金誉半导体笔记：什么是MCU单片机的SPI、UART、I2C通讯接口

时间： 2024-10-29 来源：金誉半导体官网

技术问答

正如我们之前所了解的，MCU 单片机是一个集成芯片，但这个集成芯片具有一些特殊的功能，能够控制外部设备并处理外部设备收到的数据。就像人脑一样，它可以控制手脚的运动，并处理感官收到的信息。这就是MCU单片机的独特之处。

单片机的常用功能包括：定时器（Timer）、I/O口、外部中断、通讯接口、A/D转换、PWM等。之前，金誉半导体已经带领大家重点了解过定时器（Timer）和I/O口这两个功能。接下来，我们将深入了解通讯接口的功能。

MCU单片机所提供的通讯接口通常包括SPI接口、UART、I²C接口等，它们的功能如下：

SPI接口：此类接口是绝大多数MCU都提供的一种基本通讯方式。其数据传输采用同步时钟来控制，信号包括：SDI（串行数据输入）、SDO（串行数据输出）、SCLK（串行时钟），以及在某些情况下可能存在的Ready信号。此类接口可以工作在Master（主设备）方式或Slave（从设备）方式下，即看谁提供时钟信号，提供时钟的一方为Master，相反的一方则为Slave。

UART接口（Universal Asynchronous Receive/Transmit）：这是最基本的一种异步传输接口。其工作原理是将传输数据的每个字符一位接一位地传输。这个特点使得UART只需两根传输线即可实现双向通信，一根线用于发送数据（Tx），另一根线用于接收数据（Rx）。基本的数据格式为：Start Bit（起始位）+ Data Bit（数据位，7位或8位）+ Parity Bit（校验位，偶校验、奇校验或无校验）+ Stop Bit（停止位，1~2位）。一位数据所占的时间称为Baud Rate（波特率）。

对于大多数的MCU来说，数据位的长度、数据校验方式（奇校验、偶校验或无校验）、停止位的长度及Baud Rate都可以通过程序编程进行灵活设定。此类接口最常用的方式是与PC机的串口进行数据通讯。

I²C接口：I²C是由Philips开发的一种数据传输协议。它同样采用两根信号线来实现：SDA（串行数据/地址线）和SCLK（串行时钟线）。SCL线负责产生同步时钟脉冲，SDA线负责在设备间传输串行数据。其优势在于可以在此总线上挂接多个设备，且连接到I²C总线上的设备既可以用作主设备，也可以用作从设备，支持多个主设备的同时存在。I²C总线的一个最大好处是非常方便用软件通过IO口来实现，其传输的数据速率完全由SCLK来控制，可快可慢，不像UART接口有严格的速率要求。

任何一款MCU，其基本原理和功能都是大同小异的。不同之处主要在于其外围功能模块的配置及数量、指令系统等。对于指令系统来说，虽然形式上看似千差万别，但实际上只是符号的不同。其所代表的含义、所要完成的功能和寻址方式基本上是类似的。因此，在编程时只需根据自己的逻辑和程序的逻辑要求来编写相关的指令即可。

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中科芯（CETC）32位MCU选型指南

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型号- CKS32F103V8T6,CKS32F031K6U6,CKS32F102C6T6,CKS32F417ZET6,CKS32F105VDT6,CKS32F107,SX1262,CKS32F105,CKS32F102R4T6,CKS32F103,CKS32F101,CKS32F102,CKS32F101R6T6,CKS32F103C4T6,CKS32F051K6U6,CKS32F101ZCT6,CKS32F030F6P6,CKS32F101VET6,CKS32F417VGT6,SX1280,CKS32L063C8T6,CKS32F031F4P6,CKS32F101C8T6,CKS32F107V8T6,SX1278,CKS32F103RCT6,CKS32F107RBT6,CKS32F051K6T6,CKS32F405ZGT6,TP20L607,CKS32F103ZET6,CKS32L052R6T6,CKS32L052C8T6,CKS32F105VCT6,CKS32F107系列,CKS32F105RET6,CKS32L051系列,CKS32L051R8T6,CKS32L053C6T6,CKS32F101ZDT6,CRF-62,CKS32F072R6T6,CKS32F051系列,CKS32F103RDT6,CKS32F072C8T6,CKS32F103VBT6,CKS32F030K6T6,CKS32F042K8T6,CKS32F407VET6,CKS32F103R4T6,CKS32F415系列,CKS32F103ZDT6,CKS32F102C8T6,CKS32F417ZGT6,CKS32F042系列,CKS32F105VBT6,CKS32F030R8T6,CKS32F102R6T6,CKS32F105RDT6,CRF62-LKWAN-CY,CKS32F103C6T6,CKS32L052系列,CKS32F030K6U6,CKS32F102系列,CKS32F101R8T6,CKS32F030F4P6,CKS32F101ZET6,CKS32L063R8T6,CKS32F101CBT6,CKS32F031系列,CKS32F107R8T6,CKS32F031G6U6,CKS32F103RET6,CKS32L051K6T6,CRF1278系列,CKS32F415RGT6,CKS32L063系列,CKS32F103VCT6,CKS32F051C8T6,CKS32F103ZCT6,CKS32F417IET6,CKS32L052R8T6,CKS32F105RCT6,CKS32L053系列,CRF1278,CKS32F051R8T6,CKS32F101系列,CKS32L053C8T6,CKS32F072CBT6,CKS32F105V8T6,CKS32F407ZET6,CKS32F101RBT6,CKS,CKS32F030系列,CKS32F072R8T6,CRF62-L2,CRF62-L5,CKS32F042C6T6,CKS32F103VDT6,CKS32L053R6T6,CKS32F107VET6,CKS32F407VGT6,CKS32F103R6T6,CKS32F417系列,CKS32F030C8T6,CKS32F102R8T6,CKS32F105RBT6,CKS32F031C6T6,CKS32F103C8T6,CKS32F102CBT6,CKS32F405系列,CKS32F101RCT6,CKS32L052K6T6,CKS32F415VGT6,CKS32F031G4U6,CKS32F103VET6,CKS32F107VDT6,CKS32F051,CKS32F051C6T6,CKS32L051K8T6,CKS32F417IGT6,CRF-62系列,CRF62-WAN,CKS32,CKS32F103系列,CKS32F072RBT6,CKS32F042,CKS32F407IET6,CKS32F405RGT6,CRF1280-12S,CKS32F107RET6,CKS32F407ZGT6,CKS32F101VBT6,CKS32F102RBT6,CKS32F101RDT6,CKS32L053R8T6,CKS32F031,CKS32F103R8T6,CKS32F042C8T6,CKS32F107VCT6,CKS32F030,CRF1278-L3,CRF1278-L1,CKS32F030C6T6,XY1100,CRF1278-L4,CKS32F103CBT6,CKS32F030K6,CKS32F102C4T6,ASR6601,CKS32F101R4T6,CKS32F105R8T6,CKS32F051K8U6,CKS32F407系列,CKS32F107RDT6,CKS32F101VCT6,CKS32F415ZGT6,CKS32F101RET6,CKS32L052K8T6,CKS32F417,CKS32F417VET6,CKS32F101C6T6,CKS32F415,CKS32F031F6P6,CKS32F107VBT6,CKS32L051C6T6,CKS32F051K8T6,TP20H607,CKS32L051C8T6,CKS32F042K6T6,CKS32L052C6T6,ASR6505,CKS32F105VET6,CKS32F407,CKS32F405,ASR6501,ASR6502,CKS32X...,CKS32F105系列,CKS32L051R6T6,CKS32L063,CKS32F407IGT6,CKS32F405VGT6,CKS32F072,CKS32F101VDT6,CKS32F072系列,CKS32F031K6T6,CKS32F103RBT6,CKS32F072C6T6,CRF1100-N1,CKS32L052,CKS32F107RCT6,CKS32L051,CKS32L053

选型指南 - 中科芯 - 2022/4/24 PDF 中文下载

N32G430 series MCU GCC development environment based on Windows Application Note

型号- N32G430,N32G430 SERIES

应用笔记或设计指南 - 国民技术 - V1.0 - 2022/03/30 PDF 英文下载

A DMX512-A Receiver Using a Z51F0811 MCU

型号- Z51DMX00100KITG,PCG1C470MCL1GS,MC7805CD2TR4G,DMX512-A,FT232RL-REEL,219-6LPST,PJ-002A,PMSSS 440 0025 PH,HI1206N101R-10,NC5FBH,NC5MBH,ERJ-3EKF4990V,RNCP0603FTD150R,AST-01508MR-R,LNJ937W8CRA,2025,GRM1885C1H220JA01D,EG1218,RC0603FR-0710KL,SM4001PL-TP,Z51F0811,LNJ314G83RA,MAX485CSA+,ABM3-12.000MHZ-B2-T,CRCW06031K50FKEA,TAJA475M016RNJ,RC0603FR-07127RL,Z8051,3306F-1-102,Z51F0811RJX,UX60-MB-5ST,ERJ-3EKF3300V,RC0603FR-073K3L,RC0603FR-07560RL,GRM188R71H103KA01D,68000-103HLF,LTST-C193KRKT-5A,PTS635SK25SMTR LFS,67997-210HLF,GRM188F51E104ZA01D,GRM1885C1H100JA01D,CPC5002GSTR,R1SE-0505-R,VLMW1300-GS08,IXTY2N60P,C1608X5R1E334K080AC

应用笔记或设计指南 - ZILOG - 0415 PDF 英文下载