Wat is code-omzetter: binair naar grijze code en grijze code naar binaire conversie

Op computers moeten we binair naar grijs en grijs naar binair converteren. De conversie hiervan kan worden gedaan door twee regels te gebruiken, namelijk binair naar grijs conversie en grijs naar binair conversie. Bij de eerste conversie is de MSB van de grijze code constant gelijk aan de MSB van de binaire code. Extra bits van de uitvoer van de grijze code kunnen het EX-OR logische poortconcept gebruiken voor de binaire codes op die huidige index, evenals de eerdere index. Hier is MSB niets anders dan het belangrijkste bit. Bij de eerste conversie is de MSB van de binaire code constant gelijk aan de MSB van de specifieke binaire code. Extra bits van de uitvoer van de binaire code kunnen de EX-OR gebruiken logische poort concept door grijze codes bij die huidige index te verifiëren. Als het huidige grijze codebit nul is, kopieer dan de eerdere binaire code en kopieer ook de omgekeerde versie van het eerdere binaire codebit. Dit artikel bespreekt een overzicht van code-omzetters, waaronder een binaire naar grijze code-omzetter en een grijs naar binaire code-omzetter.

Wat is een binaire code?

In digitale computers staat de code die wordt gebruikt op basis van een binair getalsysteem bekend als binaire code. Er zijn twee mogelijke toestanden, zoals AAN & UIT, die worden weergegeven door 0 en 1. Het digitale systeem gebruikt 10 cijfers waarbij elke positie van cijfer de macht 10 aangeeft. In een binair systeem vertegenwoordigt elke positie van een cijfer een macht van 2.

Een binair codesignaal bevat een reeks elektrische pulsen die tekens, cijfers en uit te voeren bewerkingen aangeven. Een klokapparaat wordt gebruikt om normale pulsen te verzenden, evenals componenten zoals transistors, AAN / UIT schakelen om te stromen, anders blokkeert het de signalen. In binaire code kan elk decimaal getal van 0 tot 9 worden aangegeven door een set van 4-binaire bits / cijfers. De 4 basis rekenkundige bewerkingen zoals optellen, aftrekken, vermenigvuldigen en delen kunnen allemaal worden teruggebracht tot combinaties van basis Booleaanse algebraïsche functies op binaire getallen.

Wat is de grijze code?

De Gray Code of RBC (weerspiegelde binaire code), of cyclische code, is een reeks binaire getalsystemen. De belangrijkste reden om deze gereflecteerde binaire code te noemen, is dat de initiële N / 2-waarden in omgekeerde volgorde staan ​​in vergelijking met de laatste N / 2-waarden. In dit soort code worden de twee opeenvolgende waarden gewijzigd door een enkele bit met binaire cijfers. Deze codes worden voornamelijk gebruikt in de gewone reeks binaire getallen die door hardware worden gegenereerd.

De binaire getallen kunnen fouten veroorzaken als de overgang van een enkel getal naar een opeenvolgend getal is uitgevoerd. Dit type code lost dit probleem in feite op door simpelweg één bit te wijzigen zodra de verandering tussen de cijfers is voltooid.

Dit soort code is extreem licht van gewicht en is niet afhankelijk van de cijferwaarde die overal op de positie wordt vermeld. Dit soort code wordt ook wel een cyclische variabelencode genoemd, omdat de verandering van een enkele waarde naar de opeenvolgende waarde een verandering van slechts een enkele bit inhoudt.

Dit is het populairst voor afstandscodes, maar is niet geschikt voor rekenkundige functies. De toepassingen van grijze code omvatten analoog naar digitaal converters en digitale communicatie voor foutcorrectie. Ten eerste is grijze code niet gemakkelijk te begrijpen, maar wordt ze veel gemakkelijker te herkennen.

Binair naar Gray Code Converter

Binaire code is een zeer eenvoudige weergave van gegevens met behulp van twee waarden, zoals nullen en enen, en wordt voornamelijk gebruikt in de wereld van de computer. De binaire code kan een hoge (1) of lage (0) waarde zijn of zelfs een wijziging in waarde. Grijze code of gereflecteerde binaire code schat de aard van de binaire code die is gerangschikt met aan en uit indicatoren, meestal aangeduid met enen en nullen. Deze codes worden gebruikt om zowel naar duidelijkheid als foutmodificatie in binair te kijken communicatie ​

De conversie van binaire naar grijze code kan worden gedaan door een logisch circuit ​De grijze code is een niet-gewogen code omdat er geen specifiek gewicht wordt toegekend aan de positie van de bit. Een n-bit code kan worden verkregen door een n-1 bit code te reproduceren op een as volgend op de rijen van 2^n-1, evenals het plaatsen van het meest significante bit van 0 over de as met het meest significante bit van 1 onder de as. De stapsgewijze generatie van grijze code wordt hieronder weergegeven.

Binair naar grijs codeconversie logisch circuit

Deze methode gebruikt een Ex-OF-poort om tussen de binaire bits uit te voeren. Het volgende beste voorbeeld is erg handig om de conversie van binair naar grijs te kennen. Bij deze conversiemethode dient u de MSB-bit van het huidige binaire getal te verwijderen, aangezien de primaire bit of MSB-bit van het grijze codenummer vergelijkbaar is met het binaire getal.

Om de rechte grijs gecodeerde bits te krijgen voor het genereren van het corresponderende grijs gecodeerde cijfer voor de gegeven binaire cijfers, voegt u het primaire cijfer of het MSB-cijfer van het binaire getal toe aan het tweede cijfer en noteert u het product naast het primaire bit met grijze code, en voeg het volgende binaire bit toe aan het derde bit en noteer het product naast de 2^ndbeetje grijze code. Volg deze procedure op dezelfde manier tot het laatste binaire bit en noteer de resultaten afhankelijk van EX-OR logische bediening om het corresponderende grijs gecodeerde binaire cijfer te genereren.

Voorbeeld van een binaire naar grijze code-omzetter

Laten we aannemen dat de binaire codecijfers bo, b1, b2, b3 zijn, terwijl de specifieke Gray-code kan worden bereikt op basis van het volgende concept.

Voorbeeld van codeconversie

Uit de bovenstaande bewerking kunnen we eindelijk de grijswaarden krijgen zoals g3 = b3, g2 = b3 XOR b2, g1 = b2 XOR b1, g0 = b1 XOR b0.

Conversievoorbeeld

Neem bijvoorbeeld de binaire waarde b3, b2, b1, b0 = 1101 en zoek de grijze code g3, g2, g1, g0 op basis van het bovenstaande concept

g3 = b3 = 1

g2 = b3 XOR b2 = 1 XOR 1 = 0

g1 = b2 XOR b1 = 1 XOR 0 = 1

g0 = b1 XOR b0 = 0 XOR 1 = 1

De laatste grijze code voor de waarde van binair 1101 is 1011

Binair naar Gray Code Converter-tabel

VHDL-code voor conversie van binaire naar grijze code wordt hieronder gegeven.

BIBLIOTHEEK ieee
GEBRUIK ieee.std_logic_1164.ALL
entiteit bin2gray is
poort (bin: in std_logic_vector (3 tot 0) - binaire invoer
G: out std_logic_vector (3 tot 0) - grijze code-uitvoer
​
einde bin2gray
architectuur gate_level van bin2gray is
beginnen
–Xor poorten.
G (3)<= bin(3)
G (2)<= bin(3) xor bin(2)
G (1)<= bin(2) xor bin(1)
G (0)<= bin(1) xor bin(0)
einde

Voordelen

De voordelen van binaire code omvatten de volgende.

• Het belangrijkste voordeel van het gebruik van binaire code is dat deze eenvoudigweg wordt aangegeven via elektronische apparaten
• Binaire gegevens zijn ook heel eenvoudig op te slaan.
• Zeer eenvoudig elektronisch en mechanisch te duiden en te besturen.
• De ongelijkheid tussen representaties van symbolen kan worden vergroot, zodat de kans op fouten kan worden verkleind.

De nadelen van binaire code omvatten de volgende.

• Het vereiste aantal symbolen kan worden verhoogd om een ​​bepaald aantal totale positiewaardesystemen aan te duiden.
• Mensen kunnen ze niet extreem effectief lezen vanwege hun lengte & en het gebruik van standaard tien nummers
• Het gebruikt veel cijfers om een ​​logisch nummer aan te duiden

Toepassingen

De toepassingen van binaire code omvatten de volgende.

• Binaire codes worden zowel in de telecommunicatie als in computers gebruikt voor verschillende technieken van gegevenscodering, zoals tekenreeksen tot bitstrings. De breedte die door deze methoden wordt gebruikt, is vast, anders strings met variabele breedte.
• Dit wordt zowel in computertalen als in programmeren gebruikt, omdat computertalen voornamelijk afhankelijk zijn van 2-cijferige nummersystemen.

Gray naar Binaire Code Converter

Deze grijs-naar-binaire conversiemethode gebruikt ook het werkconcept van de EX-OF-logische poort tussen de grijze bits en binaire bits. Het volgende voorbeeld met stapsgewijze procedure kan helpen om het conversieconcept van grijze code naar binaire code te kennen.

Om grijs in binaire code te veranderen, noteert u het MSB-cijfer van het grijze codenummer, aangezien het primaire cijfer of de MSB van de grijze code vergelijkbaar is met het binaire cijfer.

Om het volgende rechte binaire bit te krijgen, gebruikt het de XOR-bewerking tussen het primaire bit of het MSB-bit van het binaire bestand tot het volgende bit van de grijze code.

Logisch circuit voor conversie van grijs naar binaire code

Evenzo, om het derde rechte binaire bit te krijgen, gebruikt het de XOR-bewerking tussen het tweede bit of MSB-bit van binair tot het derde MSD-bit van de grijze code, enzovoort.

Voorbeeld van Gray to Binary Code Converter

Laten we aannemen dat de Grijze code cijfers g3, g2, g1, g0 terwijl de specifieke binaire codecijfers bo, b1, b2, b3 zijn, kunnen worden verkregen op basis van het volgende concept.

Conversievoorbeeld

Uit de bovenstaande bewerking kunnen we eindelijk de binaire waarden krijgen zoals b3 = g3, b2 = b3 XOR g2, b1 = b2 XOR g1, b0 = b1 XOR g0.

Voorbeeld van codeconversie

Neem bijvoorbeeld de grijswaarde g3, g2, g1, g0 = 0011 en zoek de binaire code b3, b2, b1, b0 op basis van het bovenstaande concept

b3 = g3 = 0

b2 = b3 XOR g2 = 0 XOR 0 = 0

b1 = b2 XOR g1 = 0 XOR 1 = 1

b0 = b1 XOR g0 = 1 XOR 1 = 0

De laatste binaire code voor de waarde van grijs 0011 is 0010

Tabel voor het omzetten van grijze naar binaire code

Voordelen

De voordelen van grijze code omvatten de volgende.

• De logische schakeling kan worden verkleind
• Gebruikt bij het oversteken van het klokdomein
• Wordt gebruikt om de fout te minimaliseren bij het veranderen van de signalen van analoog naar digitaal
• Als het eenmaal is gebruikt binnen genetische algoritmen, kan het voorkomen van hammenmuren worden verminderd.

Nadelen

De nadelen van grijze code zijn onder meer de volgende.

• Niet geschikt voor rekenkundige functies
• Toepasbaar voor enkele precieze toepassingen

Toepassingen

De toepassingen van grijze code omvatten de volgende.

• Het wordt gebruikt in analoog naar digitaal converters
• In digitale communicatie voor het corrigeren van een fout
• Het vermindert fouten bij het veranderen van de signalen van analoog naar digitaal.
• Wiskundige puzzels
• Minimalisatie van een Booleaans circuit
• Het wordt gebruikt voor communicatie tussen twee klokdomeinen
• Genetische algoritmes
• Positie-encoders

VHDL-code voor grijze code naar binaire conversie wordt hieronder gegeven.

BIBLIOTHEEK ieee
GEBRUIK ieee.std_logic_1164.ALL
entiteit gray2bin is
poort (G: in std_logic_vector (3 tot 0) - grijze code invoer
bin: out std_logic_vector (3 tot 0) - binaire uitvoer
​
einde gray2bin
architectuur gate_level van gray2bin is
beginnen
–Xor poorten.
ben (3)<= G(3)
ben (2)<= G(3) xor G(2)
ben (1)<= G(3) xor G(2) xor G(1)
ben (0)<= G(3) xor G(2) xor G(1) xor G(0)
einde

3-bits binaire naar grijze code-omzetter

Veronderstel dat de binaire cijfers in een 3-bits binair getal zoals b0, b1, b2, waar de ‘b2’ bit de MSB (meest significante bit) is en de ‘b0’ bit de LSB (minst significante bit) van binair is. De cijfers van de Gray-code zijn g0, g1, g2, waarbij het ‘g2’ -cijfer de MSB (meest significante bit) is, terwijl het cijfer ‘g0’ de LSB (minst significante bit) van de Gray-code is.

Dus de booleaanse uitdrukking kan worden opgelost voor binaire naar grijze code-omzetter met k-map, we kunnen g2 = b2, g1 = b1⊕ b2 & g0 = b0 ⊕ b1 krijgen. Evenzo kunnen we n-bit binair getal (bnb (n-1)… b2 b1 b0) veranderen in Gray-code (gng (n-1)… g2 g1 g0).

Voor LSB (minst significante bit)

g0 = b0⊕b1

g1 = b1⊕b2

g2 = b1⊕b2

g (n-1) = b (n-1) ⊕ miljard, gn = miljard.

Converteer bijvoorbeeld 111010 binaire getallen naar Gray-code.

Dus op basis van het bovenstaande algoritme,

g0 = b0 ⊕ b1 => 0 ⊕ 1 = 1

g1 = b1 ⊕ b2 = 1 ⊕ 0 = 1

g2 = b2 ⊕ b3 = 0 ⊕1 = 1

g3 = b3 ⊕ b4 = 1⊕1 = 0

g4 = b4 ⊕ b5 = 1 ⊕ 1 = 0

g5 = b5 = 1 = 1

Dus de conversie van binaire naar grijze code is - 100111.

Binair naar Gray Code Converter met IC 7486

De conversie van binair naar grijs en grijs naar binair kan worden gedaan met IC7486. De benodigde componenten om dit te maken zijn een breadboard, aansluitdraden, leds, weerstanden, XOR (IC7486), drukknopschakelaars en een batterij voor de voeding.

Het pakket van IC7486 bevat voornamelijk vier XOR-logische poorten, waarbij pinnen 7 en 14 de voeding voor alle logische poorten zullen leveren. De o / ps van een enkele XOR-poort is verbonden met de ingang van de andere logische poort binnen dezelfde of een andere chip totdat ze een vergelijkbare aardklem delen.

Dit gaat dus allemaal over de binaire naar grijze code-omzetter en de grijze naar binaire code-omzetter. Uit bovenstaande informatie kunnen we tenslotte concluderen dat deze converters spelen een essentiële rol bij het uitvoeren van verschillende bewerkingen van digitale electronica evenals communicatie tussen verschillende nummerstelsels. De voorbeelden van codeconverters die we hierboven hebben besproken, kunnen nuttig zijn om het concept van deze berekeningen te begrijpen. Hier is een vraag voor u, wat zijn de toepassingen van grijze codes?