第一個區別當然是名字：

SPI（Serial Peripheral Interface：串行外設接口）;

I2C（INTER IC BUS：意為IC之間總線）

UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter：通用異步收發器）

第二，區別在電氣信號線上：

SPI總線由三條信號線組成：串行時鐘（SCLK）、串行數據輸出（SDO）、串行數據輸入（SDI）。SPI總線可以實現 多個SPI設備互相連接。提供SPI串行時鐘的SPI設備為SPI主機或主設備（Master），其他設備為SPI從機或從設備（Slave）。主從設備間可以實現全雙工通信，當有多個從設備時，還可以增加一條從設備選擇線。

如果用通用IO口模擬SPI總線，必須要有一個輸出口（SDO），一個輸入口（SDI），另一個口則視實現的設備類型而定，如果要實現主從設備，則需輸入輸出口，若只實現主設備，則需輸出口即可，若只實現從設備，則只需輸入口即可。

I2C總線是雙向、兩線（SCL、SDA）、串行、多主控（multi-master）接口標準，具有總線仲裁機制，非常適合在器件之間進行近距離、非經常性的數據通信。在它的協議體系中，傳輸數據時都會帶上目的設備的設備地址，因此可以實現設備組網。

如果用通用IO口模擬I2C總線，并實現雙向傳輸，則需一個輸入輸出口（SDA），另外還需一個輸出口（SCL）。（注：I2C資料了解得比較少，這里的描述可能很不完備）

UART總線是異步串口，因此一般比前兩種同步串口的結構要復雜很多，一般由波特率產生器（產生的波特率等于傳輸波特率的16倍）、UART接收器、UART發送器組成，硬件上由兩根線，一根用于發送，一根用于接收。

顯然，如果用通用IO口模擬UART總線，則需一個輸入口，一個輸出口。

第三，從第二點明顯可以看出，SPI和UART可以實現全雙工，但I2C不行；

第四，看看牛人們的意見吧！

wudanyu：I2C線更少，我覺得比UART、SPI更為強大，但是技術上也更加麻煩些，因為I2C需要有雙向IO的支持，而且I2C使用上拉電阻，我覺得抗干擾能力較弱，一般用于同一板卡上芯片之間的通信，較少用于遠距離通信。SPI實現要簡單一些，UART需要固定的波特率，就是說兩位數據的間隔要相等，而SPI則無所謂，因為它是有時鐘的協議。

quickmouse：I2C的速度比SPI慢一點，協議比SPI復雜一點，但是連線也比標準的SPI要少。

1、SPI（Serial Peripheral Interface串行外圍接口）：高速、全雙工、同步串行口。

三或四個信號用于數據交換：

SIMO：從進，主出

SOMI：從出，主進

UCLK：時鐘，由主機驅動，從機用它發送和接收數據

STE：從機發送允許，用于四線模式中控制多主從系統中的多個從機

三線SPI組成：串行時鐘（SCLK）、串行數據輸出（SDO）、串行數據輸入（SDI）；當有多個從設備時，還可以增加一條從設備選擇線。四線SPI模式用附加控制線，來允許從機數據的發送和接收，它由主機控制。

SPI總線可以實現多個SPI設備互相連接。

提供SPI串行時鐘的SPI設備為SPI主機或主設備（Master），其他設備為SPI從機或從設備（Slave）。

主從設備間可以實現全雙工通信，SPI接口是在CPU和外圍低速器件之間進行同步串行數據傳輸，在主器件的移位脈沖下，數據按位傳輸，高位在前，地位在后，為全雙工通信。

如果用通用IO口模擬SPI總線，必須要有一個輸出口（SDO），一個輸入口（SDI），另一個口則視實現的設備類型而定，如果要實現主從設備，則需輸入輸出口，若只實現主設備，則需輸出口即可，若只實現從設備，則只需輸入口即可。

UART需要固定的波特率，而SPI則無所謂，因為它是有時鐘的協議。

SPI接口主要應用在EEPROM，FLASH，實時時鐘，AD轉換器，還有數字信號處理器和數字信號解碼器之間。

2、I2C（Inter IC Bus）接口定義：

I2C總線是雙向兩線（SCL——串行時鐘、SDA——串行數據線）制同步串行總線，具有競爭檢測和仲裁機制，可使多個主機任意同時發送數據而不破壞總線 上的數據信息。非常適合在器件之間進行近距離、非經常性的數據通信。在它的協議體系中，傳輸數據時都會帶上目的設備的設備地址，因此可以實現設備組網。

特點：

A、每個連到總線上的器件都可由軟件唯一的地址尋址，并建立簡單的主從關系。主器件既可作為發送器，又可作為接收器。

B、同步時鐘允許器件通過總線以不同的波特率進行通信

C、同步時鐘可以作為停止和重新啟動串行口發送的握手方式

D、連接到同一總線上的集成電路器件數只受400PF的總大總線電容的限制

如果用通用IO口模擬I2C總線，并實現雙向傳輸，則需一個輸入輸出口（SDA），另外還需一個輸出口（SCL）。

注：組成I2C總線的串行數據線SDA和串行時鐘線SCL必須經過上拉電阻Rp接到正電源上，連接到總線上的器件的輸出極必須為“開漏”或“開集”的形式，以便完成“線與”的功能。

I2C需要有雙向IO的支持，而且使用上拉電阻，抗干擾能力較弱，一般用于同一板卡上芯片之間的通信，較少用于遠距離通信。

各種接口之間的區別如下：

1、UART和USART兩個別區說不出來，不過區別在什么地方我也搞不清楚。UART就是兩線，一根發送一根接收，可以全雙工通信，線數也比較少。數據是異步傳輸的，對雙方的時序要求比較嚴格，通信速度也不是很快。在多機通信上面用的最多。

2、SPI接口和上面UART相比，多了一條同步時鐘線，上面UART的缺點也就是它的優點了，對通信雙方的時序要求不嚴格不同設備之間可以很容易結合，而且通信速度非常快。一般用在產品內部元件之間的高速數據通信上面，如大容量存儲器等。

3、I2C接口也是兩線接口，它是兩根線之間通過復雜的邏輯關系傳輸數據的，通信速度不高，程序寫起來也比較復雜。一般單片機系統里主要用來和24C02等小容易存儲器連接。