在单片机应用中，通信接口的设计是非常重要的。UART（通用异步收发器）和 I2C（双线串行总线）是两种常见的通信接口，本文将对它们进行详细的介绍和比较。
UART（通用异步收发器）
UART 是一种基于异步通信的串行通信协议。它采用了一个起始位、数据位、校验位和一个或多个停止位的方式进行数据传输。UART 通信无需时钟信号，并且支持一对一或一对多的连接。
优点：
- 简单易用：UART 只需要两条数据线（TX 和 RX）即可进行数据传输，硬件电路设计简单。
- 独立时钟：UART 通信不需要外部的时钟信号，可以独立工作，节省了系统的复杂性。
- 传输距离远：UART 通信可以实现较长距离的数据传输，适用于远程通信。
缺点：
- 传输速率限制：由于 UART 是异步通信，数据传输速率受限于波特率的设定，无法实现高速传输。
- 一对一连接：UART 通信一般只能实现一对一或一对少数（多路复用）的连接，不适用于多对多的通信。
I2C（双线串行总线）
I2C 是一种基于同步通信的串行通信协议。它使用了两条线路（SDA 和 SCL）来进行数据和时钟信号的传输。I2C 的通信是主从式的，并且支持多主机多从机的连接。
优点：
- 多设备连接：I2C 支持多个主机和从机的连接，适合多对多的通信场景。
- 高速传输：I2C 通信支持高速传输，可以达到几百千比特每秒的数据传输速率。
- 硬件资源节省：I2C 接口只需要两条线路，可以节省单片机的 I/O 资源。
缺点：
- 设计复杂度：I2C 的硬件和软件设计相对复杂，需要对协议进行详细了解和实现。
- 传输距离短：I2C 的传输距离较短，一般在几米范围内，不适合远程通信。
UART 与 I2C 的比较
- 通信速率：UART 的传输速率受限于波特率的设定，一般在几十千比特每秒；而 I2C 支持高速传输，速率可达几百千比特每秒。
- 连接方式：UART 一般为一对一或一对少数的连接方式，适合点对点或少量设备的通信；而 I2C 支持多个主从机的连接方式，适合多对多的通信。
- 设计复杂度：UART 的硬件和软件设计相对简单，易于实现；而 I2C 的设计相对复杂，需要对协议进行详细了解和实现。
- 传输距离：UART 可以实现较长距离的数据传输，适合远程通信；而 I2C 的传输距离较短，一般在几米范围内，不适合长距离通信。
- 硬件资源占用：UART 只需要两条数据线，可以节省单片机的 I/O 资源；而 I2C 也只需要两条线，但需要额外的硬件支持。
综上所述，选择 UART 还是 I2C 取决于具体的应用场景和需求。如果需要高速传输和多设备连接，则选择 I2C。如果对硬件资源有限制或需要远程通信，则选择 UART。合理选择通信接口，可以提高系统的性能和可靠性。
参考资料：
本文来自极简博客，作者：云端之上，转载请注明原文链接：单片机通信接口设计：UART与I2C
