根据基本类型，通信可分为平行通信和串行通信。如果将信号比作驾驶车辆，平行通信是多车道，可以同时通过多辆车，串行通信信号相当于单车道，一次只能通过一辆车，如果你想发送字节（byte）信号，需要按顺序逐一发送，共发送8次才能完成信息传输。
UART、I2C和SPI是单片机系统中最常用的三种串行通信协议。
UART（Universal Asynchronous Receiver/Tran ** itter，也就是通用异步收发器)串行通信是单片机最常用的通信技术，通常用于单片机和计算机之间以及单片机和单片机之间的通信。
在下图中，GND是单片机系统电源的参考地，TXD是串行发送引脚，RXD是串行接收引脚。两台单片机之间应进行通信。首先，电源基准相同，因此应将两台单片机的GND连接起来，然后将单片机1的TXD引脚连接到单片机2的RXD引脚上，即单片机1发送的通道和单片机2接收的通道，单片机1的RXD引脚连接到单片机2的TXD引脚上，即单片机2发送的通道和单片机1接收的通道。
当单片机1想向单片机2发送数据时，例如发送0xa3数据，以二进制的形式表示0b。在UART通信过程中，是低先发和高后发的原则。让TXD先提高电平，持续一段时间，发送一个1，然后继续提高，再持续一段时间，再发送一个1，然后降低电平，持续一段时间，发送一个0。。。。。。一直发送8位二进制数字0b。
这里有一个概念，就是持续多久。事实上，所谓的持续时间是我们通常所说的波特率（也称为比特率）。波特率是发送二进制数据位的速率，通常用baud表示，即发送二进制数据的持续时间=1/baud。通信前，单片机之间必须约定通信波特率，必须保持一致，收发双方才能实现正常通信。
此外，通信的开始和结束也存在一个问题。UART通信时，一个字节为8位，规定当没有通信信号时，通信线路保持高电平。在发送数据之前，发送一个0来表示开始位置，然后发送8个数据位置。数据位是先低后高的顺序，然后发送一个1来表示停止位置。本来要发一个字节的8位数据，其实一共发了10位，多出来的两位其中一位表示起始位，一位表示停止位。至于接收方，一旦检测到低电平，就知道要开始准备接收数据。接收到8位数据位后，检测到停止位，然后准备接收下一个数据，如下图所示。
I2C（Inter-Integrated circuit）PHILIPS公司开发的两线串行总线主要用于连接微处理器及其外围设备（特别是外部存储设备）。I2C总线的主要特点是接口方式简单。两条线可以悬挂多个参与通信的设备，即多机模式，任何设备都可以用作主机。当然，同时只能有一个主机。UART通信主要用于板间通信，如单片机和计算机，该设备与另一个设备之间的通信。而I2C主要用于板内通信，如单片机和E2PROM。
在硬件方面，I2C总线由时钟总线SCL和数据总线SDA组成。连接到总线的所有设备的SCL都连接在一起，所有SDA都连接在一起。
起始信号：I2C通信的起始信号定义为SCL为高电平时，SDA从高电平向低电平变化产生下降边缘，表示起始信号。数据传输：I2C通信高位在前，低位在后。I2C通信没有固定的波特率，但要求当SCL处于低电平时，SDA允许更改，即发送者必须保持SCL处于低电平，才能更改数据线SDA，输出当前数据；当SCL处于高电平时，SDA不能更改，因为接收器必须读取当前SDA的电平信号是0还是1，以确保SDA的稳定性。停止信号：I2C通信停止信号是SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平变化产生的上升边缘，表示结束信号。I2C通信搜索模式：
I2C通信启动信号后，首先要发送一个从机地址，共有7个地址，其次是数据方向位（R/W），“0”表示下一步要发送数据(写)，“1”表示下一步要求数据(读)。
通信的三种基本类型：
单工通信：只允许一方向另一方传输信息，而另一方不能返回信息。例如电视遥控器、收音机广播等都是单一的通信技术。半双工通信:数据可以在双方之间传播，但只有一方可以在同一时间发送给另一方。例如，对讲机是典型的半双工。全双工通讯：在发送数据的同时也可以接收数据，两者同步进行，就像电话一样，说话的同时也能听到对方的声音。SPI（Serial Peripheral Inte ** ce外围设备接口串行)：是一条高速、全双工、同步通信总线。(如MCU和EEPROM、FLASH、实时时钟与数字信号处理器之间的通信)
4根线：
SSEL（SCS）：选片，从设备片中选择使能信号(一主机多从机情况)；
SCLK（SCK）：时钟由主机生成，类似I2C的SCL；
MOSI（Master Output/Slave Input）：主机输出从机输入，主机向从机发送指令或数据的通道；
MISO（Master Input/Slave Output）：主机输入从机输出，主机读取从机状态或数据通道。
四种SPI模式：
CPOL（Clock Polarity）：时钟的极性。
CPOL = 1: SCK空闲状态为高电平；CPOL = 0: SCK空闲状态为低电平；CPHA（Clock Phase）：时钟相位。
CPHA = 1: 数据输出是一个时钟周期的第一个边缘；(采样自然在第二个边缘)CPHA = 0: 数据采样是一个时钟周期的第一个边缘；(输出自然在第二个边缘)