Vad är kodomvandlare: binär till grå kod och grå kod till binär konvertering

På datorer måste vi konvertera binär till grå och grå till binär. Omvandlingen av detta kan göras med hjälp av två regler, nämligen binär till grå konvertering och grå till binär konvertering. I den första konverteringen motsvarar MSB för den grå koden ständigt MSB för den binära koden. Ytterligare bitar av den grå kodens utdata kan användas med EX-ELLER-logikgrindkonceptet till binära koder vid det aktuella indexet och det tidigare indexet. Här är MSB inget annat än den viktigaste biten. I den första konverteringen motsvarar MSB för den binära koden ständigt MSB för den specifika binära koden. Ytterligare bitar av binärkodens utdata kan fås med EX-OR logisk grind genom att verifiera grå koder i det aktuella indexet. Om den nuvarande gråkodbiten är noll, kopierar du sedan den tidigare binära koden, liksom kopierar omvänd av den tidigare binära kodbiten. Denna artikel diskuterar en översikt över kodomvandlare som inkluderar binär till grå kodomvandlare samt grå till binär kodomvandlare.

Vad är en binär kod?

På digitala datorer kallas koden som används baserat på ett binärt nummersystem som binär kod. Det finns två möjliga tillstånd som PÅ & AV som representeras genom 0 & 1. Det digitala systemet använder 10 siffror där varje position av siffra betyder kraften 10. I ett binärt system representerar varje position av en siffra en effekt av 2.

En binär kodsignal innehåller en sekvens av elektriska pulser som betyder tecken, siffror och operationer som ska utföras. En klockanordning används för att sända normala pulser, såväl som komponenter som transistorer, slå PÅ / Stäng AV för att flöda annars blockerar signalerna. I binär kod kan varje decimaltal variera från 0 till 9 betecknas med en uppsättning med 4-binära bitar / siffror. De grundläggande 4 aritmetiska operationerna som addition, subtraktion, multiplikation och division kan alla minskas till kombinationer av grundläggande booleska algebraiska funktioner på binära tal.

Vad är Gray Code?

Grå koden eller RBC (reflekterad binär kod) eller cyklisk kod är en serie binära nummersystem. Huvudskälet för att kalla denna reflekterade binära kod är de initiala N / 2-värdena i omvänd ordning som jämförelse med de senaste N / 2-värdena. I denna typ av kod ändras de två på varandra följande värdena genom en enda bit av binära siffror. Dessa koder används främst i den vanliga serien av binära nummer som genereras av hårdvara.

De binära siffrorna kan orsaka fel när övergången görs från ett enda nummer till på varandra följande. Denna typ av kod löser i princip detta problem genom att bara ändra en bit när växlingen mellan siffrorna är klar.

Denna typ av kod är extremt lättviktad och det beror inte på det siffervärde som anges i hela positionen. Denna typ av kod benämns också en cyklisk variabelkod eftersom ändringen av ett enda värde till dess på varandra följande värde endast innebär en förändring av en enda bit.

Detta är det mest populära för enhetens avståndskoder, men det är inte lämpligt för aritmetiska funktioner. Tillämpningarna av grå kod inkluderar analoga till digitala omvandlare och digital kommunikation för felkorrigering. För det första är grå kod inte lätt att förstå, men blir mycket lättare att känna igen.

Binär till grå kodomvandlare

Binär kod är en mycket enkel representation av data med två värden som 0 och 1, och den används främst i datorns värld. Binärkoden kan vara ett högt (1) eller lågt (0) värde eller till och med ett modifierat värde. Grå kod eller reflekterad binär kod uppskattar den binära kodens natur som är ordnad med på / av-indikatorer, vanligtvis betecknade med enor och nollor. Dessa koder används för att titta på tydlighet samt feländring i binär kommunikation .

Omvandlingen av binär till grå kod kan göras med hjälp av a logikkrets . Den grå koden är en icke-vägd kod eftersom det inte finns någon särskild vikt tilldelad bitens position. En n-bit-kod kan uppnås genom att reproducera en n-1-bitkod på en axel efter raderna med 2^n-1, liksom att placera den viktigaste biten av 0 över axeln med den viktigaste biten 1 under axeln. Steg för steg-generering av grå kod visas nedan.

Logisk krets för binär till grå kodkonvertering

Denna metod använder en Ex-ELLER-grind för att utföra bland de binära bitarna. Följande bästa exempel kommer att vara mycket användbart för att veta omvandlingen av binär till grå. I denna konverteringsmetod tar du bort MSB-biten för det aktuella binära numret, eftersom den primära biten eller MSB-biten för det grå kodnumret liknar det binära numret.

För att få de raka gråkodade bitarna för att generera motsvarande gråkodade siffra för de givna binära siffrorna, lägg till den primära siffran eller MSB-siffran för det binära numret mot den andra siffran och notera produkten bredvid den primära biten av grå kod, och lägg till nästa binära bit till tredje bit och notera sedan produkten bredvid 2^ndlite grå kod. Följ också denna procedur tills den slutliga binära biten samt notera resultaten beroende på EX-ELLER logisk operation för att generera motsvarande gråkodade binära siffra.

Exempel på binär till grå kodomvandlare

Låt oss anta att siffrorna för binär kod är bo, b1, b2, b3 medan den specifika gråkoden kan uppnås baserat på följande koncept.

Exempel på kodkonvertering

Från ovanstående operation kan vi äntligen få de grå värdena som g3 = b3, g2 = b3 XOR b2, g1 = b2 XOR b1, g0 = b1 XOR b0.

Omvandlingsexempel

Ta till exempel det binära värdet b3, b2, b1, b0 = 1101 och hitta den grå koden g3, g2, g1, g0 baserat på ovanstående koncept

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

Den slutliga gråkoden för värdet av binär 1101 är 1011

Tabell för binär till grå kodomvandlare

VHDL-kod för konvertering av binär till grå kod anges nedan.

BIBLIOTEK ieee
ANVÄND ieee.std_logic_1164.ALL
entitet bin2gray är
port (bin: i std_logic_vector (3 ner till 0) - binär ingång
G: ut std_logic_vector (3 ner till 0) –grå kodutmatning
)
sluta bin2gray
arkitektur gate_level of bin2gray är
Börja
–Xor grindar.
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)
slutet

Fördelar

De fördelar med binär kod inkluderar följande.

• Den största fördelen med att använda binär kod är att den helt enkelt betecknas med elektroniska enheter
• Binär data är också mycket enkel att lagra.
• Mycket lätt att beteckna och styra elektroniskt och mekaniskt.
• Skillnaden mellan representationer av symboler kan ökas så att felmöjligheterna kan minskas.

De nackdelarna med binär kod inkluderar följande.

• Det erforderliga antalet symboler kan ökas för att beteckna ett givet antal totala positionsvärdessystem.
• Människor kan inte läsa dem extremt effektivt på grund av deras längd och genom att använda bas-tio nummer som standard
• Den använder många siffror för att ange vilket logiskt nummer som helst

Applikationer

Tillämpningarna av binär kod inkluderar följande.

• Binära koder används i telekommunikation såväl som vid beräkning av olika tekniker för datakodning som teckensträngar till bitsträngar. Bredden som används av dessa metoder är fasta i annat fall strängar med variabel bredd.
• Detta används både i datorspråk och i programmering eftersom datorspråk huvudsakligen beror på tvåsiffriga nummersystem.

Grå till binär kodomvandlare

Denna grå till binära konverteringsmetod använder också arbetskonceptet för EX-ELLER-logikgrinden bland bitarna av grå såväl som binära bitar. Följande exempel med steg för steg-procedur kan hjälpa till att känna till konverteringskonceptet för grå kod till binär kod.

För att ändra grå till binär kod, ta ner MSB-siffran för det grå kodnumret, eftersom den primära siffran eller MSB för den grå koden liknar den binära siffran.

För att få nästa raka binära bit använder den XOR-operationen mellan den primära biten eller MSB-biten av binär till nästa bit av den grå koden.

Grå till binär kodkonvertering logisk krets

På samma sätt, för att få den tredje raka binära biten, använder den XOR-operationen bland den andra biten eller MSB-biten av binär till den tredje MSD-biten i den grå koden och så vidare.

Exempel på grå till binär kodomvandlare

Låt oss anta att Grå kod siffrorna g3, g2, g1, g0 medan de specifika binära kodsiffrorna är bo, bl, b2, b3 kan uppnås baserat på följande koncept.

Omvandlingsexempel

Från ovanstående operation kan vi slutligen få de binära värdena som b3 = g3, b2 = b3 XOR g2, b1 = b2 XOR g1, b0 = b1 XOR g0.

Exempel på kodkonvertering

Ta till exempel det grå värdet g3, g2, g1, g0 = 0011 och hitta den binära koden b3, b2, b1, b0 baserat på ovanstående koncept

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

Den slutliga binära koden för värdet av grå 0011 är 0010

Grå till binär kodomvandlare tabell

Fördelar

De fördelar med grå kod inkluderar följande.

• Logikkretsen kan minskas
• Används för att korsa klockdomänen
• Används för att minimera felet när du ändrar signalerna från analog till digital
• När den väl används inom genetiska algoritmer kan hammingväggens förekomst minskas.

Nackdelar

Nackdelarna med grå kod inkluderar följande.

• Inte lämpligt för aritmetiska funktioner
• Gäller för få exakta applikationer

Applikationer

Tillämpningarna av grå kod inkluderar följande.

• Den används i analoga till digitala omvandlare
• I digital kommunikation för korrigering av ett fel
• Det minskar fel när signalerna ändras från analog till digital.
• Matematiska pussel
• Minimering av en boolsk krets
• Den används för kommunikation mellan två klockdomäner
• Genetiska algoritmer
• Placera kodare

VHDL-kod för gråkod till binär konvertering anges nedan.

BIBLIOTEK ieee
ANVÄND ieee.std_logic_1164.ALL
enhet grå2bin är
port (G: i std_logic_vector (3 ner till 0) –grå kodinmatning
bin: ut std_logic_vector (3 ner till 0) –binär utgång
)
slut grå2bin
arkitektur gate_level of gray2bin är
Börja
–Xor grindar.
am (3)<= G(3)
am (2)<= G(3) xor G(2)
am (1)<= G(3) xor G(2) xor G(1)
am (0)<= G(3) xor G(2) xor G(1) xor G(0)
slutet

3-bitars binär till grå kodomvandlare

Antag att de binära siffrorna i 3-bitars binärt tal som b0, b1, b2, varhelst 'b2' bit är MSB (mest signifikant bit) och 'b0' bit är LSB (minst signifikant bit) av Binary. Siffrorna i Gray-kod är g0, g1, g2, var som helst 'g2' -siffran är MSB (mest signifikant bit) medan siffran 'g0' är LSB (minst signifikant bit) för Gray-kod.

Således kan det booleska uttrycket lösas för binär till grå kodomvandlare med hjälp av k-map, vi kan få g2 = b2, g1 = b1⊕ b2 & g0 = b0 ⊕ b1. På samma sätt kan vi ändra n-bitars binära tal (bnb (n-1) ... b2 b1 b0) till grå kod (gng (n-1) ... g2 g1 g0).

För LSB (minst betydande bit)

g0 = b0⊕b1

g1 = b1⊕b2

g2 = b1⊕b2

g (n-1) = b (n-1) ⊕ bn, gn = bn.

Konvertera till exempel 111010 binära nummer till grå kod.

Så baserat på ovanstående algoritm,

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

Så omvandlingen av binär till grå kod blir - 100111.

Binär till grå kodomvandlare med hjälp av IC 7486

Omvandlingen av binär till grå och grå till binär kan göras med hjälp av IC7486. De nödvändiga komponenterna för att tillverka detta är en brädbräda, anslutningsledningar, lysdioder, motstånd, XOR (IC7486), tryckknappsbrytare och ett batteri för strömförsörjningen.

IC7486-paketet innehåller huvudsakligen fyra XOR-logikgrindar, där stiften 7 och 14 kommer att tillhandahålla alla logikgrindar. O / ps för en enda XOR-grind är ansluten till den andra logiska grindens ingång inom samma eller andra chip tills de delar en liknande markterminal.

Således handlar det här om binär till grå kodomvandlare och grå till binär kodomvandlare. Från ovanstående information kan vi slutligen dra slutsatsen dessa omvandlare spela en viktig roll för att utföra olika operationer av digital elektronik samt kommunikation mellan olika nummersystem. Kodomvandlarexemplen som vi har diskuterat ovan kan vara till hjälp för att förstå begreppet hur man gör dessa beräkningar. Här är en fråga till dig, vad är tillämpningen av grå koder?