GPIO,I2C,SPI,UART,USART,USB的区别

1、简单区别:

1)GPIO(General Purpose Input Output )为通用输入/输出,通用端口,总线扩展器, 利用工业标准I2C、SMBus™或SPI™接口简化了I/O口的扩展。当微控制器或芯片组没有足够的I/O端口,或当系统需要采用远端串行通信或控制时,GPIO产品能够提供额外的控制和监视功能。
2)SPI(Serial Peripheral Interface:串行外设接口);是一种标准的四线同步双向串行总线,SPI接口主要应用在 EEPROM,FLASH,实时时钟,AD转换器,还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI,是一种高速的,全双工,同步的通信总线,并且在芯片的管脚上只占用四根线,节约了芯片的管脚,同时为PCB的布局上节省空间,提供方便,正是出于这种简单易用的特性,现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。
3)I2C(INTER IC BUS:意为IC之间总线):由PHILIPS公司开发的两线式串行总线,用于连接微控制器及其外围设备。是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。它是同步通信的一种特殊形式,具有接口线少,控制方式简单,器件封装形式小,通信速率较高等优点。
4)UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter:通用异步收发器):通用异步接收/发送装置。
5)USART:通用同步异步收发器;
6)USB:Universal Serial BUS(通用串行总线)
7)CAN:现场总线

2、传输数据线的组成:

SPI总线由三条信号线组成:串行时钟(SCLK)、串行数据输出(SDO)、串行数据输入(SDI)。SPI总线可以实现多个SPI设备互相连接。提供SPI串行时钟的SPI设备为SPI主机或主设备(Master),其他设备为SPI从机或从设备(Slave)。主从设备间可以实现全双工通信,当有多个从设备时,还可以增加一条从设备选择线。 如果用通用IO口模拟SPI总线,必须要有一个输出口(SDO),一个输入口(SDI),另一个口则视实现的设备类型而定,如果要实现主从设备,则需输入输出口,若只实现主设备,则需输出口即可,若只实现从设备,则只需输入口即可。 I2C总线是双向、两线(SCL、SDA)、串行、多主控(multi-master)接口标准,具有总线仲裁机制,非常适合在器件之间进行近距离、非经常性的数据通信(我的平衡小车读取MPU6050模块的数据就是用I2C总线)。在它的协议体系中,传输数据时都会带上目的设备的设备地址,因此可以实现设备组网。 如果用通用IO口模拟I2C总线,并实现双向传输,则需一个输入输出口(SDA),另外还需一个输出口(SCL)。(注:I2C资料了解得比较少,这里的描述可能很不完备) UART总线是异步串口,因此一般比前两种同步串口的结构要复杂很多(单片机的书上有介绍的,其实也算不上复杂),一般由波特率产生器(产生的波特率等于传输波特率的16倍)、UART接收器、UART发送器组成,硬件上由两根线,一根用于发送,一根用于接收。 显然,如果用通用IO口模拟UART总线,则需一个输入口,一个输出口。 从第二点明显可以看出,SPI和UART可以实现全双工,但I2C不行。