什么是“模擬”和“數字”?自然界中的聲音、溫度、光等信息隨著數值的不斷變化而變化,該連續(xù)變化值我們稱為“模擬”。另一方面,在計算機世界中,信息被視為離散值,這個離散值稱為“數字”。
英銳恩單片機開發(fā)工程師介紹,例如:模擬和數字就像實數和整數一樣相關。我們可以想象一下,可以表示直線上任意一點的實數是模擬,而只能取特定點的整數是數字。處理連續(xù)信息的模擬信號的電路稱為“模擬電路”,處理離散信息的數字信號的電路稱為“數字電路”。
英銳恩單片機工程師介紹,為了將自然界中的模擬信息輸入到計算機等數字電路中,需要將信息數字化(模擬信號→數字信號)。A/D轉換器將“模擬信號轉換為數字信號”。A/D轉換器有規(guī)律地從輸入信號中截?。ú蓸樱r間和數值,并用“0”和“1”表示的數值(二進制數)代替。
為了將連續(xù)值(模擬信號)轉換為離散值(數字信號),對模擬信號進行“向下舍入”或“向上舍入”。因此,由于缺乏信息而發(fā)生錯誤。為了減少誤差,需要縮短轉換間隔,增加轉換時的位數。
那么“數字化模擬信號”有什么好處呢?原因是數字信號噪聲大,不易破解,計算機易于處理。今天,微型計算機的高性能使得高速處理大量數字信息成為可能。因此,利用在信號傳輸和再現(xiàn)中不會降低質量的數字特征的數字電路正在發(fā)揮積極作用。
什么是數字電路?
數字電路執(zhí)行邏輯運算,也稱為邏輯電路。英銳恩單片機工程師介紹,邏輯電路的基本要素只有三種:AND電路、OR電路、NOT電路,通過組合它們可以創(chuàng)建具有各種功能的電路。
邏輯電路用邏輯公式和電路符號表示(這里使用MIL符號。還有其他JIS符號等)。真值表是顯示邏輯電路如何響應輸入信號的表格。下面英銳恩單片機工程師簡單介紹了三種基本的邏輯電路:
一、串聯(lián)電路、AND電路
AND電路,也稱為邏輯積,是一種僅當一個輸入為1而另一個輸入也為1時輸出為1的電路。邏輯公式用“·”表示,例如“Y=A·B”。
電路符號如下圖:
讓我們仔細看看AND電路的操作。當AND電路用開關和LED表示時,就變成了如下圖所示的串聯(lián)電路。
1.開關A(SWA)的“開”和“關”代表輸入A的“1”和“0”;
2.開關B(SWB)“開”和“關”代表輸入B“1”和“0”;
3.LEDY亮滅代表輸出Y“1”和“0”。
該AND電路的工作原理如下:
1.當開關A和開關B都“打開”時LEDY亮起;
2.當開關A或B之一“打開”而另一個“關閉”時,LEDY不亮;
3.當開關A和開關B都“關閉”時LEDY不亮。
基本邏輯電路也稱為門,可以通過一個輸入固定輸出(關閉門)或反映(打開門),使用圖中的電路圖解釋與電路的門操作:
1.當A或B開關鎖定為“關閉”時,LED保持關閉,即輸出鎖定為“關閉”(關閉門);
2.相反,如果A或B開關固定為“開”,則另一個未固定的輸入將按原樣反映在輸出中(打開門)。
二、并聯(lián)電路、或電路
OR電路也稱為邏輯和,是一種輸入為1或兩者均為1時輸出為1的電路。邏輯公式用“+”表示,例如“Y=A+B”。
電路符號如下圖:
用開關和LED表示OR電路的操作,它變成了一個并聯(lián)電路,如下面的下圖所示:
1.由于它是并聯(lián)電路,如果開關A(SWA)和開關B(SWB)中的一個或兩個“打開”,LEDY就會亮起。
OR電路的門功能與AND電路的工作方式相反:
1.當A或B開關鎖定為“開”時,LED保持點亮狀態(tài),即輸出被鎖定為“開”(關閉門)。
2.相反,如果A或B開關固定為“關閉”,則另一個未固定的輸入將按原樣反映在輸出中(打開門)。
三、反相輸出非電路
NOT電路,也叫反相器或反相電路,具有輸出輸入反相的功能。該電路輸入為1時輸出0,輸入0時輸出1。邏輯公式用“-”表示,例如“Y=A”(-符號,在A字母上面)。
電路符號如下圖所示: