UART、IIC、SPI通信协议及区别与特点

IIC（集成电路总线）是一种常见的通信协议，常用于连接主控芯片和外部设备，比如EEPROM（电子可擦除可编程只读存储器）。在使用IIC协议进行EEPROM的读写操作时，需要通过SCL（同步时钟线）和SDA（数据线）两条线进行通信。 与UART（通用异步收发传输）和SPI（串行外围设备接口）相比，IIC具有一些独特的特点。首先是通信方式，UART采用异步通信方式，而IIC和SPI采用同步通信方式。异步通信中，发送方和接收方的时钟频率不同。而在同步通信中，发送方和接收方的时钟频率必须相同，且需要通过同步时钟线进行同步。 在信号引脚方面，UART需要发送端（TX）和接收端（RX）以及地线（GND），而SPI需要同步时钟线（SCK）、主机输入线（MISO）、主机输出线（MOSI）以及片选信号线（CS_N）。而IIC只需两根信号线，即同步时钟线（SCL）和数据线（SDA）。 传输速率方面，UART的传输速率取决于设定的波特率，而SPI的传输速率可以达到非常高的速率。IIC协议分为三种标准速率：标准（100kbit/s）、快速（400kbit/s）和高速（3.4Mbit/s）。在实际读写EEPROM的实验中，通常使用的是标准速率或快速速率。 另外，SPI协议在读写FLASH时速率会比较高，为(50Mbit/s)/16=3.125 Mbit/s。而在IIC协议读写EEPROM时，速率会比较低，为(50Mbit/s)/250=200Kbit/s。 在通信效率方面，同步通信相对于异步通信具有更高的效率。但是，同步通信也更加复杂，双方时钟的允许偏差要小，需要进行比较严格的时钟同步操作。 综上所述，IIC作为一种集成电路总线协议，在连接主控芯片和外部设备（如EEPROM）时，具有简单的信号引脚、较低的传输速率以及半双工的同步通信方式。与UART和SPI相比，IIC在某些应用场景下更加适用，但也需要注意时钟同步等相关问题。