单片机基础知识：模拟电路、传统数字电路与单片机的区别

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。