I²C与SPI：简化低速芯片间的通信对比

I2C（Inter-Integrated Circuit）和SPI（Serial Peripheral Interface）是两种广泛应用于低端数字通信领域的总线协议，它们专为近距离、低速的芯片间通信设计。I2C由Philips公司于1982年开发，初衷是为了简化电视机内CPU与外围芯片之间的连接，当时嵌入式系统主要依赖内存映射I/O，这导致了连接复杂和成本高的问题。I2C采用两线接口（SDA和SCL），早期标准速率为100kbps，后来经过多次升级，最高可达3.4Mbps。 相比之下，SPI是由Motorola在1979年首次引入的，最初是作为其微控制器芯片的外部总线集成。SPI是一种四线协议（SCK、MOSI、MISO和CS/SS），其中SCK为主时钟，MOSI/SCK和MISO/SCK分别用于双向数据传输，CS/SS为片选信号，控制单个从设备的通信。SPI支持多主模式，但通常只有一个主设备控制通信，使得它在连接和控制多个从设备时更加灵活。 尽管SPI没有官方的明文标准，但它的通信模式相对简单，制造商和开发者通过数据手册和应用笔记共同确定实现细节。这使得SPI在一些需要较少引脚和简化硬件设计的应用中更具优势，尤其是在需要快速数据交换或者处理多个从设备的场合。 总结来说，I2C和SPI各有优劣。I2C因其易于使用和节约引脚资源而被广泛应用在传感器、显示器、存储器等低速、低成本的场景中；而SPI则以其灵活性和多从设备兼容性，在需要快速传输或控制较多外设的系统中表现出色。选择哪种总线取决于具体项目的需求，如设备连接数量、速度需求以及对硬件资源的优化程度。