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大家都用過電腦，有沒有想過它是怎麼實作的呢？這裡我不詳述電腦的原理，而隻對思路進行簡單介紹。等我們學會了單片機，也可以親手制作一個電腦。
用電路進行數學計算
通過電路進行數學計算，應該怎麼做呢？為了便于了解，下面我舉個很簡單的例子。
在這個電路中，電阻R1=R2，我給A、B兩點分别接入3V和5V電壓，這個時候，C點的電壓則為(5+3)/2=4V。這個電路完成了一個求平均值的操作，如果我們用1V表示數字1，它計算出來3和5的平均值是4；如果我們定義1mV表示數字1，這個電路就計算出了3000和5000的平均值是4000。
如果我能通過巧妙的方法，利用電阻電容乃至半導體等元器件的特性，設計出很多類似這樣的電路，它就可以完成很複雜的四則運算，以及平方、開方、對數等運算。這就是通過電路來幫助我們進行數學計算的簡單例子。在這個例子中，并不見得能展現到電路計算相比于我們用筆紙計算的優勢。但是如果我們把電路做的足夠複雜，它的計算速度是相當快的，并且隻要有電能供應，它就永遠不知疲倦的計算，而且不容易出錯。
上面我們設計了一個簡單的模拟電路電腦，它能計算兩個數的平均值，我們用電壓值直接表示數字。但是這個電路在實際中工作并沒有那麼理想。做基本電學實驗測量電壓的時候，大家會發現，電壓的測量總是有誤差的，電壓表有誤差，讀數也有誤差，并且基本上無法避免。自然界中很多東西都是有誤差的。
在這裡除了電壓表測出來的值和實際值不同，實際C點電壓值也并不完全等于AB電壓值的平均，因為我們很難保證R1和R2阻值完全一緻，并且導線也有電阻。于是我們計算出來的結果，更可能是3.99或者4.01而不是精确的4.00，這就導緻我們的計算出了誤差。如果電路複雜了，誤差會逐漸累積，越來越大，最後導緻計算結果完全沒有意義，而減小電路的誤差也是相當不容易的。
模拟電路與數字電路、十進制與二進制
于是數字電路誕生了。相較于模拟電路的不精确，數字電路就有很大優勢了。注意，數字電路是相對于模拟電路而言的，數字電路的本質也是模拟電路。通常我們所說的模拟電路，指的是除數字電路以外的電路。
我們人類用十進制計數法表示數字，原因是我們有十個手指。而數字電路中使用二進制數字來進行運算，因為很多電子器件往往會有兩種很确定的狀态，比如開關的“開”和“關”，燈的“亮”和“滅”。
二進制數其實比十進制數簡單多了。十進制中，從0到9，滿10就向高位進位，即9+1=10；而二進制滿二進一，是以二進制中1+1=10。一開始我們會感覺這樣很别扭，實際上并非二進制有多難，隻是我們習慣了十進制而已。二進制與十進制的轉換等更多知識可以自行學習。
數字電路中，我們使用的比較多的一種用電壓表示二進制數字的方式，稱為TTL電平（TTL = Transistor-Transistor Logic，原意為邏輯門電路）。它規定+5V電壓為高電平，表示數字“1”，0V電壓為低電平，表示數字“0”。由于電路自身特點，實際上這種TTL電平電路輸出的電壓，并非絕對準确的5V和0V，而是規定将>2.4V的電壓視為高電平， 電壓<0.4V則視為低電平。也正是因為這樣的特點，我們根本不需要将電壓控制的很準确，就能很準确的表示出我們想要表示的數字。和前面的模拟平均數計算電路相比，明顯很有優勢。而這也正是數字電路得以廣泛應用的根本原因。
傳統數字電路和單片機
數字電路的介紹就到此為止，在原理篇中會有更詳細的介紹。事實上，單片機的本質也是數字電路。下面我們要說的傳統數字電路，指的是除單片機這類可程式設計器件以外的數字電路。下面我們來看看單片機和傳統數字電路的差別。
利用一些常用的傳統數字電路器件（一般都是內建電路晶片），我們可以設計出如下圖的電路。它是一個電子表，有六個數位管顯示時間，圖中正顯示的就是00:00:18。可以看出來這個電路還是挺複雜的，設計起來也是很費時間的。
但是單片機的出現，使得實作相同功能的電路設計難度大大降低。下圖就是使用單片機設計的電路。同樣是電子表，不僅顯示效果比前面的那個要好，而且功能更強大了，兩個按鍵可以像市面上常見的兩個按鍵的手表一樣調整時間和日期；而電路卻簡單了很多。我們隻需要給單片機寫進去特定的程式，就可以讓它按照我們設計好的方式工作。
如果某天，我們想要給這個電子表增加馬表計時的功能，對于前面的那個數字電路，恐怕整個電路都得重新設計制作；但是對于單片機制作的這個電路，我們隻需要修改程式代碼，然後重新寫進去就可以了，就像在電腦上安裝軟體一樣，根本不需要修改電路，十分友善。