二進(jìn)制數(shù)字是零和數(shù)字計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)使用的信息流

與線性或模擬電路不同，如交流放大器處理從一個(gè)值到另一個(gè)值不斷變化的信號(hào)，例如幅度或頻率，數(shù)字電路處理僅包含兩個(gè)電壓電平或狀態(tài)的信號(hào)，標(biāo)記為邏輯“0”和邏輯“1”。

通常，邏輯“1”表示較高的電壓，例如5伏，通常稱為HIGH值，而邏輯“0”表示低電壓，例如0伏或接地，以及通常被稱為LOW值。表示“1”（1）和“0”（零）的數(shù)字值的這兩個(gè)離散電壓電平通常稱為：BInary digiTS，以及數(shù)字和計(jì)算電路和應(yīng)用程序通常稱為二進(jìn)制BITS。

零和二進(jìn)制位

因?yàn)橹挥袃蓚€(gè)有效的布爾值表示邏輯“1”或邏輯“0”，所以使用二進(jìn)制數(shù)的系統(tǒng)是理想的二進(jìn)制數(shù)字系統(tǒng)是一個(gè)Base-2編號(hào)系統(tǒng)，遵循與常用小數(shù)或基數(shù)為10的數(shù)字系統(tǒng)。因此，代替10的冪，（10 n），例如： 1,10,100,1000 等，二進(jìn)制數(shù)使用2的冪，（2 n）有效地將每個(gè)連續(xù)位的值加倍，例如： 1,2,4,8,16,32 etc。

用于表示數(shù)字電路的電壓可以是任何值，但通常在數(shù)字和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，它們保持在10伏以下。在數(shù)字系統(tǒng)中，這些電壓稱為“邏輯電平”，理想情況下，一個(gè)電壓電平表示“高”狀態(tài)，而另一個(gè)不同且較低電壓電平表示“低”狀態(tài)。二進(jìn)制數(shù)系統(tǒng)使用這兩種狀態(tài)。

數(shù)字波形或信號(hào)由在這兩個(gè)“高”和“低”狀態(tài)之間來回切換的離散或獨(dú)特電壓電平組成。但是什么使得信號(hào)或電壓“數(shù)字化”以及我們?nèi)绾文軌虼磉@些“高”和“低”電壓水平。電子電路和系統(tǒng)可分為兩大類。

?模擬電路 - 模擬或線性電路放大或響應(yīng)連續(xù)變化的電壓電平可以在一段時(shí)間內(nèi)在正值和負(fù)值之間交替。

?數(shù)字電路 - 數(shù)字電路產(chǎn)生或響應(yīng)兩個(gè)不同的正或負(fù)電壓電平，代表邏輯級(jí)別“1”或邏輯級(jí)別“0”。

模擬電壓輸出

模擬（或模擬）電路與數(shù)字電路之間差異的簡單示例電路如下所示：

模擬電壓輸出表示

這是一個(gè)模擬電路。電位器的輸出隨著抽頭端子旋轉(zhuǎn)而變化，產(chǎn)生0伏特和V MAX 之間的無限數(shù)量的輸出電壓點(diǎn)。輸出電壓可以從一個(gè)值緩慢或快速地變化到一個(gè)值，因此在兩個(gè)電壓電平之間沒有突然或階躍變化，從而產(chǎn)生連續(xù)可變的輸出電壓。模擬信號(hào)的示例包括溫度，壓力，液位和光強(qiáng)度。

數(shù)字電壓輸出

在此數(shù)字電路示例中，電位器抽頭已被單個(gè)旋轉(zhuǎn)開關(guān)取代，該旋轉(zhuǎn)開關(guān)依次連接到串聯(lián)電阻鏈的每個(gè)結(jié)點(diǎn)，形成基本的分壓器網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)開關(guān)從一個(gè)位置（或節(jié)點(diǎn)）旋轉(zhuǎn)到下一個(gè)輸出電壓時(shí)，V OUT 在每個(gè)開關(guān)動(dòng)作或步進(jìn)的離散且獨(dú)特的電壓電平中快速變化，表示1.0伏的倍數(shù)，如圖所示例如，輸出電壓為2伏，3伏，5伏等，但不是2.5V，3.1V或4.6V。通過使用多位置開關(guān)并增加分壓器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的電阻元件數(shù)量，可以輕松產(chǎn)生更精細(xì)的輸出電壓，從而增加了分立開關(guān)步驟的數(shù)量。

數(shù)字電壓輸出表示

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然后我們可以看到模擬信號(hào)或數(shù)量與數(shù)字量之間的主要區(qū)別在于“模擬” “數(shù)量隨時(shí)間不斷變化，而”數(shù)字“數(shù)量具有離散（逐步）值。 “低”到“高”或“高”到“低”。

一個(gè)很好的例子就是你房子里的一個(gè)調(diào)光器可以上下調(diào)節(jié)燈光強(qiáng)度（亮度）。在完全開啟（最大亮度）和完全關(guān)閉之間旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生連續(xù)變化的模擬輸出。另一方面，使用標(biāo)準(zhǔn)的壁掛式燈開關(guān)，當(dāng)操作開關(guān)時(shí)，燈可以是“ON”（HIGH），也可以是“OFF”（LOW）。結(jié)果是產(chǎn)生一種ON-OFF數(shù)字輸出之間沒有。

某些電路結(jié)合了模擬和數(shù)字信號(hào)，如模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）或數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）。無論哪種方式，數(shù)字輸入或輸出信號(hào)代表等效于模擬信號(hào)的二進(jìn)制數(shù)值。

數(shù)字邏輯電平

在所有電子和計(jì)算機(jī)電路中，只允許兩個(gè)邏輯電平代表一個(gè)單一的州。這些級(jí)別稱為邏輯1 或邏輯0 ， HIGH 或 LOW ， True 或錯(cuò)誤， ON 或 OFF 。大多數(shù)邏輯系統(tǒng)使用正邏輯，在這種情況下，邏輯“0”由零伏表示，邏輯“1”由較高電壓表示。例如，如圖所示，TTL邏輯為+5伏。

數(shù)字值表示

通常，盡可能快地從一個(gè)電壓電平“> 0”到“1”或“1”到“0”的切換，以防止邏輯電路的未命中切換。在標(biāo)準(zhǔn)TTL（晶體管 - 晶體管 - 邏輯）IC中，有一個(gè)預(yù)定義的輸入和輸出電壓限制范圍，用于定義什么是邏輯“1”值，什么是邏輯“0”值，如下所示。

TTL輸入＆amp;輸出電壓電平

然后，當(dāng)使用+5伏電源時(shí)，2.0v和5v之間的任何電壓輸入均為被識(shí)別為邏輯“1”值，并且低于0.8v的任何電壓輸入被識(shí)別為邏輯“0”值。而2.7v和5v之間的邏輯門的輸出表示邏輯“1”值，而低于0.4v的電壓輸出表示邏輯“0”值。這被稱為“正邏輯”，并在這些數(shù)字邏輯教程中使用。

然后二進(jìn)制數(shù)通常用于數(shù)字和計(jì)算機(jī)電路中，由邏輯“0”或邏輯“1”表示。二進(jìn)制編號(hào)系統(tǒng)最適合二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)編碼，因?yàn)樗皇褂脙蓚€(gè)數(shù)字，一個(gè)和零，以形成不同的數(shù)字。因此，在本節(jié)中關(guān)于二進(jìn)制數(shù)，我們將看看如何將十進(jìn)制或十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)，十六進(jìn)制數(shù)和二進(jìn)制數(shù)。

所以在下一個(gè)教程中關(guān)于二進(jìn)制數(shù)和二進(jìn)制數(shù)系統(tǒng)我們將看十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，反之亦然，并引入Byte和Word的概念來表示一個(gè)更大的二進(jìn)制數(shù)。