I2C和SPI通信原理

I2C（Inter-Integrated Circuit）和SPI（Serial Peripheral Interface）都是常用的串行通信接口，在微控制器和外围设备之间传输数据。

**I2C通信原理：**
- **双向总线结构**：I2C使用两条信号线，一条是SCL（时钟线），用于同步数据传输；另一条是SDA（数据线），用于发送和接收数据。
- **主从模式**：通常有一个主设备控制通信，其他是从设备。主设备发送起始信号，从设备响应应答信号。
- **仲裁机制**：当多个从设备连接时，主设备通过SCL和SDA的组合信号来决定与哪个设备通信，非被选中的设备会自动进入低电平状态，等待下一次通信机会。
- **停止和重置**：通过SCL拉低并保持一定时间来结束一次传输，重新开始则需要主设备再次发出起始信号。

**SPI通信原理：**
- **单线或多线模式**：SPI支持单线或多线模式，最常见的有四线（MISO、MOSI、SCK、CS）和三线（MOSI、SCK、CS）。
- **全双工**：每个连接的一对设备都可以同时发送和接收数据，通过CS信号线选择一个设备进行通信。
- **异步通信**：通过SCK（时钟线）同步数据传输，数据以时钟周期为单位发送。
- **波特率可配置**：可以通过改变SCK频率调整数据传输速率。
- **数据帧结构**：SPI传输是以字节为单位，每个数据包由起始位、数据位、停止位组成，并可能包含奇偶校验或帧间隔。