对比总结表
选型建议
低速点对点（远距离）通信：UART。
单线设备或空间受限场景：单总线。
低速多设备通信：I²C。
高速实时通信：SPI。
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1. 串口（UART - Universal Asynchronous Receiver-Transmitter）
特点：
通信方式： 点对点的全双工通信。
引脚数： 需要两条线（TX 和 RX），外加 GND。
通信速率： 波特率需双方一致，常见值为9600bps、115200bps等。
数据帧结构：包括起始位、数据位（通常8位）、可选校验位和停止位。
硬件复杂度：较低，大多数微控制器集成 UART 硬件模块。
优点：
易于实现，硬件资源需求少。
传输距离可达数十米，适合点对点通信。
缺点：
不适合多设备通信。
速度较低。
2. 单总线（One-Wire）
特点：
通信方式： 单线（数据线）双向通信，需外加 GND。
通信协议： 时序敏感，基于主设备发送脉冲请求，从设备回应。
引脚数： 1条数据线。
数据传输速率：较低，约16kbps。
硬件复杂度： 对时序要求严格，常需较高的编程技巧。
优点：
只需一根数据线（外加 GND），节省引脚和布线。
适用于短距离应用。
缺点：
通信速率低。
容易受到干扰。
不适合复杂的通信需求。
3. I²C（Inter-Integrated Circuit）
特点：
通信方式： 主从式双向通信，支持多个主从设备。
引脚数： 两条线（SCL 和 SDA）。
通信协议： 基于地址进行通信，主机通过地址选择设备。
通信速率： 标准模式（100kbps），快速模式（400kbps），高速模式（3.4Mbps）。
硬件复杂度：需要拉电阻，支持 ACK/NACK 信号。
优点：
支持多主多从，设备扩展灵活。
占用引脚少。
缺点：
通信速率比 SPI 慢。
随设备增多，电容负载增大可能影响性能。
4. SPI（Serial Peripheral Interface）
特点：
通信方式：主从式全双工通信。
引脚数：
4条线：SCLK（时钟）、MOSI（主机输出/从机输入）、MISO（主机输入/从机输出）、SS（从机选择）。
随从设备增加，需多条 SS 线。
通信速率：可达几十 Mbps。
硬件复杂度：硬件设计简单，软件复杂度低。
优点：
通信速率高，实时性强。
数据帧结构简单，无需复杂协议处理。
缺点：
不支持多主，扩展多从设备时需要更多引脚。
数据传输距离较短。
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