单片机基础知识:模拟电路、传统数字电路与单片机的区别.doc
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1、单片机基础知识:模拟电路、传统数字电路与单片机的区别导读:相比较于模拟电路的误差,数字电路精确度得到很大的提高,单片机本质上也是数字电路,但与我们平常所说的传统数字电路有明显区别,传统数字电路指的是除单片机这类可编程器件以外的数字电路。在引入正文之前,我们暂且不说模拟、数字电路单片机之前的区别,先来通过模拟电路实现一则简单的数学计算器。用电路进行数学计算通过电路进行数学计算,应该怎么做呢?为了便于理解,下面我举个很简单的例子。在这个电路中,电阻R1=R2,我给A、B两点分别接入3V和5V电压,这个时候,C点的电压则为(5+3)/2=4V。这个电路完成了一个求平均值的操作,如果我们用1V表示数字
2、1,它计算出来3和5的平均值是4;如果我们定义1mV表示数字1,这个电路就计算出了3000和5000的平均值是4000。如果我能通过巧妙的方法,利用电阻电容乃至晶体管等元器件的特性,设计出很多类似这样的电路,它就可以完成很复杂的四则运算,以及平方、开方、对数等运算。这就是通过电路来帮助我们进行数学计算的简单例子。在这个例子中,并不见得能体现到电路计算相比于我们用笔纸计算的优势。但是如果我们把电路做的足够复杂,它的计算速度是相当快的,并且只要有电能供应,它就永远不知疲倦的计算,而且不容易出错。上面我们设计了一个简单的模拟电路计算器,它能计算两个数的平均值,我们用电压值直接表示数字。但是这个电路在
3、实际中工作并没有那么理想。做基本电学实验测量电压的时候,大家会发现,电压的测量总是有误差的,电压表有误差,读数也有误差,并且基本上无法避免。自然界中很多东西都是有误差的。在这里除了电压表测出来的值和实际值不同,实际C点电压值也并不完全等于AB电压值的平均,因为我们很难保证R1和R2阻值完全一致,并且导线也有电阻。于是我们计算出来的结果,更可能是3.99或者4.01而不是精确的4.00,这就导致我们的计算出了误差。如果电路复杂了,误差会逐步累积,越来越大,最后导致计算结果完全没有意义,而减小电路的误差也是相当不容易的。模拟电路与数字电路、十进制与二进制于是数字电路诞生了。相较于模拟电路的不精确,
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