第一个区别当然是名字：
     SPI(Serial Peripheral Interface：串行外设接口);
     I2C(INTER IC BUS)
     UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter：通用异步收发器)

第二，区别在电气信号线上：
     SPI总线由三条信号线组成：串行时钟(SCLK)、串行数据输出(SDO)、串行数据输入(SDI)。SPI总线可以实现 多个SPI设备互相连接。提供SPI串行时钟的SPI设备为SPI主机或主设备(Master)，其他设备为SPI从机或从设备(Slave)。主从设备间可以实现全双工通信，当有多个从设备时，还可以增加一条从设备选择线。
     如果用通用IO口模拟SPI总线，必须要有一个输出口(SDO)，一个输入口(SDI)，另一个口则视实现的设备类型而定，如果要实现主从设备，则需输入输出口，若只实现主设备，则需输出口即可，若只实现从设备，则只需输入口即可。 
     I2C总线是双向、两线(SCL、SDA)、串行、多主控（multi-master）接口标准，具有总线仲裁机制，非常适合在器件之间进行近距离、非经常性的数据通信。在它的协议体系中，传输数据时都会带上目的设备的设备地址，因此可以实现设备组网。
     如果用通用IO口模拟I2C总线，并实现双向传输，则需一个输入输出口(SDA)，另外还需一个输出口(SCL)。（注：I2C资料了解得比较少，这里的描述可能很不完备）

     UART总线是异步串口，因此一般比前两种同步串口的结构要复杂很多，一般由波特率产生器(产生的波特率等于传输波特率的16倍)、UART接收器、UART发送器组成，硬件上由两根线，一根用于发送，一根用于接收。
     显然，如果用通用IO口模拟UART总线，则需一个输入口，一个输出口。

第三，从第二点明显可以看出，SPI和UART可以实现全双工，但I2C不行；

第四，看看牛人们的意见吧！
     wudanyu：I2C线更少，我觉得比UART、SPI更为强大，但是技术上也更加麻烦些，因为I2C需要有双向IO的支持，而且使用上拉电阻，我觉得抗干扰能力较弱，一般用于同一板卡上芯片之间的通信，较少用于远距离通信。SPI实现要简单一些，UART需要固定的波特率，就是说两位数据的间隔要相等，而SPI则无所谓，因为它是有时钟的协议。
     quickmouse：I2C的速度比SPI慢一点，协议比SPI复杂一点，但是连线也比标准的SPI要少。

SPI总线 

----串行外围设备接口SPI（serial peripheral interface）总线技术是Motorola公司推出的一种同步串行接口。Motorola公司生产的绝大多数MCU（微控制器）都配有SPI硬件接口，如68系列MCU。SPI总线是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，所以，与SPI有关的软件就相当简单，使CPU有更多的时间处理其他事务。 
IIC总线是荷兰飞利浦PHILIPS开发的一种高效，实用，可靠的双向二线制(也有3线制，家电很少用）串行数据传输结构总线，该总线使各电路分割成各种功能的模块，并进行软件化设计，各个功能模块电路内都有集成一个IIC总线接口电路，因此都可以挂接在总线上，很好的解决了众多功能IC与CPU之间的输入输出接口，使其连接方式变得十分简单。 
IIC总线上的器件分为主控器和被控器两大类它们之间只要在正常工作，总有一个IIC在总线上发送信息数据（一般是在开机后cpu首先像各个功能模块电路发出自检信号，得到各个功能模块电路正常反馈的数据信号后机器才进入正常工作状态）。

   串行外围设备接口SPI（serial peripheral interface）总线技术是Motorola公司推出的一种同步串行接口

  USART （Universial Serial Asynchronous Receive Transmit）通用串行异步接受/发送，其实它就是UART。
  两者都是串行口线。但不同的是，SPI总线似乎是分为SD(DATA)I和SC(CONTROL)I两种。SPI是同步的，需要额外的同步脉冲，速率可以很高，有些器件甚至超过20M。SDI有一条数据线，双向传输，方向靠命令字来区别，SPI为三线：SO、SI、SCK，SO、SI均为单向传输，其中SCK为同步时钟，其传输速率可变，可以软件模拟实现；而SCI，有两条数据线，分别是输入输出。SPI 均有一条时钟线。但是SPI如果应用与高速场合，只能在板级使用，不宜传输过远，我们平时看到的SPI和IIC一般都是芯片之间的接口，很少看到有长电缆使用。

  而USART是没有时钟线，数据线有两条。波特率在收发两端分别设置，51的串口就属于这一类。UART是异步的，不需要时钟，波特率相对不高；鉴于此，uart因为格式个波特率是双方协商好的，而且速率不高，所以可以在传输线上传输，加上其他的转换还可以变成差动的传输更远距离。

  而UART要达到某一固定波特率对晶振有要求，比如说24M的晶振可以用T2实现9600BAUD，但不能用T1来交替实现19200和9600BAUD。