第一個區(qū)別當然是名字：
SPI(Serial Peripheral Interface：串行外設接口);
I2C(INTER IC BUS)
UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter：通用異步收發(fā)器)

第二，區(qū)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(xié)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(fā)送器組成，硬件上由兩根線，一根用于發(fā)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(xié)議。
quickmouse：I2C的速度比SPI慢一點，協(xié)議比SPI復雜一點，但是連線也比標準的SPI要少。

SPI總線

----串行外圍設備接口SPI（serial peripheral interface）總線技術是Motorola公司推出的一種同步串行接口。Motorola公司生產的絕大多數MCU（微控制器）都配有SPI硬件接口，如68系列MCU。SPI總線是一種三線同步總線，因其硬件功能很強，所以，與SPI有關的軟件就相當簡單，使CPU有更多的時間處理其他事務。
IIC總線是荷蘭飛利浦PHILIPS開發(fā)的一種高效，實用，可靠的雙向二線制(也有3線制，家電很少用）串行數據傳輸結構總線，該總線使各電路分割成各種功能的模塊，并進行軟件化設計，各個功能模塊電路內都有集成一個IIC總線接口電路，因此都可以掛接在總線上，很好的解決了眾多功能IC與CPU之間的輸入輸出接口，使其連接方式變得十分簡單。
IIC總線上的器件分為主控器和被控器兩大類它們之間只要在正常工作，總有一個IIC在總線上發(fā)送信息數據（一般是在開機后cpu首先像各個功能模塊電路發(fā)出自檢信號，得到各個功能模塊電路正常反饋的數據信號后機器才進入正常工作狀態(tài)）。

串行外圍設備接口SPI（serial peripheral interface）總線技術是Motorola公司推出的一種同步串行接口

USART （Universial Serial Asynchronous Receive Transmit）通用串行異步接受/發(fā)送，其實它就是UART。
兩者都是串行口線。但不同的是，SPI總線似乎是分為SD(DATA)I和SC(CONTROL)I兩種。SPI是同步的，需要額外的同步脈沖，速率可以很高，有些器件甚至超過20M。SDI有一條數據線，雙向傳輸，方向靠命令字來區(qū)別，SPI為三線：SO、SI、SCK，SO、SI均為單向傳輸，其中SCK為同步時鐘，其傳輸速率可變，可以軟件模擬實現；而SCI，有兩條數據線，分別是輸入輸出。SPI 均有一條時鐘線。但是SPI如果應用與高速場合，只能在板級使用，不宜傳輸過遠，我們平時看到的SPI和IIC一般都是芯片之間的接口，很少看到有長電纜使用。

而USART是沒有時鐘線，數據線有兩條。波特率在收發(fā)兩端分別設置，51的串口就屬于這一類。UART是異步的，不需要時鐘，波特率相對不高；鑒于此，uart因為格式個波特率是雙方協(xié)商好的，而且速率不高，所以可以在傳輸線上傳輸，加上其他的轉換還可以變成差動的傳輸更遠距離。

而UART要達到某一固定波特率對晶振有要求，比如說24M的晶振可以用T2實現9600BAUD，但不能用T1來交替實現19200和9600BAUD。