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单片机常用通信外设特点及通信方式对比表

ops 2025/6/26 10:29:18

✨ 嵌入式工程师必备！5分钟搞懂单片机「通信外设」选型指南

📊 单片机通信外设速查表

外设	特点	通信方式	适用场景	选型口诀
UART	🔹 简单！两根线就能通信 🔹 全双工（收发同时） 🔹 波特率自由配（9600~115200常见）	异步串行 👉 TX发 + RX收 👉 无需时钟线 👉 靠起始/停止位同步	传感器读数 PC调试输出模块固件升级	❤️ 要简单，选UART！
SPI	🔹 速度王者（50MHz+） 🔹 全双工+同步 🔹 需要4根线（MOSI/MISO/SCK/CS）	同步串行 👉 主设备发时钟SCK 👉 MOSI发数据，MISO收数据 👉 CS片选控制多设备	高速Flash/SD卡 OLED屏驱动 ADC/DAC芯片	🚀 拼速度，上SPI！
I²C	🔹 省线神器（2根线！） 🔹 半双工（不能同时收发） 🔹 支持多主多从地址寻址	同步串行 👉 SCL时钟 + SDA数据 👉 7/10位设备地址 👉 开漏输出需上拉电阻	板载传感器 EEPROM存储 RTC时钟芯片	📌 省引脚，用I²C！
CAN	🔹 抗干扰战神（差分信号） 🔹 多设备总线通信 🔹 自带错误检测+重发	差分总线 👉 CAN_H + CAN_L双绞线 👉 非破坏仲裁（优先级机制） 👉 广播+过滤接收	汽车ECU通信工业PLC控制机器人系统	🛡️ 抗干扰，CAN强！
USB	🔹 高速（480Mbps！） 🔹 支持热插拔 🔹 协议栈复杂（需库支持）	主从架构 👉 Host（主）/Device（从） 👉 差分信号D+/D- 👉 支持OTG主从切换	设备固件升级 HID外设（键鼠）高速数据采集	⚡ 要高速，USB冲！
BLE	🔹 超低功耗（电池扛1年+） 🔹 支持Mesh组网 🔹 手机直连超方便	2.4G无线 👉 GAP（广播/连接） 👉 GATT（服务/特征值） 👉 自适应跳频防干扰	智能手环蓝牙温控器物联网传感器	🔋 低功耗，BLE稳！

💡 避坑指南

I²C地址冲突：
→ 同一总线上挂2个相同地址传感器？💥 硬件改地址或换I²C交换机！
SPI时钟干扰：
→ SCK线过长？加磁珠滤波或缩短走线，否则数据错乱到你怀疑人生！
CAN总线终端电阻：
→ 120Ω终端电阻必须加在总线两端！不加？数据帧反射全乱套！
UART波特率偏差：
→ 晶振误差±5%？通信直接失败！选自动波特率检测或换高精度晶振~

🎯 一招选型法

graph LR  
A[通信需求] --> B{速度要求？}  
B -->|超高速| C[SPI/USB]  
B -->|中低速| D{引脚数量？}  
D -->|紧张（2根）| E[I²C/UART]  
D -->|充足（4根+）| F[SPI]  
A --> G{抗干扰？}  
G -->|强| H[CAN]  
G -->|弱| I[其他]  
A --> J{要无线？}  
J -->|是| K[BLE/Wi-Fi]