本篇是新开章节"数字世界"的开篇介绍,这个大章的博客们主要是介绍数字电路的基础知识。写它们的原因是在介绍单片机的过程中,发现如果假设读者们完全没有了解过数字电路,有些东西很难只言片语介绍清楚,所以干脆就在这里专门讲一讲。这里的很多东西是按照阎石的《数字电子技术基础》教材介绍的,为了避免枯燥,我尽量按照先展示现象后剖析原理的顺序进行,过程中难免大量精简和未言尽的地方,不懂的大家可以详细参考这本教材。

学会数字思维,进入数字世界

什么是数字量、什么是数字电路,这一切都要先从自然界的模拟思维转变到数字思维说起。一般书面的说法是自然界存在的连续变化的事物是模拟量,比如我们感知到冷热酸甜,从赤道到南极,我们感受到的不同温度就是连续变化的,不存在从一个量瞬间变化到另一个量的情况,即使你把一块冻的硬邦邦的肉一下子丢进滚烫的岩浆,它的温度也是从零下逐渐变到零上直至开始燃烧,只不过这个过程可以很快而已。

和自然界连续变化的模拟量相对的就是我们的数字量,数字量是不是人类文明独创的呢?不是的,自然界也有数字量,比如一头牛、两头牛、三头牛等等,人类只不过创造了头、只、个等量词来描述它们。一头牛变成两头牛是跳变的,不存在1.5头牛(不要跟我杠拿刀劈一半什么的),这种不可连续变化的量就是数字量。

对于都会数数的我们来说,理解一只两只这样的数字量来说是不是太简单了,大家都懂,那为什么我们还是会对数字电路里的概念感觉到迷茫呢?那是因为这里面涉及到进制的问题,我们从生下来就开始学数数,先从一数到10,然后再从十数到一百,慢慢学会之后可以数千、万、亿等,我们接触到的,大部分都是10进制的,而电路的世界中,我们大部分是二进制的,要么是0要么是1,这么一长串01组合起来,我们这种不经常打交道的人理解起来就晕圈了。

我拿了数字世界作为本章的标题,就是想通过一篇篇的博客让大家培养一种数字思维,理解数字电路的工作模式和原理,而了解并熟悉二进制就是数字逻辑的第一课,不过光会数数可不够,我还要告诉你们门电路、数字电路、大规模集成电路等等,一步一步介绍怎么从会掰指头数数的娃娃变成会做应用题的初中生,至于想变成大学生,还需要学好多好多东西,慢慢来吧,教不教的动我也不知道呢。


那下面,我们就开始我们这个系列博客的第一集:《数字电路基础(2)——数的进制》,首先你得有点“B”数之认识数的进制。