Mikä on koodimuunnin: binaarinen harmaaksi koodiksi ja harmaa koodi binaarimuunnokseksi

Tietokoneissa meidän on muunnettava binaari harmaaksi ja harmaa binaariksi. Tämän muuntaminen voidaan tehdä käyttämällä kahta sääntöä, nimittäin binaarimuunnos harmaaksi ja harmaa binaarimuunnokseksi. Ensimmäisessä muunnoksessa harmaan koodin MSB vastaa jatkuvasti binäärikoodin MSB: tä. Harmaan koodin lähdön lisäbitit voivat saada EX-OR-logiikkaportti-käsitteen kyseisen nykyisen indeksin binäärikoodeihin sekä aikaisempaan hakemistoon. Tässä MSB on vain merkittävin bitti. Ensimmäisessä muunnoksessa binäärikoodin MSB vastaa jatkuvasti kyseisen binäärikoodin MSB: tä. Binäärikoodin lähdön lisäbitit voivat saada EX-OR: n logiikkaportti käsite tarkistamalla harmaat koodit kyseisessä hakemistossa. Jos nykyinen harmaakoodibitti on nolla, kopioi sen jälkeen myös aikaisempi binaarikoodi ja kopioi myös päinvastoin aikaisemman binaarikoodibitin. Tässä artikkelissa käsitellään koodimuuntimien yleiskatsausta, joka sisältää binääri-harmaa-koodimuunnin sekä harmaa-binaarikoodimuunnin.

Mikä on binaarikoodi?

Digitaalisissa tietokoneissa binäärilukujärjestelmään perustuva koodi tunnetaan binäärikoodina. On olemassa kaksi mahdollista tilaa, kuten PÄÄLLE ja POIS, joita edustavat 0 ja 1. Digitaalinen järjestelmä käyttää 10 numeroa, joissa jokainen numeron paikka tarkoittaa 10: n voimaa. Binaarijärjestelmässä numeron jokainen paikka edustaa 2: n tehoa.

Binaarikoodisignaali sisältää sarjan sähköisiä pulsseja, jotka merkitsevät suoritettavia merkkejä, numeroita ja toimintoja. Kellolaitetta käytetään normaalien pulssien lähettämiseen, samoin kuin komponentit, kuten transistorit, kytkeytyvät päälle / pois päältä virtaamaan muuten estämään signaalit. Binaarikoodissa jokainen desimaaliluku alue 0 - 9 voidaan merkitä 4-binaaristen bittien / numeroiden joukon kautta. 4 aritmeettista perusoperaatiota, kuten yhteenlasku, vähennyslasku, kertolasku ja jakaminen, voidaan kaikki supistaa Boolen algebrallisten perustoimintojen yhdistelmiksi binääriluvuissa.

Mikä on harmaa koodi?

Harmaa koodi tai RBC (heijastettu binäärikoodi) tai syklinen koodi on sarja binäärilukujärjestelmiä. Tärkein syy kutsua tätä heijastunutta binäärikoodia on, että alkuperäiset N / 2-arvot ovat päinvastaisessa järjestyksessä verrattuna viimeisiin N / 2-arvoihin. Tällaisessa koodissa kahta peräkkäistä arvoa muutetaan yhden binaarisen binääriluvun kautta. Näitä koodeja käytetään pääasiassa laitteiston tuottamassa yleisessä binäärilukujen sarjassa.

Binääriluvut voivat aiheuttaa virheitä, kun siirtyminen on tehty yhdestä numerosta peräkkäiseen. Tämän tyyppinen koodi ratkaisee periaatteessa tämän ongelman muuttamalla yksinkertaisesti yhtä bittiä, kun muutos numeroiden välillä on tehty.

Tällainen koodi on erittäin kevyt ja se ei riipu koko sijainnissa ilmoitetusta numeroarvosta. Tällaista koodia kutsutaan myös sykliseksi muuttujakoodiksi, koska yksittäisen arvon muutos sen peräkkäiseksi arvoksi pitää sisällään vain yhden bitin muutoksen.

Tämä on suosituin yksikköetäisyyden koodeissa, mutta se ei sovi aritmeettisiin toimintoihin. Harmaakoodisovellukset sisältävät analogiset digitaalimuuntimet ja digitaalisen tiedonsiirron virheenkorjausta varten. Ensinnäkin harmaata koodia ei ole helppo ymmärtää, mutta se muuttuu hyvin helpommaksi tunnistaa.

Binaarinen harmaaksi koodimuunnin

Binaarikoodi on hyvin yksinkertainen esitys tiedoista, joissa käytetään kahta arvoa, kuten 0 ja 1, ja sitä käytetään pääasiassa tietokoneen maailmassa. Binaarikoodi voi olla korkea (1) tai matala (0) tai muuten jopa muuttaa arvoa. Harmaa koodi tai heijastettu binäärikoodi arvioi binäärikoodin luonteen, joka on järjestetty päälle ja pois-ilmaisimien kanssa, yleensä merkitty yhdillä ja nollilla. Näitä koodeja käytetään tarkastelemaan selkeyttä ja virheiden muokkaamista binaarissa viestintää .

Binaarimuunnos harmaaksi koodiksi voidaan tehdä käyttämällä a logiikkapiiri . Harmaa koodi on painottamaton koodi, koska bitin sijainnille ei ole määritetty erityistä painoa. N-bittinen koodi voidaan saavuttaa toistamalla n-1-bittinen koodi akselilla 2 rivin jälkeen^n-1, samoin kuin sijoittamalla merkittävin bitti 0 akselin yli ja merkittävin bitti 1 akselin alle. Harmaiden koodien luonti vaihe vaiheelta näkyy alla.

Binaarinen harmaaksi koodimuunnoslogiikkapiiri

Tämä menetelmä käyttää Ex-OR-porttia suorittamaan binaaribittien joukossa. Seuraava paras esimerkki on erittäin hyödyllinen tietäessä binäärimuunnoksen harmaaksi. Poista tässä muuntomenetelmässä nykyisen binääriluvun MSB-bitti, koska harmaan koodinumeron ensisijainen bitti tai MSB-bitti on samanlainen kuin binääriluku.

Saadaksesi suorat harmaat koodatut bitit vastaavan harmaan koodatun numeron muodostamiseksi annetuille binääriluvuille, lisää ensisijainen numero tai binääriluvun MSB-numero kohti toista numeroa ja merkitse tuote muistiin harmaan koodin ensisijaisen bitin viereen lisää seuraava binaaribitti kolmanteen bittiin ja merkitse sitten tuote muistiin 2: n viereen^ndvähän harmaata koodia. Noudata vastaavasti tätä menettelyä viimeiseen binaaribitiin asti ja merkitse ylös tulokset riippuen EX-OR-logiikkaoperaatio vastaavan harmaan koodatun binääriluvun muodostamiseksi.

Esimerkki binäärisestä harmaaksi koodimuunnin

Oletetaan, että binaarikoodinumerot ovat bo, b1, b2, b3, kun taas tietty harmaa koodi voidaan saavuttaa seuraavan käsitteen perusteella.

Esimerkki koodimuunnoksesta

Edellä olevasta toiminnosta saadaan lopuksi harmaat arvot, kuten g3 = b3, g2 = b3 XOR b2, g1 = b2 XOR b1, g0 = b1 XOR b0.

Muunnosesimerkki

Ota esimerkiksi binaarinen arvo b3, b2, b1, b0 = 1101 ja etsi harmaa koodi g3, g2, g1, g0 yllä olevan käsitteen perusteella

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

Binaarisen 1101 arvon lopullinen harmaa koodi on 1011

Binaarinen harmaaksi koodimuunnin -taulukko

VHDL-koodi binäärisestä harmaaksi koodimuunnokseen on annettu alla.

KIRJASTO ieee
KÄYTÄ ieee.std_logic_1164.ALL
entiteetti bin2gray on
portti (bin: in std_logic_vector (3 alas 0: een) - binääritulo
G: out std_logic_vector (3 alas 0) - harmaakoodilähtö
)
loppu bin2gray
bin2gray-arkkitehtuurin gate_level on
alkaa
–Tai portit.
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)
loppuun

Edut

binäärikoodin edut Sisällytä seuraavat.

• Binaarikoodin käytön tärkein etu on, että se merkitään yksinkertaisesti elektronisten laitteiden kautta
• Binaaritietoja on myös helppo tallentaa.
• Erittäin helppo merkitä ja hallita sähköisesti ja mekaanisesti.
• Symbolien esitysten välistä eroa voidaan lisätä, joten virhemahdollisuutta voidaan vähentää.

binäärikoodin haitat Sisällytä seuraavat.

• Tarvittavaa symbolien lukumäärää voidaan lisätä osoittamaan tietty määrä kokonaissijainnin arvojärjestelmiä.
• Ihmiset eivät voi lukea niitä äärimmäisen tehokkaasti niiden pituuden ja ja kymmenen perusnumeron käyttämisen vuoksi oletusarvoisesti
• Se käyttää useita numeroita merkitsemään mitä tahansa loogista lukua

Sovellukset

Binaarikoodin sovellukset sisältävät seuraavat.

• Binaarikoodeja käytetään tietoliikenteessä sekä tietojenkoodauksen eri tekniikoille, kuten merkkijonoista bittijonoiksi. Näillä menetelmillä käytetty leveys on kiinteä muuten muuttuvan leveyden merkkijonot.
• Tätä käytetään sekä tietokonekielissä että ohjelmoinnissa, koska tietokonekielet riippuvat pääasiassa kaksinumeroisista numerojärjestelmistä.

Harmaasta binäärikoodimuunnokseen

Tässä harmaasta binäärimuunnosmenetelmässä käytetään myös EX-OR-logiikkaportin toimintakonseptia sekä harmaiden että binaaristen bittien joukossa. Seuraava esimerkki vaihe vaiheelta -toiminnolla voi auttaa tuntemaan harmaakoodin muuntokonseptin binaarikoodiksi.

Jos haluat vaihtaa harmaan binäärikoodiksi, ota harmaan koodinumeron MSB-numero alas, koska harmaan koodin ensisijainen numero tai MSB on samanlainen kuin binäärinumero.

Saadakseen seuraavan suoran binaaribitin se käyttää XOR-operaatiota primaaribitin tai MSB-binaarisen binaarin kautta harmaan koodin seuraavaan bittiin.

Harmaasta binäärikoodimuunnoslogiikkapiiriin

Samoin saadakseen kolmannen suoran binaaribitin se käyttää XOR-operaatiota toisen bitin tai MSB-bitin joukossa harmaan koodin kolmanteen MSD-bittiin ja niin edelleen.

Esimerkki harmaasta binäärikoodimuunnokseen

Olkoon oletettu Harmaa koodi numerot g3, g2, g1, g0, kun taas tietyt binäärikoodinumerot ovat bo, b1, b2, b3, voidaan saavuttaa seuraavan käsitteen perusteella.

Muunnosesimerkki

Edellä esitetystä toiminnosta saadaan lopuksi binääriarvot, kuten b3 = g3, b2 = b3 XOR g2, b1 = b2 XOR g1, b0 = b1 XOR g0.

Esimerkki koodimuunnoksesta

Ota esimerkiksi harmaa arvo g3, g2, g1, g0 = 0011 ja etsi binääritunnus b3, b2, b1, b0 yllä olevan käsitteen perusteella

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

Harmaan 0011 arvon lopullinen binäärikoodi on 0010

Harmaasta binäärikoodimuunnin -taulukkoon

Edut

harmaan koodin edut Sisällytä seuraavat.

• Logiikkapiiriä voidaan vähentää
• Käytetään kellotunnuksen ylittämisessä
• Käytetään virheen minimoimiseksi vaihdettaessa signaaleja analogisista digitaalisiin
• Kun sitä käytetään geneettisissä algoritmeissa, seinämien esiintymistä voidaan vähentää.

Haitat

Harmaan koodin haittoja ovat seuraavat.

• Ei sovellu aritmeettisiin toimintoihin
• Soveltuu muutamaan tarkkaan sovellukseen

Sovellukset

Harmaakoodisovellukset sisältävät seuraavat.

• Sitä käytetään analogisista digitaalisiin muuntimiin
• Digitaalisessa viestinnässä virheen korjaamiseksi
• Se vähentää virheitä vaihdettaessa signaaleja analogisista digitaalisiin.
• Matemaattiset palapelit
• Boolen piirin minimointi
• Sitä käytetään kahden kellotunnuksen väliseen viestintään
• Geneettiset algoritmit
• Sijoita enkooderit

VHDL-koodi harmaaksi koodiksi binäärimuunnokseksi on annettu alla.

KIRJASTO ieee
KÄYTÄ ieee.std_logic_1164.ALL
kokonaisuus grey2bin on
portti (G: in std_logic_vector (3 alas 0) - harmaakoodinsyöttö
bin: out std_logic_vector (3 alas 0) - binäärilähtö
)
pää harmaa
arkkitehtuuri gate_level of grey2bin on
alkaa
–Tai portit.
olen (3)<= G(3)
olen (2)<= G(3) xor G(2)
olen (1)<= G(3) xor G(2) xor G(1)
olen (0)<= G(3) xor G(2) xor G(1) xor G(0)
loppuun

3-bittinen binaarinen harmaaksi koodimuunnin

Oletetaan binääriluvut 3-bittisessä binääriluvussa, kuten b0, b1, b2, missä tahansa 'b2' -bitti on MSB (merkittävin bitti) ja 'b0' -bitti on binäärisen LSB (vähiten merkitsevä bitti). Harmaakoodin numerot ovat g0, g1, g2, missä tahansa numero 'g2' on MSB (merkittävin bitti), kun taas luku 'g0' on harmaakoodin LSB (vähiten merkitsevä bitti).

Täten looginen lauseke voidaan ratkaista binäärisestä harmaaseen koodimuuntimeen k-kartan avulla, saadaan g2 = b2, g1 = b1⊕ b2 & g0 = b0 ⊕ b1. Samoin voimme muuttaa n-bittisen binääriluvun (bnb (n-1)… b2 b1 b0) harmaaksi koodiksi (gng (n-1)… g2 g1 g0).

LSB: lle (vähiten merkitsevä bitti)

g0 = b0⊕b1

g1 = b1bb2

g2 = b1bb2

g (n-1) = b (n-1) ⊕ bn, gn = bn.

Muunna esimerkiksi 111010 binääriluvut harmaaksi koodiksi.

Joten yllä olevan algoritmin perusteella

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

Joten binäärimuunnos harmaaksi koodiksi tulee olemaan - 100111.

Binaarinen harmaaksi koodimuunnin IC 7486: lla

Binaarimuunnos harmaaksi ja harmaa binaariseksi voidaan tehdä IC7486: lla. Tarvittavat komponentit tämän tekemiseen ovat leipälauta, liitäntäjohdot, LEDit, vastukset, XOR (IC7486), painikkeet ja virtalähteen akku.

IC7486: n paketti sisältää pääasiassa neljä XOR-logiikkaporttia, joissa nastat 7 ja 14 tarjoavat syötteen kaikille logiikkaporteille. Yhden XOR-portin o / ps on kytketty toisen logiikkaportin tuloon samalla tai muulla sirulla, kunnes niillä on samanlainen maadoituspääte.

Näin ollen kyse on binäärisestä harmaaseen koodimuuntimeen ja harmaasta binäärikoodimuunnokseen. Edellä olevista tiedoista voidaan lopuksi päätellä nämä muuntimet on keskeinen rooli eri operaatioiden suorittamisessa digitaalinen elektroniikka samoin kuin viestintä eri numerojärjestelmien välillä. Edellä käsittelemämme koodimuunnin-esimerkit voivat auttaa ymmärtämään käsitystä siitä, miten nämä laskelmat tehdään. Tässä on kysymys sinulle, mitkä ovat harmaiden koodien sovellukset?