シリアル通信プロトコルは、他のデバイスとデータを交換するために、マイクロコントローラにとって不可欠です。最も一般的なプロトコルは、UART、SPI、I2Cです。各プロトコルには、異なるアプリケーションやハードウェア構成に適したユニークな機能があります。

UART(ユニバーサル非同期レシーバー/トランジター)

UARTは、送信(TX)と受信(RX)用の2つのデータラインを使用する、シンプルで非同期プロトコルです。コンピュータとマイクロコントローラ間のシリアル通信に広く使用されています。 UARTはクロック信号を必要としません。実装が容易です。

データの転送速度とフォーマットは、通常、9600から数Mbpsの範囲のバウドレートで設定できます。 UARTは、シンプルさが好まれる短距離通信とアプリケーションに適しています。

SPI(シリアル周辺インターフェース)

SPIは、マスタースレーブアーキテクチャを使用する同期プロトコルです。SCLK(クロック)、MOSI(マスターアウトスレーブイン)、MISO(マスターインスレーブアウト)、SS(スレーブアウト)の4つの主要な信号が必要です。SPIは高速データ転送を提供します。

センサー、メモリデバイス、ディスプレイとの通信に最適です。SPIは、双方向通信をサポートし、同時データ伝送と受信を可能にします。複数のデバイスは、別々のスレーブ選択ラインを使用して接続できます。

I2C(集積回路)

I2Cは、SDA(データ)とSCL(クロック)の2つの双方向線を使用するマルチマスターマルチスレーブプロトコルです。デバイスやシステム内の短距離通信のために設計されています。

I2Cは、それぞれに複数のデバイスを同じバスでサポートします。センサー、EEPROM、リアルタイムクロックなどの低速アプリケーションに適しています。プロトコルは配線を簡素化し、ピン数を削減します。

プロトコルの比較

  • UART:] シンプルで非同期で、ポイントツーポイント通信に適しています。
  • SPI:]] 速い、双方向通信は、専用の行で複数のデバイスをサポートしています。
  • I2C:]マルチデバイス、低速、最小配線。