金譽(yù)半導體筆記：什么是MCU單片機的SPI、UART、I2C通訊接口

正如我們之前所了解的 ，MCU單片機是一個(gè)集成芯片 ，但這個(gè)集成芯片有一些特殊的功能 ，可以控制外部設備 ，處理外部設備收到的數據，就像人腦一樣 ，可以控制手腳的運動(dòng) ，可以處理感官收到的信息，這就是獨特的 MCU單片機 。

單片機的常用功能包括：定時(shí)器（TImer）、I/O口、外部中斷、通訊接口、A/D轉換、PWM等。之前金譽(yù)半導體已經(jīng)帶大家重點(diǎn)了解過(guò)定時(shí)器（TImer）和I/O口這兩個(gè)功能，那接下來(lái)我們了解一下通訊接口的功能是怎樣的。

MCU單片機所提供的通訊接口一般包括SPI接口，UART，I2C接口等，它們的功能如下：
SPI接口：此類(lèi)接口是絕大多數MCU都提供的一種最基本通訊方式，其數據傳輸采用同步時(shí)鐘來(lái)控制，信號包括：SDI（串行數據輸入）、SDO（串行數據輸出）、SCLK（串行時(shí)鐘）及Ready信號；有些情況下則可能沒(méi)有Ready信號；此類(lèi)接口可以工作在Master方式或Slave方式下，通俗說(shuō)法就是看誰(shuí)提供時(shí)鐘信號，提供時(shí)鐘的一方為Master，相反的一方則為Slaver。
UART（Universal Asynchronous Receive Transmit）：屬于最基本的一種異步傳輸接口，工作原理是將傳輸數據的每個(gè)字符一位接一位地傳輸，這個(gè)特點(diǎn)使得UART只要2 根傳輸線(xiàn)就可以實(shí)現雙向通信，一根線(xiàn)發(fā)送數據的同時(shí)用另一根線(xiàn)接收數據。那就是Rx和Tx兩條，一根線(xiàn)發(fā)送數據的同時(shí)用另一根線(xiàn)接收數據?；镜臄祿袷綖椋篠tart Bit + Data Bit（7-bits/8-bits） + Parity Bit（Even，Odd or None） + Stop Bit（1~2Bit）。一位數據所占的時(shí)間稱(chēng)為Baud Rate（波特率）。
對于大多數的MCU來(lái)講，數據位的長(cháng)度、數據校驗方式（奇校驗、偶校驗或無(wú)校驗）、停止位（Stop Bit）的長(cháng)度及Baud Rate是可以通過(guò)程序編程進(jìn)行靈活設定。此類(lèi)接口最常用的方式就是與PC機的串口進(jìn)行數據通訊。
I2C接口：I2C是由Philips開(kāi)發(fā)的一種數據傳輸協(xié)議，同樣采用2根信號來(lái)實(shí)現：SDAT（串行數據輸入輸出）和SCLK（串行時(shí)鐘），SCL線(xiàn)——負責產(chǎn)生同步時(shí)鐘脈沖。SDA線(xiàn)——負責在設備間傳輸串行數據。其優(yōu)勢是可以在此總線(xiàn)上掛接多個(gè)設備，連接到I2C總線(xiàn)上的設備既可以用作主設備，也可以用作從設備，支持多個(gè)主設備的同時(shí)存在。I2C總線(xiàn)的一個(gè)最大的好處就是非常方便用軟件通過(guò)IO口來(lái)實(shí)現，其傳輸的數據速率完全由SCLK來(lái)控制，可快可慢，不像UART接口，有嚴格的速率要求。

任何一款 MCU，其基本原理和功能都是大同小異，不同的只是其外圍功能模塊的配置及數量、指令系統等。對于指令系統，雖然形式上看似千差萬(wàn)別，但實(shí)際上只是符號的不同，其所代表的含義、所要完成的功能和尋址方式基本上是類(lèi)似的，所以在編程時(shí)只要根據自己的邏輯和程序的邏輯要求來(lái)編寫(xiě)相關(guān)的指令即可。