串行接口技术详解：I2C, SPI, One-Wire

该课程主要讲解了三种常见的串行接口技术——I2C串行总线、SPI总线和One-Wire（单总线），涵盖了它们的原理、特点以及应用场景。 1. I2C串行总线原理与应用 I2C是由Philips公司设计的，用于芯片间通信的简单串行总线。它只需要两条线：SCL（时钟）和SDA（数据）。I2C总线上的数据传输以字节为单位，数据格式遵循高位在前的原则。通信过程中包含启动信号、数据字节、应答位和停止信号。I2C总线支持多从设备，通过主设备启动和控制数据传输。由于其简洁的硬件结构和广泛支持的从设备，I2C在嵌入式系统和电子设备中广泛应用，例如在ZLG7290这样的I2C总线键盘/显示器接口芯片中。 2. SPI总线原理与应用 SPI（同步串行外设接口）由Motorola公司开发，是一种三线同步接口，包括SCK（时钟）、MISO（主设备输入，从设备输出）和MOSI（主设备输出，从设备输入）。此外，每个从设备都需要一条独立的片选线CS，以确定与哪个从设备通信。SPI是全双工的，允许数据同时发送和接收。根据需求，主设备可以选择只写不读或只读不写。SPI的数据传输同样以字节为单位，数据格式也是高位在前。SPI在需要高速数据传输和灵活配置的应用中很受欢迎，如传感器、显示模块等。 3. One-Wire（单总线）原理与应用 One-Wire总线由DALLAS公司设计，它只需要一根线就能实现主从设备间的双向通信。每个One-Wire从设备都有一个全球唯一的64位地址，用于主设备的寻址。尽管通信效率高，但One-Wire对时序要求非常严格，例如复位响应和位读写时序都有特定的时间限制。One-Wire总线适用于需要节省引脚资源且通信距离不长的场景，如温度传感器、识别标签等。 4. 串行模/数转换器 串行模数转换器（Serial ADC）是将模拟信号转换为数字信号的设备，通常使用串行接口与微控制器通信。这类转换器常用于需要采集模拟信号并数字化处理的系统中，如声音、温度、压力等传感器。 这些串行接口技术在现代电子设计中扮演着重要角色，尤其在嵌入式系统、物联网设备和智能硬件领域，因其低功耗、低成本和高效性而被广泛采用。了解并掌握这些技术对于硬件开发者和嵌入式软件工程师来说至关重要。