UART芯片是專為計算機與連接到計算機串行端口的其他外圍設備之間的異步串行通信而設計的單一大規模集成芯片。

SPI是一種接口總線，允許微控制器與SD卡、傳感器和移位寄存器等外圍設備進行通信。

SPI協議比UART顯著更快。

如果您使用嵌入式系統，那么了解所使用的各種技術和通信協議是很重要的。通信協議使系統中所連接的設備——如傳感器、科學儀器、計算機和顯示器——能夠相互通信。正在使用的一些最常見的通信協議是通用異步接收器/發射器（UART）、串行外圍接口（SPI）和互集成電路（I2C）。所有這三種通信協議都允許數字串行通信，但它們在硬件、速度、針腳的數量和連接設備的數量等各個方面都是不同的。在本文中，我們將比較UART和。SPI的速度和突出了UART和SPI之間的其他幾個值得注意的關鍵差異。

（一）UART通信

UART是提供全雙工串行通信的最常見的協議。除了協議，它還是微控制器中的硬件外設。UART芯片是一種單一的、大規模的集成芯片，設計用于計算機和連接到計算機的串行端口的其他外圍設備之間的異步串行通信。

從物理上講，UART是一種微芯片，它從一個系統發送和接收數據到另一個系統。UART芯片的目的是將傳入的串行數據轉換為并行數據，以便系統讀取，然后將傳出的并行數據還原為串行數據，然后將其交換到其他系統。UART芯片可以看作是一種數據終端設備（DTE）設備，它使通信總線中的數據能夠進行串行到并行的轉換。

在UART通信中，兩個UART芯片可以相互通信，這就是為什么UART通信只需要兩條數據線就可以在傳輸和接收UART之間進行數據流的原因。數據流從發送UART的發送引腳轉到接收UART的接收引腳。傳輸的UART負責將并行數據從外圍設備轉換為串行數據，并將其串行傳輸到接收到的UART。接收UART是將串行數據轉換為接收外圍設備的并行數據的地方。

（二）SPI通信協議

與UART是一種集成在微控制器上的電路不同，SPI只是一種通信協議。它是一個接口總線，允許微控制器和外圍設備之間的通信，如SD卡，傳感器，和移位寄存器。SPI串行通信協議適用于支持時鐘串行流的電子設備。這意味著，與UART相比，SPI協議是同步的。

SPI協議允許通過串行數據流入/串行數據輸出的方法實現高速數據流。在SPI中，總線上的設備之間的高速數據交換包括至少四個信號：

時鐘（CLK）

（SDI）中的串行數據

串行數據輸出（SDO）

一個芯片選擇（CS）信號

在SPI通信中，由控制器設備產生的時鐘信號提供同步。SDI和SDO是所有已連接的設備所共享的信號，而為每個外圍設備分配了一個唯一的外圍選擇線。因此，要實現SPI全雙工通信，至少需要四根布線。

在一個SPI實現中可以連接多個外圍設備。隨著外圍設備數量的增加，實際的電線數量比外圍設備的數量多3條。用于通信的外圍設備的選擇是基于控制器設備在特定外圍選擇線上的低拉線。

到目前為止，我們已經討論了UART和SPI的細節；現在，讓我們比較一下。

（三）UART vs。SPI速度

當比較UART和。SPI，只有一些相似之處：

兩者都支持全雙工串行通信。

兩者都用于短距離通信。

除此之外，UART和SPI在速度、連接的設備數量、引腳數量、大小和同步等方面都存在差異。

1．速度

速度是通信協議中最重要的特征之一，UART和速度之間有很多區別。SPI速度。SPI協議比UART要快得多。SPI提供高速同步通信，而UART設備之間的通信速度比SPI協議低三倍。

2．速率

UART以比SPI更低的數據速率在設備之間傳輸串行數據。由于異步通信類型，相互通信的UART設備的數據速率必須相等。在UART通信中，最大數據速率通常在230 kbps到460 kbps之間。與UART相比，對于SPI接口沒有指定的數據速率限制。在SPI通信總線中，數據速率通常約為10 Mbps到20 Mbps。

考慮UART vs。SPI速度，從兩個協議的短距離發送數據的最快通信協議是SPI。SPI協議最適合于需要高速運行的低功耗應用程序。SPI接口的高速信號只限制了其在短距離上的數據傳輸。要在更遠的距離發送數據，必須降低時鐘速度并合并專門的驅動芯片。