为什么嵌入式调试经常用UART，却很少用SPI、I2C或USRT？

在嵌入式调试中经常使用 UART（通用异步收发传输器）而较少使用 SPI（串行外设接口）、I2C（集成电路总线）或 USRT（通用同步 / 异步收发传输器）主要有以下原因：

一、UART 的优势

 

1. 简单易用：

• UART 通信协议相对简单，只需要两根线（发送线和接收线）就可以实现全双工通信。对于调试来说，这种简单的连接方式非常方便，可以快速搭建调试环境。
• 开发人员不需要复杂的硬件配置和软件设置，就能够轻松地进行数据传输和调试信息的输出。

 

1. 通用性强：

• 几乎所有的微控制器和处理器都集成了 UART 模块，这使得它在不同的嵌入式系统中具有广泛的适用性。
• 无论是什么类型的嵌入式设备，都可以通过 UART 接口进行调试，而不需要考虑特定的硬件平台限制。

 

1. 异步通信：

• UART 采用异步通信方式，不需要时钟同步信号。这使得它在与不同时钟频率的设备进行通信时更加灵活，不会受到时钟偏差的影响。
• 在调试过程中，可能会涉及到多个不同时钟源的设备，UART 的异步通信特性可以很好地适应这种情况。

 

1. 可直接连接终端设备：

• UART 可以直接连接到计算机的串口或 USB 转串口设备，通过终端软件（如超级终端、PuTTY 等）进行数据的显示和交互。
• 这种直接连接的方式使得调试人员可以方便地查看调试信息、发送命令和进行参数调整，提高了调试效率。

 

二、SPI、I2C 和 USRT 的局限性

 

1. SPI（串行外设接口）：

• 硬件连接复杂：SPI 通常需要四根线（时钟线、主机输出从机输入线、主机输入从机输出线和片选线），在硬件连接上相对复杂。对于调试来说，增加了布线的难度和出错的可能性。
• 主从设备模式：SPI 通信是基于主从设备模式的，这意味着在调试过程中需要明确指定主设备和从设备。如果调试设备不是主设备，可能需要额外的硬件或软件配置来实现调试功能。
• 缺乏通用性：不同的 SPI 设备可能具有不同的通信协议和时序要求，这使得在不同的嵌入式系统中使用 SPI 进行调试时需要进行特定的适配和调整。

 

1. I2C（集成电路总线）：

• 复杂的通信协议：I2C 通信协议相对复杂，包括起始条件、地址传输、数据传输和停止条件等多个步骤。在调试过程中，需要对这些协议进行正确的处理和控制，增加了调试的难度。
• 多设备通信管理：I2C 总线上可以连接多个设备，这就需要进行设备地址的管理和冲突检测。在调试过程中，可能会涉及到多个 I2C 设备的同时调试，这增加了通信管理的复杂性。
• 速度相对较慢：虽然 I2C 可以实现较高的通信速度，但在一些对调试速度要求较高的场景下，可能无法满足需求。相比之下，UART 的通信速度可以根据需要进行调整，更加灵活。

 

1. USRT（通用同步 / 异步收发传输器）：

• 同步通信的限制：USRT 可以工作在同步或异步模式下，但在同步模式下需要外部时钟源进行同步，这增加了硬件的复杂性。在调试过程中，同步通信可能会受到时钟偏差和稳定性的影响，不如 UART 的异步通信可靠。
• 应用场景相对狭窄：USRT 通常用于特定的通信需求，如高速数据传输、同步通信等。在一般的嵌入式调试中，UART 的功能已经足够满足大部分需求，而 USRT 的特殊功能可能并不常用。

 

综上所述，UART 在嵌入式调试中具有简单易用、通用性强、异步通信和可直接连接终端设备等优势，而 SPI、I2C 和 USRT 在硬件连接、通信协议、通用性和应用场景等方面存在一定的局限性。因此，在嵌入式调试中经常使用 UART，而较少使用 SPI、I2C 或 USRT。