UART、I2C、SPI通信协议

UART

UART：通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)，是一种异步收发传输器。它将要传输的资料在串行通信与并行通信之间加以转换。串型表示一个时钟只能发送一位，异步代表收发方没有同步的时钟信号，每传送一个数据都要加上表示数据开始和结束的额外信息。所以UART发送速率和效率都较低。有时为了增强数据抗干扰能力、长距离传输。需要把TTL电平信号转换成RS-232信号即3到12V表示0，-3到-12V表示1。

1、平时数据线处于空闲状态“1”
2、有数据开始跳变为起始位“0”
3、起始位后面可以跟5-8位数据位，低位先发
4、数据位后面可以接校验位（偶校验或奇校验即保证数据中“1”的个数为奇数或偶数）
5、最后是停止位“1”

I2C

IIC(Inter－Integrated Circuit)总线是一种由 PHILIPS 公司开发的两线式串行总线。它是由数据线 SDA 和时钟 SCL 构成的串行总线，有同步时钟。

开始信号：SCL 为高电平时，SDA 由高电平向低电平跳变，开始传送数据。
结束信号：SCL 为高电平时，SDA 由低电平向高电平跳变，结束传送数据。
应答信号：接收方接收到 8bit 数据后，向发送方 发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。若未收到应答信号，由判断为受控单元出现故障。
传输数据时，SDA上的数据只能在SCL为低电平时变化，即SCL为高电平，SDA必须稳定。
下图一个完整的主机访问从机的过程

SPI
SPI：串行外设接口（Serial Peripheral Interface），SPI的设备共有的，它们是SDI（数据输入）、SDO（数据输出）、SCLK（时钟）、CS（片选）。也可以是：SCK、MOSI（主机发送从机接收）、MISO（从机发送主机接收）、SSEL（片选）

数据输出通过 SDO线，数据在时钟上升沿或下降沿时改变，在紧接着的下降沿或上升沿被读取。完成一位数据传输，输入也使用同样原理。SPI接口的一个缺点：没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据，只能有一个主机。