En ordinadors, hem de convertir el binari en gris i el gris en binari. La conversió d'això es pot fer mitjançant l'ús de dues regles, a saber, la conversió de binari a gris i la conversió de gris a binari. En la primera conversió, el MSB del codi gris és constantment equivalent al MSB del codi binari. Els bits addicionals de la sortida del codi gris poden obtenir el concepte de porta lògica EX-OR als codis binaris en aquest índex actual, així com en l’índex anterior. Aquí MSB no és res més que el més significatiu. En la primera conversió, el MSB del codi binari és constantment equivalent al MSB del codi binari concret. Els bits addicionals de la sortida del codi binari es poden obtenir mitjançant EX-OR porta lògica concepte mitjançant la verificació de codis grisos en aquest índex actual. Si el bit de codi gris actual és zero, després de copiar el codi binari anterior, també copieu el revers del bit de codi binari anterior. En aquest article es descriu una visió general dels convertidors de codi que inclou el convertidor de codi de binari a gris, així com el convertidor de codi de gris a binari.
Què és un codi binari?
En ordinadors digitals, el codi que s’utilitza basat en un sistema de números binaris es coneix com a codi binari. Hi ha dos estats possibles com ON i OFF que es representen a través de 0 i 1. El sistema digital utilitza 10 dígits en què cada posició de dígit significa la potència de 10. En un sistema binari, cada posició d’un dígit representa una potència de 2.
Un senyal de codi binari inclou una seqüència de polsos elèctrics que signifiquen caràcters, nombres i operacions a executar. Un dispositiu de rellotge s’utilitza per transmetre impulsos normals, així com components com els transistors, que s’encenen / s’apaguen per fluir si no bloqueja els senyals. En el codi binari, tots els nombres decimals oscil·len entre 0 i 9 es poden significar mitjançant un conjunt de 4 bits / dígits binaris. Les 4 operacions aritmètiques bàsiques com la suma, la resta, la multiplicació i la divisió es poden reduir a combinacions de funcions algebraiques booleanes bàsiques sobre nombres binaris.
Què és el Codi Gris?
El Codi Gris o RBC (codi binari reflectit), o codi cíclic, és una sèrie de sistemes de números binaris. La raó principal per anomenar aquest codi binari reflectit és que els valors inicials N / 2 estan en ordre invers en comparació amb els últims valors N / 2. En aquest tipus de codi, els dos valors successius es canvien mitjançant un sol bit de dígits binaris. Aquests codis s’utilitzen principalment en la sèrie comuna de nombres binaris generats pel maquinari.
Els nombres binaris poden provocar errors un cop es faci la transició d'un número únic a un consecutiu. Aquest tipus de codi soluciona bàsicament aquest problema alterant simplement un bit un cop fet el canvi entre els números.
Aquest tipus de codi és extremadament lleuger i no depèn del valor de dígits que s’indica a tota la posició. Aquest tipus de codi també s’anomena codi variable cíclic perquè el canvi d’un valor únic al seu valor consecutiu només comporta un canvi d’un sol bit.
Aquest és el més popular per als codis de distància unitaris, però no és adequat per a funcions aritmètiques. Les aplicacions del codi gris inclouen convertidors analògics a digitals i comunicació digital per a la correcció d’errors. En primer lloc, el codi gris no és fàcil d’entendre, però, es converteix en molt més fàcil de reconèixer.
Convertidor de codi de binari a gris
El codi binari és una representació de dades molt senzilla que utilitza dos valors com 0 i 1, i s’utilitza principalment al món de l’ordinador. El codi binari podria ser un valor alt (1) o baix (0) o fins i tot una modificació de valor. El codi gris o codi binari reflectit estima la naturalesa del codi binari que s’ordena amb indicadors d’activació i apagat, normalment denotats amb uns i zeros. Aquests codis s'utilitzen per mirar la claredat i la modificació d'errors en binari comunicacions .
La conversió de codi binari a gris es pot fer mitjançant un fitxer circuit lògic . El codi gris és un codi no ponderat perquè no hi ha cap pes específic assignat per a la posició del bit. Es pot aconseguir un codi n-bit reproduint un codi n-1 bit en un eix posterior a les files de 2n-1, a més de col·locar el bit 0 més significatiu sobre l'eix amb el bit 1 més significatiu a sota de l'eix. A continuació es mostra la generació de codi gris pas a pas.
Circuit lògic de conversió de codi binari a gris
Aquest mètode utilitza una porta Ex-OR per realitzar entre els bits binaris. El millor exemple següent serà molt útil per conèixer la conversió de binari a gris. En aquest mètode de conversió, elimineu el bit MSB del número binari actual, ja que el bit primari o bit MSB del número de codi gris és similar al número binari.
Per obtenir els bits codificats grisos rectes per generar el dígit codificat en gris corresponent per als dígits binaris donats, afegiu el dígit principal o el dígit MSB del número binari cap al segon dígit i anoteu el producte al costat del bit principal de codi gris i afegiu el següent bit binari al tercer bit i anoteu el producte al costat del 2nduna mica de codi gris. De la mateixa manera, seguiu aquest procediment fins al bit binari final i anoteu els resultats segons Operació lògica EX-OR per generar el dígit binari codificat en gris corresponent.
Exemple de convertidor de codi binari a gris
Suposem que els dígits del codi binari són bo, b1, b2, b3, mentre que el codi gris en particular es pot obtenir basant-se en el concepte següent.
Exemple de conversió de codi
De l'operació anterior, finalment podem obtenir els valors de grisos com g3 = b3, g2 = b3 XOR b2, g1 = b2 XOR b1, g0 = b1 XOR b0.
Exemple de conversió
Per exemple, pren el valor binari b3, b2, b1, b0 = 1101 i troba el codi gris g3, g2, g1, g0 basat en el concepte anterior
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
El codi gris final per al valor del binari 1101 és 1011
Taula del convertidor de codi binari a gris
Nombre decimal | Codi binari | Codi gris |
0 | 0000 | 0000 |
| 1 | 0001 | 0001 |
2 | 0010 | 0011 |
3 | 0011 | 0010 |
4 | 0100 | 0110 |
| 5 | 0101 | 0111 |
6 | 0110 | 0101 |
| 7 | 0111 | 0100 |
8 | 1000 | 1100 |
9 | 1001 | 1101 |
| 10 | 1010 | 1111 |
11 | 1011 | 1110 |
12 | 1100 | 1010 |
13 | 1101 | 1011 |
| 14 | 1110 | 1001 |
| 15 | 1111 | 1000 |
Codi VHDL per a la conversió de codi binari a gris es mostra a continuació.
BIBLIOTECA ieee
USEU ieee.std_logic_1164.ALL
l'entitat bin2gray és
port (bin: in std_logic_vector (3 downto 0) - entrada binària
G: out std_logic_vector (3 downto 0): sortida de codi gris
)
final bin2gray
arquitectura gate_level de bin2gray és
començar
–Portes Xor.
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)
final
Avantatges
El avantatges del codi binari inclou el següent.
- El principal avantatge d'utilitzar el codi binari és que simplement es significa a través de dispositius electrònics
- Les dades binàries també són molt senzilles d’emmagatzemar.
- Molt fàcil de significar i controlar electrònicament i mecànicament.
- Es pot augmentar la disparitat entre representacions de símbols, de manera que es pot reduir la possibilitat d'error.
El desavantatges del codi binari inclou el següent.
- Es pot augmentar el nombre de símbols requerit per significar un nombre determinat de sistemes de valors de posició generals.
- Els éssers humans no poden llegir-los de manera extremadament eficaç a causa de la seva longitud i de l'ús de números base-deu per defecte
- Utilitza molts dígits per significar qualsevol número lògic
Aplicacions
Les aplicacions del codi binari inclouen el següent.
- Els codis binaris s'utilitzen en telecomunicacions i en informàtica per a diferents tècniques de codificació de dades, com ara cadenes de caràcters a cadenes de bits. L'amplada utilitzada per aquests mètodes es fixa en altres cadenes d'amplada variable.
- S’utilitza tant en llenguatges informàtics com en programació perquè els llenguatges informàtics depenen principalment de sistemes numèrics de 2 dígits.
Convertidor de codi gris a binari
Aquest mètode de conversió de gris a binari també utilitza el concepte de treball de la porta lògica EX-OR entre els bits de gris i els bits binaris. L'exemple següent amb el procediment pas a pas pot ajudar a conèixer el concepte de conversió del codi gris a codi binari.
Per canviar el codi gris a binari, elimineu el dígit MSB del número de codi gris, ja que el dígit principal o el MSB del codi gris és similar al dígit binari.
Per obtenir el següent bit binari recte, utilitza l'operació XOR entre el bit primari o el bit MSB de binari al següent bit del codi gris.
Circuit lògic de conversió de codi gris a binari
De la mateixa manera, per obtenir el tercer bit binari recte, utilitza l'operació XOR entre el segon bit o bit MSB de binari al tercer bit MSD del codi gris, etc.
Exemple de convertidor de codi gris a binari
Assumim el Codi gris dígits g3, g2, g1, g0, mentre que els dígits del codi binari en particular són bo, b1, b2, b3 es poden aconseguir basant-se en el concepte següent.
Exemple de conversió
De l'operació anterior, finalment podem obtenir els valors binaris com b3 = g3, b2 = b3 XOR g2, b1 = b2 XOR g1, b0 = b1 XOR g0.
Exemple de conversió de codi
Per exemple, pren el valor de gris g3, g2, g1, g0 = 0011 i troba el codi binari b3, b2, b1, b0 basat en el concepte anterior
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
El codi binari final per al valor de gris 0011 és 0010
Taula del convertidor de codi gris a binari
| Nombre decimal | Codi gris | Codi binari |
0 | 0000 | 0000 |
1 | 0001 | 0001 |
| 2 | 0010 | 0010 |
3 | 0011 | 0011 |
4 | 0110 | 0100 |
| 5 | 0111 | 0101 |
6 | 0101 | 0110 |
| 7 | 0100 | 0111 |
8 | 1100 | 1000 |
| 9 | 1101 | 1001 |
10 | 1111 | 1010 |
| 11 | 1110 | 1011 |
12 | 1010 | 1100 |
| 13 | 1011 | 1101 |
14 | 1001 | 1110 |
| 15 | 1000 | 1111 |
Avantatges
El avantatges del codi gris inclou el següent.
- Es pot reduir el circuit lògic
- S’utilitza per creuar el domini del rellotge
- S’utilitza per minimitzar l’error mentre es canvien els senyals d’analògic a digital
- Una vegada que s’utilitza dins d’algoritmes genètics, es pot reduir l’aparició de parets martellants.
Desavantatges
Els desavantatges del codi gris inclouen el següent.
- No és adequat per a funcions aritmètiques
- Aplicable per a poques aplicacions precises
Aplicacions
Les aplicacions del codi gris inclouen el següent.
- S'utilitza en convertidors analògics a digitals
- En comunicació digital per a la correcció d’un error
- Redueix els errors mentre canvia els senyals d’analògic a digital.
- Puzles matemàtics
- Minimització d’un circuit booleà
- S'utilitza per a la comunicació entre dos dominis de rellotge
- Algorismes genètics
- Codificadors de posició
Codi VHDL per a conversió de codi gris a binari es mostra a continuació.
BIBLIOTECA ieee
USEU ieee.std_logic_1164.ALL
l'entitat gray2bin és
port (G: in std_logic_vector (3 downto 0) - entrada de codi gris
bin: out std_logic_vector (3 downto 0): sortida binària
)
final gris2bin
arquitectura gate_level de gray2bin és
començar
–Portes Xor.
sóc (3)<= G(3)
sóc (2)<= G(3) xor G(2)
sóc (1)<= G(3) xor G(2) xor G(1)
sóc (0)<= G(3) xor G(2) xor G(1) xor G(0)
final
Convertidor de codi de binari a gris de 3 bits
Suposem els dígits binaris en un número binari de 3 bits com b0, b1, b2, allà on el bit ‘b2’ sigui el MSB (bit més significatiu) i el bit ‘b0’ sigui el LSB (bit menys significatiu) de Binary. Els dígits del codi gris són g0, g1, g2, sempre que el dígit ‘g2’ sigui el MSB (bit més significatiu), mentre que el dígit ‘g0’ és el LSB (bit menys significatiu) del codi gris.
| Codi binari: b2, b1, b0 | Codi gris: g2, g1, g0 |
000 | 000 |
| 001 | 001 |
010 | 011 |
| 011 | 010 |
100 | 110 |
| 101 | 111 |
| 110 | 101 |
| 111 | 100 |
Per tant, l’expressió booleana es pot resoldre per a un convertidor de codi binari a gris mitjançant k-map, podem obtenir g2 = b2, g1 = b1⊕ b2 & g0 = b0 ⊕ b1. De la mateixa manera, podem canviar el número binari de n-bits (bnb (n-1) ... b2 b1 b0) en codi gris (gng (n-1) ... g2 g1 g0).
Per a LSB (bit menys significatiu)
g0 = b0⊕b1
g1 = b1⊕b2
g2 = b1⊕b2
g (n-1) = b (n-1) ⊕ bn, gn = bn.
Per exemple, converteix 111010 nombres binaris en codi gris.
Per tant, basat en l'algorisme anterior,
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
Per tant, la conversió del codi binari a gris serà de - 100111.
Convertidor de codi de binari a gris mitjançant IC 7486
La conversió de binari a gris i gris a binari es pot fer mitjançant IC7486. Els components necessaris per fer-ho són una placa de connexió, cables de connexió, LEDs, resistències, XOR (IC7486), polsadors i una bateria per a la font d'alimentació.
El paquet d'IC7486 inclou principalment quatre portes lògiques XOR, on els pins 7 i 14 proporcionaran subministrament a totes les portes lògiques. El o / ps d’una sola porta XOR es connecta a l’entrada de l’altra porta lògica dins del mateix o d’un altre xip fins que comparteixen un terminal de terra similar.
Per tant, es tracta d’un convertidor de codi binari a gris i d’un convertidor de codi gris a binari. A partir de la informació anterior, podem concloure que aquests convertidors tenen un paper essencial en la realització de diferents operacions de electrònica digital així com comunicacions entre diversos sistemes numèrics. Els exemples de convertidors de codi que hem comentat anteriorment poden ser útils per entendre el concepte de com fer aquests càlculs. Aquí teniu una pregunta, quines són les aplicacions dels codis grisos?
