差分曼彻斯特编码首位是0还是1的区别

### 差分曼彻斯特编码中首位为0与1的区别

差分曼彻斯特编码是一种双相码，其中每一位比特都被分为两部分，在每位的中间有一个跳变。这种编码方式通过是否存在起始边界处的变化来区分逻辑状态。

当数据位为1时，信号电平在该位开始时不改变；而当数据位为0时，则会在该位开始时发生一次额外的状态转换[^1]。因此：

- **如果首比特是1**：则不会有任何电压水平上的转变发生在这一位的起点位置上，仅在中间时刻出现必要的极性反转用于表示同步。

- **如果首比特是0**：这将在该位周期的开端引入一个额外的跃迁事件，即先经历高低或低高的一次变动再于中心点再次翻转以维持每半位间隔内的固定过渡特性。

为了更直观理解这两种情况下的波形差异，可以参照下面给出的例子：

对于序列`1011`:

- 当第一个比特设为1时：

  时间轴: |----|----|----|----|
          T=0    T=1   T=2   T=3
   
  波形图 : _--_--___--_
           ^     ^
         中间 起始
        (始终存在)

- 若首个比特定义成0的话：

  时间轴: |----|----|----|----|
          T=0    T=1   T=2   T=3
  
  波形图 : --__--___--__
            ^^      ^
          开端 和 中间
       (两者皆有变化)

上述描述展示了如何依据初始比特的不同值影响整个字符串所对应的物理层面上的表现形式。

def diff_manchester_encoding(bits, start_bit='1'):
    result = []
    
    prev_level = int(start_bit)

    for bit in bits:
        current_level = not(prev_level) if bit == '0' else prev_level
        
        # Add transition at the beginning of each bit period when it's a "0"
        if bit == '0':
            result.extend([prev_level, not(prev_level)])
        
        # Always add transition in the middle of each bit period
        result.append(not(current_level))
        result.append(current_level)
        
        prev_level = current_level
    
    return ''.join(['-' if i==False else '_' for i in result])

print(diff_manchester_encoding('1011', '1'))  # Start with 1
print(diff_manchester_encoding('1011', '0'))  # Start with 0