8位二进制数的限制主要源于硬件架构和数据表示方式，具体原因如下：
硬件架构限制
以51单片机为例，其内部处理单元为8位，因此编程时自然采用8位二进制进行数据操作。这种硬件限制导致编程语言和工具普遍遵循8位二进制标准。
符号位与补码表示
在8位二进制中，最高位（第7位）用于表示符号位（0为正数，1为负数）。采用二进制补码表示法时，可表示的数值范围为-128到127，而非-127到128。若将最高位作为数值位，则数值范围仅0~255，无法表示负数。
数据类型扩展需求
仅使用0和1无法满足多样化数据表示需求。例如，整数、浮点数、字符等类型需要更宽的位数或不同的编码方式（如ASCII、Unicode），而8位二进制限制了其应用场景。
综上，8位二进制限制是硬件与符号表示法的自然结果，但可通过扩展位数或采用其他编码方式克服其局限性。