本节将介绍数字电路的基础知识。数字电路是利用数字信号的电子电路。近年来,绝大多数的计算机都是基于数字电路实现的。
1.3.1 什么是数字电路
数字电路是利用两种不连续的电位来表示信息的电子电路。数字电路中的电源电压H (High,高)电平、接地电压L(Low,低)电平分别代表1 和0,以此实现信息的表达。大部分数字电路是基于叫做MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, 金属氧化物半导体场效应管)的场效应管实现的。在数字电路中,MOSFET 通过组合可以实现各种各样的逻辑电路。
1.3.2 数值表达
数字电路中的信息由0 和1 两个数字表示,因此数字电路的设计基于二进制数(binary number)。二进制是指从0 到1 的数值在一位数字中表示,遇2 则向上进位的数值表达方式。二进制的第n 个数字位,数值上是2 的n-1 次方位。我们平时使用的数值表达方式是十进制(decimal number),十进制中,0 到9 的数值可在一位中表示。图1-16 说明了二进制和十进制的位值关系。
图1-16 二进制和十进制的位值关系