為了將自然界的模擬信息輸入到象計算機那樣的數字電路，需要將信息數字化（模擬信號→數字信號）。進行"模擬信號→數字信號"轉換的是 A/D 轉換器，A/D 轉換器按時間有規律地讀取（采樣）輸入信號
，並將其轉換成用"0"和"1"表現的數值（2 進製）。

 

為了將連續值（模擬信號）轉換為離散值（數字信號），要對模擬信號進行"舍去"和"進位"處理。這種處理造成信息缺失,而產生了誤差。而為了減少誤差，就需要縮短轉換間隔和增加轉換時的位數。

 

那麼
，"把模擬信號數字化"的de好hao處chu在zai哪na裏li呢ne？它ta的de好hao處chu就jiu在zai於yu，數shu字zi信xin號hao有you較jiao強qiang的de抗kang噪zao音yin能neng力li，不bu容rong易yi被bei破po壞huai，計ji算suan機ji處chu理li起qi來lai比bi較jiao容rong易yi。現xian在zai，隨sui著zhe微wei處chu理li器qi性xing能neng的de不bu斷duan提ti高gao，已yi經jing可ke以yi高gao速su、大量地處理數字信息。由於在信號傳輸和再現的過程中都不會造成信號質量下降
，從而使數字電路得到了十分廣泛的應用。

 

強大的"2 進製"

 

數字信號表現數值的方法之一是"2 進製"。2 進製是以"0"和"1"表現數值的，各位數都是 2 的階乘。比如，4 位 2 進製可以表現的整數是從 0 到 15 的值（ 表 1）。更大的數值就要通過增加位數來表現了。

 

表 1：10 進製的 2 進製換算

 

最初在數字信號中使用 2 進製的原因是因為電路的"開"和"關"可以很方便地用"1"和"0"來表示。並且
，開（"1"）和關（"0"）在實際的 IC 中分別用"H"和"L" 表現高電壓狀態和低電壓狀態。

 

在一般的 CMOS IC 中，當電源電壓為 5V 時
，L 表現為 1.35V 以下，H 表現為 3.15 以上。像這樣用"0" 和"1"表示一定的電壓範圍，就可以形成在一定範圍噪音下
，不會發生誤操作的牢固電路結構。

 

數字電路抗噪音強的理由，大家明白了嗎？沒錯
，是因為用了 2 進製來表現數值。

 

什麼是邏輯電路

數字電路進行邏輯運算，也被稱為邏輯電路。邏輯電路的基本要素隻有 AND 電路
、OR 電路和 NOT 電路這三種
，通過這三種電路的不同組合可以做出具有各種功能的電路。

 

邏輯電路使用邏輯表達式和電路符號（這裏使用 MIL 符號，其他還有 JIS 符號）進行表示。另外，我們把邏輯電路的輸入信號和輸出信號的一覽表稱為真值表。

 

下麵我們對 3 種基本邏輯電路進行說明。

1. AND 電路

AND 電路也被稱為“ 邏輯與”，隻有當兩個輸入同時為 1 時
，才會輸出 1。邏輯表達式用“・”表示，例：Y=A・B。

 

電路符號

 

真值表

 

讓我們仔細看一看 AND 電路的工作方式。如果用開關和 LED 來表現 AND 電路的話，就是如下圖 2 所示的串聯電路。

 

開關 A（SW A）的“開”和“關”表示輸入 A 的“1”和“0”

開關 B（SW B）的“開”和“關”表示輸入 B 的“1”和“ 0”

LED Y 的亮起和熄滅以輸出 Y 的“1”和“0”表示

 

圖 2：AND 電路的運作方式

 

該 AND 電路的工作方式如下：

開關 A 和開關 B 都為“開”時，LED Y 點亮

開關 A 或 B 隻有一個為“開”，另一個為“關”時，LED Y 熄滅

開關 A 和開關 B 都為“關”時
，LED Y 熄滅

 

基本邏輯電路也稱作門（gate）電路
，可以通過單個輸入來固定輸出（關閉門），或反映輸出（打開門）。AND 電路的門電路的工作情況可以用圖 2 的電路圖進行說明 —— A 或 B 的開關之一固定為“關”
，LED 保持熄滅，也就是說輸出固定為“關”（關閉門）
；相反
，A 或 B 的開關之一固定為“開”，未固定的另一個輸入能夠直接反映輸出（打開門）。

 

2. OR 電路

OR 電路也被稱為“邏輯或”
，隻要有任何一個輸入為 1，或者都為 1 的情況下
，都會輸出 1。邏輯表達式用“＋”表示
，例：Y=A＋B。

 

電路符號

 

 

真值表

 

如果用開關和 LED 來表現 OR 電路的工作方式的話，就是如下圖 3 所示的並聯電路。由於是並聯電路

，因此開關 A（SW A）或開關 B（SW B）中任意一個為“開”，或兩者均為“開”時，LED Y 就點亮。

 

圖 3：OR 電路的運作方式

 

OR 電路的門功能與 AND 電路的工作方式正好相反 —— A 和 B 的開關之一固定為“開”時，LED 保持點亮，也就是說輸出固定為“開”（關閉門）
；相反，A 和 B 的開關之一固定為 “關”，未固定的另一個輸入能夠直接反映輸出（打開門）。

 

3. NOT 電路

NOT 電路也被稱作變頻或反向電路，具有將輸入反向輸出的功能。是輸入為 1 時輸出 0，輸入 0 時輸出 1 的電路。邏輯表達式用“¯”表示 （例）Y=。 

 

 

電路符號

 

真值表