI, IIC的區別與聯絡：
第一個區別當然是名字：
UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter：通用非同步收發器)
SPI(Serial Peripheral Interface：序列外設介面);
I2C(INTER IC BUS)
第二，區別在電氣訊號線上：
SPI匯流排由三條訊號線組成：序列時鐘(SCLK)、序列資料輸出(SDO)、序列資料輸入(SDI)。SPI匯流排可以實現 多個SPI裝置互相連線。提供SPI序列時鐘的SPI裝置為SPI主機或主裝置(Master)，其他裝置為SPI從機或從裝置(Slave)。主從裝置間可以實現全雙工通訊，當有多個從裝置時，還可以增加一條從裝置選擇線。
如果用通用IO口模擬SPI匯流排，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裝置型別而定，如果要實現主從裝置，則需輸入輸出口，若只實現主裝置，則需輸出口即可，若只實現從裝置，則只需輸入口即可。
I2C匯流排是雙向、兩線(SCL、SDA)、序列、多主控（multi-master）介面標準，具有匯流排仲裁機制，非常適合在器件之間進行近距離、非經常性的資料通訊。在它的協議體系中，傳輸資料時都會帶上目的裝置的裝置地址，因此可以實現裝置組網。
如果用通用IO口模擬I2C匯流排，並實現雙向傳輸，則需一個輸入輸出口(SDA)，另外還需一個輸出口(SCL)。（注：I2C資料瞭解得比較少，這裡的描述可能很不完備）
UART匯流排是非同步串列埠，因此一般比前兩種同步串列埠的結構要複雜很多，一般由波特率產生器(產生的波特率等於傳輸波特率的16倍)、UART接收器、UART傳送器組成，硬體上由兩根線，一根用於傳送，一根用於接收。
顯然，如果用通用IO口模擬UART匯流排，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的支援，而且使用上拉電阻，我覺得抗干擾能力較弱，一般用於同一板卡上晶片之間的通訊，較少用於遠距離通訊。SPI實現要簡單一些，UART需要固定的波特率，就是說兩位資料的間隔要相等，而SPI則無所謂，因為它是有時鐘的協議。
quickmouse：I2C的速度比SPI慢一點，協議比SPI複雜一點，但是連線也比標準的SPI要少。
UART一幀可以傳5/6/7/8位，IIC必須是8位。IIC和SPI都從最高位開始傳。
SPI用片選訊號選擇從機，IIC用地址選擇從機。