I2C和SPI总线对比
I2C是半双工，SPI的全双工，uart是全双工。
单工、半双工、全双工
单工数据传输只支持数据在一个方向上传输；
半双工数据传输允许数据在两个方向上传输，但是，在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信；
全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输，因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。
同步是阻塞模式，异步是非阻塞模式。
在总线通信上 同步异步主要看有没有时钟线控制数据传输，spi i2c 有时钟线 所以是同步方式，而uart没有，靠的是通信双方约定好的波特率传输数据。属于异步通讯
I2C是半双工，SPI的全双工，uart是全双工。
IIC vs SPI现今，在低端数字通信应用领域，我们随处可见IIC (Inter-Integrated Circuit) 和 SPI (Serial Peripheral Interface)的身影。原因是这两种通信协议非常适合近距离低速芯片间通信。Philips（for IIC）和Motorola（for SPI） 出于不同背景和市场需求制定了这两种标准通信协议。IIC 开发于1982年，当时是为了给电视机内的CPU和外围芯片提供更简易的互联方式。电视机是最早的嵌入式系统之一，而最初的嵌入系统是使用内存映射（memory-mapped I/O）的方式来互联微控制器和外围设备的。要实现内存映射，设备必须并联入微控制器的数据线和地址线，这种方式在连接多个外设时需大量线路和额外地址解码芯片，很不方便并且成本高。为了节省微控制器的引脚和和额外的逻辑芯片，使印刷电路板更简单，成本更低，位于荷兰的Philips实验室开发了 ‘Inter-Integrated Circuit’，IIC 或 IIC ，一种只使用二根线接连所有外围芯片的总线协议。最初的标准定义总线速度为100kbps。经历几次修订，主要是1995年的400kbps，1998的3.4Mbps。有迹象表明，SPI总线首次推出是在1979年，Motorola公司将SPI总线集成在他们第一支改自68000微处理器的微控制器芯片上。SPI总线是微控制器四线的外部总线（相对于内部总线）。与IIC不同，SPI没有明文标准，只是一种事实标准，对通信操作的实现只作一般的抽象描述，芯片厂商与驱动开发者通过data sheets和application notes沟通实现上的细节。SPI对于有经验的数字电子工程师来说，用SPI互联两支数字设备是相当直观的。SPI是种四根信号线协议（如图）：
详细剖析I2C和SPI通信协议的区别
SCLK: Serial Clock (output from master);
MOSI; SIMO: Master Output, Slave Input(output from master);
MISO; SOMI: Master Input, Slave Output(output from slave);
SS: Slave Select (active low, outputfrom master).
IIC vs SPI: 哪位是赢家？我们来对比一下IIC 和 SPI的一些关键点：第一，总线拓扑结构/信号路由/硬件资源耗费IIC 只需两根信号线，而标准SPI至少四根信号，如果有多个从设备，信号需要更多。一些SPI变种虽然只使用三根线——SCLK, SS和双向的MISO/MOSI，但SS线还是要和从设备一对一根。另外，如果SPI要实现多主设备结构，总线系统需额外的逻辑和线路。用IIC 构建系统总线唯一的问题是有限的7位地址空间，但这个问题新标准已经解决——使用10位地址。从第一点上看，IIC是明显的大赢家。第二，数据吞吐/传输速度如果应用中必须使用高速数据传输，那么SPI是必然的选择。因为SPI是全双工，IIC 的不是。SPI没有定义速度限制，一般的实现通常能达到甚至超过10 Mbps。IIC 最高的速度也就快速+模式（1 Mbps）和高速模式（3.4 Mbps），后面的模式还需要额外的I/O缓冲区，还并不是总是容易实现的。第三，优雅性IIC 常被称更优雅于SPI。
下面主要总结一下2种总线的异同点：
1 iic总线不是全双工（半双工），2根线SCL SDA。spi总线实现全双工，4根线SCK CS MOSI MISO
2 iic总线是多主机总线，通过SDA上的地址信息来锁定从设备。spi总线只有一个主设备，主设备通过CS片选来确定从设备
3 iic总线传输速度在100kbps-4Mbps。spi总线传输速度更快，可以达到30Mbps以上。
4 iic总线空闲状态下SDA SCL都是高电平。spi总线空闲状态MOSI MISO也都是 SCK是有CPOL决定的
5 iic总线scl高电平时sda下降沿标志传输开始，上升沿标志传输结束。spi总线cs拉低标志传输开始，cs拉高标志传输结束
（注意：有的控制器TRAN_CSR寄存器， GoBusy位: 向该位写 0 不起作用，写 1 将该位置 1 并启动一次传输，传输结束后该位自动清零（软复位亦可将 该位清零）。发起新的传输前，软件应查询该寄存器，该寄存器为 0 时才可发起新传输)
6 iic总线是SCL高电平采样。spi总线因为是全双工，因此是沿采样，具体要根据CPHA决定。一般情况下master device是SCK的上升沿发送，下降沿采集
7 iic总线和spi总线数据传输都是MSB在前，LSB在后（串口是LSB在前）
8 iic总线和spi总线时钟都是由主设备产生，并且只在数据传输时发出时钟
9 iic总线读写时序比较固定统一，设备驱动编写方便。spi总线不同从设备读写时序差别比较大，因此必须根据具体的设备datasheet来实现读写，相对复杂一些。