常見通信的底層數(shù)據(jù)傳輸原理（UART、SPI、I2C）

UART、SPI、 I2C等串行通信是嵌入式開發(fā)中非常常見的通信方式，這些通信的最底層通信原理其實不難，但很多初學(xué)者卻學(xué)不會。

本文分享一些常見通信的底層數(shù)據(jù)傳輸原理。

UART串口

UART：Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用異步收發(fā)傳輸器。 ??? UART串口是最常見的一種串口通信，下面是串口連接上位機電腦，以及RS232應(yīng)用的動畫。

????如上圖，PC 上通過UART來調(diào)試MCU。

上圖，RS-232通過電平轉(zhuǎn)換芯片與MCU通訊。 ?

SPI串行通信

SPI：Serial Peripheral Interface，串行外設(shè)接口。 ??? SPI是一種常見的串行同步通信協(xié)議，其應(yīng)用也非常廣泛。 ????下面是SPI數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r序圖：

????上圖，SPI 數(shù)據(jù)傳輸（1）。

? ? ?????上圖，SPI數(shù)據(jù)傳輸（2）。

????上圖，SPI時序信號。

I2C通信

I2C：Inter-Integrated Circuit，字面意思是集成電路之間，是I2C Bus簡稱。

I2C主要是通過地址來區(qū)分識別從機，其通信原理相對較簡單。

????上圖，I2C總線以及尋址方式。

紅外遙控

紅外遙控在我們現(xiàn)實生活中比較常見，家庭各種遙控器大部分都是紅外遙控。

紅外遙控是通過控制脈寬（高低電平的時間）來實現(xiàn)通信的，只是它是通過紅外無線信號建立通信鏈路（紅外遮擋了就不行，但可反射）。

????如上圖，紅外控制信號也是一個串行通訊信號。

????上圖，紅外信號接收與放大整形電路。

????上圖，一個使用紅外接收光電管控制繼電器進行魚食投喂電路。

串并轉(zhuǎn)換電路

串并轉(zhuǎn)換，就是串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成并口數(shù)據(jù)，通過時鐘控制串行數(shù)據(jù)一位一位傳輸，湊整（8位）就是一個并行數(shù)據(jù)了。

這種轉(zhuǎn)換器有很多現(xiàn)成的芯片，原理很簡單。

上圖，串入、并出移位寄存器。

上圖，由八個D寄存器組成的移位寄存器。

????上圖，串行傳輸示意圖。

其他

這里再分享一些其他串行傳輸?shù)脑恚úㄐ危?/p>

????上圖，波形調(diào)制。

上圖，PWM控制LED亮度。

????調(diào)幅與調(diào)頻信號，如上圖。

????相位調(diào)制信號，如上圖。

????方波邊沿抖動波形，如上圖。

審核編輯：黃飛

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mcu(391038) mcu(391038)
SPI(100336) SPI(100336)
I2C(130746) I2C(130746)
uart(106303) uart(106303)
串行通信(37045) 串行通信(37045)

基于FPGA的USB數(shù)據(jù)傳輸

你也許會有疑問，明明有這么多通信方式和數(shù)據(jù)傳輸（SPI、I2C、UART、以太網(wǎng)）為什么偏偏使用USB呢?

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SPI,UART,I2C區(qū)別與特點

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SPI和I2C的對比 FPGA實測I2C波形

I2C協(xié)議對數(shù)據(jù)的采樣發(fā)生在 SCL高電平期間，除了起始和停止信號，在數(shù)據(jù)傳輸期間，SCL為高電平時，SDA必須保持穩(wěn)定，不允許改變，在SCL低電平時才可以進行變化。

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通信協(xié)議傳輸原理還能有這樣的高級玩法？

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I2C、SPI、UART的通信過程還可以這樣理解

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I2C 總線協(xié)議圖解

，如果所掛接的是相同型號的器件，則還受器件地址位的限制。 I2C總線數(shù)據(jù)傳輸速率在標(biāo)準(zhǔn)模式下可達100kbit/s，快速模式下可達400kbit/s，高速模式下可達3.4Mbit/s。一般通過I2C總線

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I2C協(xié)議和UART協(xié)議的區(qū)別在哪

這里寫目錄標(biāo)題一、I2C總線1、I2C協(xié)議和UART協(xié)議的區(qū)別2、I2C時序認識3、I2C總線的數(shù)據(jù)傳送（1）數(shù)據(jù)位的有效性規(guī)定（2）起始信號和停止信號（3）數(shù)據(jù)傳輸（4）整體數(shù)據(jù)傳送過程4、I2C

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I2C和SPI通信方式的講解。

I2C和SPI是兩種不同的通信協(xié)議。一。 IIC簡介它是由數(shù)據(jù)線 SDA 和時鐘 SCL 構(gòu)成的串行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在 CPU 與被控 IC 之間、IC 與 IC 之間進行雙向傳送

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I2C總線支持幾種傳輸模式

I2C 總線提供了一種串行通信方式，用在 MCU 與 EEPROM，LCD模塊，溫度傳感器等等之間控制。I2C 用兩條線 (數(shù)據(jù)線SDA 和時鐘線 SCL) 在設(shè)備間傳輸數(shù)據(jù)。I2C 總線用作

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I2C的發(fā)送過程分享

序本文將以51單片機的I2C通信協(xié)議為例，將涉及到I2C的基本過程以及其中我認為比較重要的點。I2C的基本過程首先：IIC作為一種串行通信協(xié)議，它需要兩根線來完成數(shù)據(jù)傳輸。一根是時鐘線SCL，另外

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I2C的總線協(xié)議

I2C 總線使用兩根信號線（數(shù)據(jù)線 SDA 和時鐘線 SCL）在設(shè)備間傳輸數(shù)據(jù)。SCL 為單向時鐘線，固定由主機驅(qū)動。SDA 為雙向數(shù)據(jù)線，在數(shù)據(jù)傳輸過程中由收發(fā)兩端分時驅(qū)動。 I2C 總線上可以

2025-12-15 08:07:52

I2C的缺點介紹

在數(shù)據(jù)傳輸期間通過稱為時鐘拉伸的機制減慢主設(shè)備的時鐘信號。雖然時鐘拉伸可確保同步并防止數(shù)據(jù)丟失，但它可能會引入時序延遲，從而影響整體系統(tǒng)性能，尤其是在時間關(guān)鍵型應(yīng)用中。正確處理時鐘拉伸并理解其對系統(tǒng)時序的影響對于可靠的 I2C 通信非常重要。

2025-11-27 06:10:50

SPI數(shù)據(jù)傳輸緩慢問題求解

我遇到了 SPI 數(shù)據(jù)傳輸速率問題。盡管將 SPI 時鐘頻率設(shè)置為 20 MHz，但我只獲得了 2 Kbps 的數(shù)據(jù)傳輸速率。我正在以 115200 的波特率通過 UART 監(jiān)控數(shù)據(jù)。我正在 cyfxusbspidmamode 示例代碼上嘗試這個。有誰知道為什么會發(fā)生這種情況或?qū)θ绾谓鉀Q此問題有何建議？

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SPI、I2C、UART、I2S、GPIO、SDIO、CAN,你能分清嗎？

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SPI、I2C、UART、I2S、GPIO、SDIO、CAN，你能分清楚嗎

是16550，它可以在計算機需要處理數(shù)據(jù)前在其緩沖區(qū)內(nèi)存儲16字節(jié)數(shù)據(jù)，而通常的UART是8250?，F(xiàn)在如果您購買一個內(nèi)置的調(diào)制解調(diào)器，此調(diào)制解調(diào)器內(nèi)部通常就會有16550 UART。SPI、I2C

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SPI、I2C、UART、I2S、GPIO、SDIO、CAN，你能分清楚嗎

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體系中，傳輸數(shù)據(jù)時都會帶上目的設(shè)備的設(shè)備地址，因此可以實現(xiàn)設(shè)備組網(wǎng)。如果用通用IO口模擬I2C總線，并實現(xiàn)雙向傳輸，則需一個輸入輸出口(SDA)，另外還需一個時鐘口(SCL)。UART總線是異步串口

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SPI異步數(shù)據(jù)傳輸

（））；}}用LA捕獲的數(shù)據(jù)傳輸（你可以看到LED在頂部跟蹤）：僅發(fā)送10字節(jié)（超過FIFO深度）：主（空）{const UIT88T數(shù)據(jù)DATASPI [ 10 ]＝{0x01

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SPI總線工作原理/數(shù)據(jù)傳輸步驟/優(yōu)缺點

簡單，使用的硬件和系統(tǒng)資源也更少。SPI，I2C和UART非常適用于微控制器之間以及微控制器和傳感器之間的通信，在這些傳感器中不需要傳輸大量高速數(shù)據(jù)。　　　　串行與并行通信　　電子設(shè)備通過物理連接在設(shè)備

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2017-10-20 09:30:12

spi與i2c區(qū)別

　我相信如果你是從事的是嵌入式開發(fā)，一定會用到這三種通信協(xié)議，串口的話因為和波特率有關(guān)，所以一般的CPU或者MCU只會配有兩個或者三個串口，而數(shù)據(jù)的傳輸，的話SPI和I2C用得會比較多

2017-11-09 09:58:55

59361

多功能USB轉(zhuǎn)i2c/spi/uart適配器用戶手冊

多功能USB轉(zhuǎn)i2c/spi/uart適配器用戶手冊

2018-01-22 14:28:28

淺談I2C總線，I2C接口和SPI接口的作用相同

不同，I2C 總線只有一個工作模式，時鐘線 SCL 和數(shù)據(jù)線 SDA 之間的時序關(guān)系很簡單直觀：當(dāng)空閑的時候，SDA 和 SCL 都是高電平，只有 SDA 變?yōu)榈碗娖?，接?SCL 也變?yōu)榈碗娖綍r，才開始 I2C 總線的數(shù)據(jù)傳輸。

2018-03-21 10:24:24

25809

I2C隔離器如何實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸

觀看此視頻，了解ADuM1250/ADuM2250 iCoupler?數(shù)字隔離器如何利用Philips針對I2C開發(fā)的三電平邏輯系統(tǒng)來實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸。

2019-08-01 06:06:00

6773

UART和SPI及I2C接口的詳解解釋資料說明

做單片機開發(fā)時UART，SPI和I2C都是我們最經(jīng)常使用到的硬件接口，我收集了相關(guān)的具體材料對這三種接口進行了詳細的解釋。

2019-05-15 18:09:00

I2C通信協(xié)議應(yīng)該如何學(xué)習(xí)

要知道 I2C 是一種串行總線協(xié)議。目前幾種常用的串行總線有 UART、 SPI 和 I2C，先來簡單了解一下這三種串行總線。

2020-04-28 08:00:00

i2c通信的詳細講解

I2C屬于串行通信，所有的數(shù)據(jù)以位為單位在SDA上串行傳輸

2020-11-24 14:09:59

20214

i2c總線用來做什么_i2c總線數(shù)據(jù)傳輸過程

I2C總線控制器為微控制器或微處理器提供控制I2C總線的接口，它控制所有I2C總線的特殊序列、協(xié)議、仲裁、時序，這里指MPC8250提供的I2C總線控制接口。

2020-11-24 14:16:18

7750

I2C通信的詳細講解

）I2C屬于串行通信，所有的數(shù)據(jù)以位為單位在SDA線上串行傳輸。

2021-06-25 17:19:42

137870

SPI、UART、I2C通信有什么區(qū)別

電子設(shè)備之間的通信就像人類之間的交流，雙方都需要說相同的語言。在電子產(chǎn)品中，這些語言稱為通信協(xié)議。之前有單獨地分享了SPI、UART、I2C通信的文章，這篇對它們做一些對比。串行 VS 并行

2021-09-30 15:30:16

4716

51單片機的I2C通信EEPROM

常用的串行總線協(xié)議I2C總線、SPI總線、SCI總線I2C總線：同步串行2線方式進行通信（一條時鐘線，一條數(shù)據(jù)線）SPI總線：同步串行3線方式進行通信（一條時鐘線，一條數(shù)據(jù)輸入線，一條數(shù)據(jù)輸出

2021-11-12 12:51:00

常見通信的底層數(shù)據(jù)傳輸原理

UART、SPI、 I2C等串行通信是嵌入式開發(fā)中非常常見的通信方式，這些通信的最底層通信原理其實不難，但很多初學(xué)者卻學(xué)不會。

2022-07-22 14:22:00

1628

UART I2C USB橋接器

電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《UART I2C USB橋接器.zip》資料免費下載

2022-07-28 09:30:36

可編程USB轉(zhuǎn) UART/I2C Wire常見問題及注意事項

可編程USB轉(zhuǎn) UART/I2C /SMBusS/SPI/CAN/1 -Wire適配器USB2S 常見問題及注意事項

2022-08-23 14:38:23

2077

I2C,UART,SPI之間的區(qū)別是什么

第一個區(qū)別當(dāng)然是名字： SPI(Serial Peripheral Interface：串行外設(shè)接口); I2C(INTER IC BUS：意為IC之間總線) UART(Universal

2022-10-30 13:28:03

6095

簡述UART、SPI、I2C協(xié)議區(qū)別

I2C、SPI、UART都是常見的低速板級通信協(xié)議，目前主流的SoC都內(nèi)置了這些通訊協(xié)議的控制器，同樣，各種傳感器、Touch控制器、指紋模塊、藍牙模塊、WIFI模塊也都兼容這三種通信方式的一種或幾種。對于這三種通信協(xié)議的差別，可以區(qū)分到非常細，包括信號的單位、傳輸協(xié)議中的封包格式等。

2023-02-17 10:50:43

3278

嵌入式常用通信傳輸協(xié)議動圖分享

UART、SPI、 I2C等串行通信是嵌入式開發(fā)中非常常見的通信方式，這些通信的最底層通信原理其實不難，但很多初學(xué)者卻學(xué)不會。

2023-03-14 16:46:34

1449

低速板級通信協(xié)議：UART、I2C、SPI協(xié)議

UART和SPI、I2C不同，他是異步傳輸的，一般來說傳輸速度比較慢，傳統(tǒng)的傳輸速度一般在115200bps或以下，不過現(xiàn)在大部分UART控制器也能支持到4Mbps或者8Mbps了。

2023-03-23 12:51:32

2677

一文搞懂UART、I2C、SPI協(xié)議

UART、I2C、SPI都是常見的低速板級通信協(xié)議，目前主流的SoC都內(nèi)置了這些通訊協(xié)議的控制器，同樣，各種傳感器、Touch控制器、指紋模塊、藍牙模塊、WIFI模塊也都兼容這三種通信方式的一種或幾種。

2023-03-26 09:29:35

3263

I2C數(shù)據(jù)傳輸的三個主要API

I2C Data Transfer I2C 數(shù)據(jù)傳輸主要有三個 API int i2c_master_send(const struct i2c_client *client,const char

2023-07-22 15:04:44

2361

SPI數(shù)據(jù)傳輸有哪些方式

SPI 數(shù)據(jù)傳輸可以有兩種方式：同步方式和異步方式。同步方式：數(shù)據(jù)傳輸的發(fā)起者必須等待本次傳輸的結(jié)束，期間不能做其它事情，用代碼來解釋就是，調(diào)用傳輸的函數(shù)后，直到數(shù)據(jù)傳輸完成，函數(shù)才會返回。異步

2023-07-25 10:54:22

6142

基于單片機的I2C總線與AT24C01實驗 I2C總線通信原理講解

在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，串行通信總線技術(shù)是非常重要的通信手段。常用的串行總線通信方式包括異步串行通信 UART、I2C（Inter IC BUS）、單總線(One WIRE BUS)以及 SPI 總線

2023-07-27 16:51:32

5341

I2C串行總線協(xié)議是什么？I2C總線有哪些優(yōu)點？

在兩條單向的數(shù)據(jù)線上交換數(shù)據(jù)傳輸信息。 I2C總線有以下幾個要素： 1.總線： I2C總線是用來連接主機和

2023-09-12 11:18:17

2898

I2C與SPI與UART:如何布局這些通用總線

如果您要為項目構(gòu)建開發(fā)板或使用通用MCU，則會發(fā)現(xiàn)許多用于通信其他活動組件的協(xié)議。USB和以太網(wǎng)之類的標(biāo)準(zhǔn)已內(nèi)置在大多數(shù)控制器中，用于與計算機外圍設(shè)備一起使用。盡管如此，仍使用I2C，SPI

2023-11-08 17:33:19

2724

UART、SPI、I2C比較串口通信介紹

，較少用于遠距離通信。 SPI實現(xiàn)要簡單一些，UART需要固定的波特率，就是說兩位數(shù)據(jù)的間隔要相等，而SPI則無所謂，因為它是有時鐘的協(xié)議。 I2C的速度比SPI慢一點，協(xié)議比SPI復(fù)雜一點，但是連線也比標(biāo)準(zhǔn)的SPI要少。 UART一幀可以傳5/6/7/8位，I2C必須是8位。I2C和SPI都從最高位開

2023-11-09 18:06:42

2597

SPI與I2C的異同及優(yōu)缺點

SPI與I2C的異同及優(yōu)缺點? SPI（Serial Peripheral Interface）和I2C（Inter-Integrated Circuit）是兩種常見的串行通信接口協(xié)議，用于

2023-12-07 10:46:24

4970

i2c接口和spi接口區(qū)別

（SCL）和數(shù)據(jù)線（SDA）。通過在時鐘線上的脈沖信號來同步數(shù)據(jù)的傳輸，具有高度可靠性和簡單的通信協(xié)議。I2C采

2023-12-25 15:02:06

5635

藍牙串口通訊總線——I2C/SPI/UART

嵌入式工程師在做串口通信調(diào)試工作的時候，會經(jīng)常用到I2C、SPI、UART這3條總線，I2C、SPI、UART這三種通信總線在嵌入式領(lǐng)域很常見，目前主流的SOC芯片都內(nèi)置了這三種總線的控制器，各種

2024-01-22 09:41:52

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總結(jié)usart、uart、i2c、spi區(qū)別及相關(guān)知識

USART、UART、I2C和SPI是四種不同的串行通信協(xié)議，它們各自具有獨特的特點和應(yīng)用領(lǐng)域

2024-04-10 09:47:31

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SPI和I2C通信協(xié)議：應(yīng)用與區(qū)別

本文深入解析了SPI和I2C這兩種通信協(xié)議的特點、工作原理和應(yīng)用場景。SPI適用于高速數(shù)據(jù)傳輸，常用于存儲器芯片和顯示器驅(qū)動等領(lǐng)域；I2C適用于低速控制和傳感器數(shù)據(jù)傳輸，常用于溫度傳感器和ADC

2024-04-22 16:45:21

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探索SPI單線傳輸模式中時鐘線與數(shù)據(jù)傳輸的簡化

探索SPI單線傳輸模式：時鐘線與數(shù)據(jù)傳輸的簡化之道在當(dāng)今的嵌入式系統(tǒng)和微控制器通信中，串行外設(shè)接口（SPI）因其高速、全雙工和同步的特點而廣受歡迎。然而，隨著設(shè)備尺寸和復(fù)雜性的不斷減少，對SPI

2024-05-28 18:26:04

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UART轉(zhuǎn)I2C橋接器

電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《UART轉(zhuǎn)I2C橋接器.pdf》資料免費下載

2024-08-28 09:24:24

I2C總線數(shù)據(jù)傳輸速度要求

時鐘頻率，是衡量數(shù)據(jù)傳輸速率的關(guān)鍵參數(shù)。I2C總線有多種不同的速度模式，以下是一些常見的速度等級：標(biāo)準(zhǔn)模式（Standard Mode）

2025-01-17 15:15:57

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I2C總線與單片機的連接

組成：數(shù)據(jù)線（SDA）和時鐘線（SCL）。SDA負責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸，而SCL則用于同步數(shù)據(jù)傳輸。I2C協(xié)議支持多主機和多從機的通信，每個設(shè)備都有一個唯一的地址。通信過程中，主機負責(zé)生成時鐘信號，從機則根據(jù)時鐘信號同步數(shù)據(jù)傳輸。單片機與I2C總線的連接

2025-01-17 15:18:40

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I2C總線的工作模式介紹

在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，I2C總線作為一種多主機、多從機的串行通信協(xié)議，扮演著至關(guān)重要的角色。它允許多個設(shè)備共享同一總線，進行數(shù)據(jù)傳輸，從而簡化了系統(tǒng)設(shè)計并降低了成本。 I2C總線的基本特性 I2C總線由

2025-01-17 15:32:25

1768

I2C總線與Arduino的接口示例

基礎(chǔ) I2C總線由兩條線組成：數(shù)據(jù)線（SDA）和時鐘線（SCL）。SDA用于傳輸數(shù)據(jù)，而SCL用于同步數(shù)據(jù)傳輸。I2C設(shè)備可以是主設(shè)備或從設(shè)備。主設(shè)備生成時鐘信號并啟動數(shù)據(jù)傳輸，從設(shè)備響應(yīng)主設(shè)備的請求。 Arduino與I2C Arduino板通常有兩個I2C引腳：A4（SDA）和A5（SCL）。這些

2025-01-17 15:34:08

2529

I2C總線數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)詳解

。以下是I2C總線數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)的詳解：一、I2C總線數(shù)據(jù)包的基本組成 I2C總線上的數(shù)據(jù)傳輸以數(shù)據(jù)包為單位進行，每個數(shù)據(jù)包包含起始信號、設(shè)備地址、數(shù)據(jù)傳輸方向位、數(shù)據(jù)字節(jié)以及應(yīng)答信號（ACK/NACK）等部分。起始信號（S）：起始信號標(biāo)志著數(shù)據(jù)傳輸的開始。當(dāng)SCL為高電平時，

2025-01-17 15:46:33

1524

iic協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸速率標(biāo)準(zhǔn)

I2C協(xié)議定義了多種數(shù)據(jù)傳輸速率標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。以下是I2C協(xié)議的主要數(shù)據(jù)傳輸速率標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)模式（Standard-mode）：速率為100 kbps（每秒100,000位）。這是

2025-02-05 13:40:07

4785

【干貨】帶你了解各類串口：I2C、SPI、RS232、RS485、USB等

串口，又稱為串行數(shù)據(jù)接口，是數(shù)據(jù)接口的一種。串行數(shù)據(jù)傳輸指的是數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)位依次在單一通道上傳輸的接口，與并行數(shù)據(jù)接口相對應(yīng)（并行數(shù)據(jù)接口指的是多個數(shù)據(jù)位同時進行傳輸）。串口主要包含以下類別：I2C

2025-02-20 19:31:53

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SPI、I2C、I2S、UART：通信協(xié)議對比表

在嵌入式開發(fā)中，最常用的幾種通信接口無非就是SPI、I2C、I2S、UART。名字看起來差不多，但應(yīng)用場景和特性卻大不相同。很多初學(xué)者容易混淆：為什么都叫串行通信，結(jié)構(gòu)卻不一樣？為什么有的能傳音頻

2025-11-17 10:53:45

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SPI、I2C、I2S、UART：通信協(xié)議解釋

? ? ? ? 在嵌入式開發(fā)中，最常用的幾種通信接口無非就是SPI、I2C、I2S、UART。名字看起來差不多，但應(yīng)用場景和特性卻大不相同。為什么都叫串行通信，結(jié)構(gòu)卻不一樣？為什么有的能傳音頻，有的

2025-11-18 10:53:53

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UART、SPI、I2C 實戰(zhàn)對比：哪個更適合你的項目？

在嵌入式開發(fā)中，設(shè)備之間的通信是繞不開的話題。常見的三種總線接口——UART、SPI、I2C——各有優(yōu)缺點。不同項目需求決定了選擇哪一種協(xié)議最合適。本文結(jié)合實戰(zhàn)經(jīng)驗，逐項對比三者，并附帶實戰(zhàn)代碼

2025-11-24 19:04:31

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