参考链接：
1、1、 UART、IIC、SPI三大通信协议的比较_三大通信协议比较-CSDN博客（⭐⭐⭐）
2、SPI，UART,IIC三大总线对比说明_iic uart spi总线对比总结-CSDN博客（⭐⭐⭐⭐）
3、浅谈单片机通信，化繁为简UART、I2C、SPI学习全家桶，你值得拥有！_哔哩哔哩_bilibili（⭐⭐⭐⭐⭐动画做的很好，非常浅显易懂。本文截图均来自该视频）
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基本概念：
1、并行通信和串行通信：
把要输出的数据理解成小汽车，电路接口理解成公路。串行通信是单车道公路，每次只能通过一辆汽车。后面的汽车要等前面的汽车通过后才能通行；并行通信是多车道公路，每次可以通过多辆小汽车。
图2 并行通信
2、同步和异步
同步就是指一个进程在执行某个请求的时候，若该请求需要一段时间才能返回信息，那么这个进程将会一直等待下去，直到收到返回信息才继续执行下去;
异步是指进程不需要一直等下去，而是继续执行下面的操作，不管其他进程的状态。当有消息返回时系统会通知进程进行处理，这样可以提高执行的效率。
3、单工、半双工、全双工
单工：公路上只允许车辆单向行驶。
半双工：一条公路上允许车辆双向行驶，数据可以在发送机和接收机之间相互传输，但是不能同时发送。
双工：公路上允许车辆同时双向行驶。
通讯协议详写
1、UART
全双工异步串行总线。该总线有两条数据线，可以实现全双工的发送和接收，常用于单片机与单片机或外部辅助设备之间的通信。
（一般有两条数据线的都能实现全双工通信，有时钟线的都是同步通信）
以发送0x96数据为例：
uart数据发送从低位开始，当总线处于空闲状态时，线路保持高电平。发送数据前会先发送一个低电平，当总线由高电平变为低电平时，提醒数据接收方做好准备，然后从低位到高位发送8位数据位。8位数据完成传输之后会发送一个1，让总线重新回到高电平状态。所以UART一次实际上发送了10位数据：1位起始位+8位数据位+1位停止位。若要发送新的字节，需要重新发送起始位，并重复上述过程。
2、IIC
低速，半双工同步串行总线。可以挂载多个参与通信的器件，常用于板内通信，比如单片机与外围芯片之间短距离、低速的信号传输。
IIC有两条线，一条SCL时钟用于同步，一条SDA数据线用于传输数据。IIC总线能挂载多个器件，且支持多主机模式。即线路上的任何一个器件都可以作为主机，但受限于只有一根信号线，所以一个时刻只能有一个主机，主机拥有该时刻下总线的控制权，也就是发起和结束一次通信的权力，而从机只能被主机呼叫。
在IIC总线协议里，每个器件都有一个固定的号码，是一个7位的地址，以下面图片为例：
当mcu为主机，要向E2PROM发送0x96数据时，会向总线先发一个0X31找到E2PROM，再发送数据。
IIC总线发送数据是从高位到低位依次发送，当总线空闲时，SCL时钟线和SDA数据线均保持高电平，当主线要开始传输数据时，会先将SDA电平拉低，而此时SDA数据线上这个从高到低的跳变沿就是起始位。接下来进行器件寻址，在SCL低电平时依次发送七位地址位，紧接着主机会发送一个读写指示位，低电平表示要发送数据，高电平表示要请求数据。主机发送完以上数据，从机如果成功接收，会发送一个应答位到总线上。
特别要注意的是，只有SCL低电平时SDA可以变，SCL高电平时，SDA需要保持。
发完寻址位找到了要通信的器件，接下来主机就可以正式开始发送数据。要说明的是，当一个字节八位数据发送完之后，要有一个应答位才能发送下一个字节。当要传输的所有数据发送完毕之后，主机要将SCL时钟拉到高电平，并且要将SDA数据线从低电平拉到高电平，这个从低到高的跳变沿表示了停止位。
总结：
IIC通信一般流程：
1、主机发送起始位并进行从机寻址
2、得到应答后主机开始发送/读取数据位
3、数据发送/读取完成主机发送停止位结束此次通信。
3、SPI
高速，全双工同步串行总线。常用于单片机和EEPROM、FLASH、实时时钟、数字信号处理器等器件的通信。主要为主从方式通信，通常只有一个主机和数个从机。
标准SPI有四根线。其中只有时钟线SCLK是必须的，其他三条线可以根据情况进行删减。SCLK是时钟主机线，由主机产生；MOSI（MasterOutput/SlaveInput）是主机给从机发送指令数据的通道；MISO（MasterInput/SlaveOutput）是主机读取从机状态或数据的通道；CS是从机片选使能信号（有多少个从机就有多少条单独的CS信号线）。在同一时刻，主机只能跟一个从机进行通信，当总线存在多个从机时，需要进行片选，将从机的CS接口电平拉高或者拉低。
比如从机Slave1和Slave2，片选使能信号都是低电平使能。当主机要跟Slave1通信，则CS1接口输出低电平；当主机要跟Slave2通信，则CS2接口输出低电平；
SPI总线发送数据是从高位到低位依次发送，SCLK在空闲时可以是高电平，也可以是低电平。
SPI有四种工作模式：（CPOL表示时钟极性，CPHA表示时钟相位）
Mode0：CPOL=0，CPHA=0
Mode1：CPOL=0，CPHA=1
Mode2：CPOL=1，CPHA=0
Mode3：CPOL=1，CPHA=1
CPOL=0，表示当SCLK=0时处于空闲态，所以有效状态就是SCLK处于高电平时
CPOL=1，表示当SCLK=1时处于空闲态，所以有效状态就是SCLK处于低电平时
CPHA=0，表示数据采样是在第1个边沿，数据发送在第2个边沿
CPHA=1，表示数据采样是在第2个边沿，数据发送在第1个边沿
以空闲时为高电平进行说明：
空闲时刻为高电平，当SCLK出现下降沿，从高电平跳到低电平时进行数据输出，当SCLK出现上升沿，从低电平跳变到高电平时进行数据采样
