EEPW论坛

当前有很多串行通信协议，但其中I2C和SPI非常有名。这两种都是总线协议，允许用户进行短距离的串行数据传输。其中，I2C是飞利浦（现在是NXP）制造的两线通信，而SPI是摩托罗拉制造的。

这两种协议通常用于智能手机、电视和笔记本电脑等电子设备中，以控制电源管理芯片、存储设备、输入设备等外围设备。今天，我们讨论一下I2C和SPI之间的区别。本文讨论的目录如下：

1、什么是I2C

2、I2C通信协议的优点？

3、I2C通信协议的缺点？

4、什么是SPI？

5、SPI通信协议的优点？

6、SPI通信协议的缺点？

7、I2C和SPI通信协议的主要差异？

一、什么是I2C？

I2C是一种串行通信协议。它为慢速设备提供了很好的支持，例如EEPROM、ADC和RTC等。I2C不仅可以在单板使用，还可通过电缆与板连接的其他外部组件一起使用。I2C是一种两线通信协议，它仅使用两根线进行通信。其中一根线用于数据（SDA），另一根线用于时钟（SCL）。在I2C中，两条总线都是双向的，这意味着主机能够发送和接收来自从机的数据。时钟总线由主机控制，但在某些情况下，从机也能够抑制时钟信号。

二、I2C协议的优点

I2C协议有很多优点，使得用户在很多应用中不得不使用I2C协议。1、它是同步通信协议，因此主从不需要精确的振荡器。2、它只需要两根线，一根用于数据（SDA），另一根用于时钟（SCL）。3、它为用户提供了根据要求选择传输速率的灵活性。4、在I2C总线中，总线上的每个设备都是可独立寻址的。5、它遵循主从关系。6、它能够处理I2C总线上的多个主机和多个从机。7、I2C具有一些重要功能，例如仲裁、时钟同步和时钟延长。8、I2C提供ACK/NACK（确认/未确认）功能，可帮助处理错误。

三、I2C总线的缺点

虽然I2C协议有很多优势，但同时也会存在缺点。1、由于开漏拓扑，它比其他串行通信总线消耗的功率更多。2、它只适用于短距离。3、I2C协议对从机的数量有一定的限制，从机的数量取决于I2C总线的电容。4、它只提供一些有限的通信速度，如100 kbit/s、400 kbit/s等。5、在I2C中，设备可以设置它们的通信速度，并且在运行时需要等待应答信号等，运行速度较慢的设备可能会延迟速度较快的设备的运行。

四、什么是SPI？

SPI（serial peripheral interface）是基于四线的全双工通信协议，这些线通常被称为MOSI（master out slave in）、MISO（master in slave out）、SCL（由master产生的串行时钟）和SS（slave选择线，用于在通信期间选择特定从站）。SPI遵循主从架构，通信始终由主机启动。与I2C一样，它也是一种同步通信协议，因为时钟由主机和从机共享。SPI仅支持多从机不支持多主机，从机由从机选择信号选择。在SPI中，通信期间数据从主机移出并通过移位寄存器移入从机，反之亦然。

五、SPI通信的优点

总结的SPI通信协议的优点如下：1、没有开始位和停止位，因此数据可以连续流式传输而不会中断。2、它支持全双工。3、从设备中不需要精密振荡器，因为它使用主时钟。4、没有像I2C这样复杂的从机寻址系统。5、比I2C更高的数据传输速率（几乎快两倍）。6、MISO和MOSI线分开，可以同时发送和接收数据。7、软件实现比较简单。

六、SPI通信的缺点

1、如果有多个从站进行通信，则接线会很复杂。2、使用四根线（I2C和UART使用两根线）。3、没有确认数据已成功接收（I2C有）。4、没有像UART中的奇偶校验位那样的错误检查形式。5、它只允许一个主机。

七、SPI和I2C的区别

在嵌入式系统中，I2C和SPI都扮演着重要的角色。两种通信协议都是同步通信的例子，但仍然有一些重要的区别。在下表中，列出了SPI和I2C之间的一些常见差异。

I2CSPI

I2C 可以是多主机和多从机，这意味着可以有多个主机和从机连接到 I2C 总线。	SPI 可以支持多从机，不支持多主机，这意味着只能有一个主机连接到 SPI 总线
I2C 是一种半双工通信协议	SPI 是一种全双工通信协议
I2C 具有时钟延长的特性，这意味着如果从机无法以足够快的速度发送快速数据，则它会抑制时钟以停止通信。	SPI无始终延长特性
I2C仅使用两根线进行通信，一根用于数据，另一根用于时钟	SPI 需要三线或四线进行通信（取决于要求）：MOSI、MISO、SCL 和片选引脚
通信速度：I2C 比 SPI 慢	与 I2C 相比，SPI 更快
I2C 比 SPI 消耗更多功率	与 I2C 相比，功耗更低
I2C 比 SPI 更不易受噪声影响	SPI 比 I2C 更容易受到噪声的影响
I2C 比 SPI 通信协议实现起来更便宜	与 I2C 相比，成本较高
I2C 工作在“线与”逻辑上，它有一个上拉电阻	在 SPI 的情况下不需要上拉电阻
在 I2C 通信中，我们在每个字节后得到确认位	SPI 通信协议不支持确认位
I2C 确保发送的数据被从设备接收	SPI 不验证数据是否正确接收
I2C 是一种多主机通信协议，所以它具有仲裁功能	SPI 不是多主机通信协议，因此它不具备仲裁属性
I2C 是基于地址的总线协议，通信前需要发送从机的地址	在 SPI 的情况下，您必须使用从机选择引脚选择从机进行通信
由于开始位和停止位，I2C 有一些额外的开销	SPI 没有开始位和停止位
I2C 支持同一总线上的多个设备，无需任何额外的选择线（根据设备地址工作）	SPI 需要额外的信号（从选择线）线来管理同一总线上的多个设备
I2C更适合长距离	SPI更适合短距离
I2C 由 NXP 开发	SPI 由摩托罗拉开发