Čo je prevodník kódov: Binárny na sivý kód a sivý kód na binárnu konverziu

V počítačoch musíme prevádzať binárne na sivé a šedé na binárne. Konverziu je možné vykonať pomocou dvoch pravidiel, a to konverzie z binárneho na sivý a zo šedého na binárny. Pri prvej konverzii je MSB sivého kódu neustále ekvivalentný s MSB binárneho kódu. Ďalšie bity výstupu sivého kódu je možné získať pomocou konceptu logickej brány EX-OR k binárnym kódom v danom súčasnom indexe, ako aj v predchádzajúcom indexe. MSB tu nie je nič iné ako najvýznamnejší kúsok. Pri prvej konverzii je MSB binárneho kódu neustále ekvivalentný s MSB konkrétneho binárneho kódu. Ďalšie bity výstupu binárneho kódu je možné získať pomocou EX-OR logická brána koncepcia overením šedých kódov v danom indexe. Ak je súčasný šedý kódovací bit nulový, potom po skopírovaní skoršieho binárneho kódu tiež skopírujte zadnú stranu staršieho binárneho kódu. Tento článok pojednáva o prehľade prevádzačov kódu, ktorý obsahuje prevodník binárneho na sivý kód aj prevodník zo šedého na binárny kód.

Čo je to binárny kód?

V digitálnych počítačoch je kód, ktorý sa používa na základe binárneho číselného systému, známy ako binárny kód. Existujú dva možné stavy, ako napríklad ZAPNUTÉ a VYPNUTÉ, ktoré sú vyjadrené pomocou 0 a 1. Digitálny systém používa 10 číslic, kde každá pozícia číslice znamená mocninu 10. V binárnom systéme predstavuje každá pozícia číslice mocninu 2.

Signál binárneho kódu obsahuje postupnosť elektrických impulzov, ktoré označujú znaky, čísla a operácie, ktoré sa majú vykonať. Hodinové zariadenie sa používa na prenos normálnych impulzov, ako aj súčastí, ako sú tranzistory, na zapnutie / vypnutie na tok, inak blokuje signály. V binárnom kóde je možné každé desatinné číslo v rozmedzí od 0 do 9 označiť pomocou sady 4-binárnych bitov / číslic. Základné 4 aritmetické operácie ako sčítanie, odčítanie, násobenie a delenie je možné znížiť na kombinácie základných booleovských algebraických funkcií na binárnych číslach.

Čo je sivý kódex?

Šedý kód alebo RBC (odrážaný binárny kód) alebo cyklický kód je rad binárnych číselných systémov. Hlavným dôvodom volania tohto odrazeného binárneho kódu je, že počiatočné hodnoty N / 2 sú v opačnom poradí v porovnaní s poslednými hodnotami N / 2. V tomto druhu kódu sa dve po sebe nasledujúce hodnoty menia pomocou jedného bitu binárnych číslic. Tieto kódy sa používajú hlavne v bežnej sérii binárnych čísel generovaných hardvérom.

Binárne čísla môžu spôsobiť chyby, akonáhle dôjde k prechodu z jedného čísla na po sebe idúce. Tento typ kódu v zásade rieši tento problém tým, že po vykonaní zmeny medzi číslami jednoducho zmení jeden bit.

Tento druh kódu je mimoriadne ľahký a nezávisí od číselnej hodnoty uvedenej na celej pozícii. Tento druh kódu sa nazýva aj kód cyklickej premennej, pretože zmena jednej hodnoty na jej následnú hodnotu umožňuje zmenu iba jedného bitu.

Toto je najobľúbenejšie pre kódy vzdialenosti jednotiek, nie je to však vhodné pre aritmetické funkcie. Aplikácie sivého kódu zahŕňajú analógovo-digitálne prevodníky a digitálnu komunikáciu na korekciu chýb. Po prvé, šedému kódu nie je ľahké porozumieť, jeho zmena je však oveľa ľahšia.

Prevodník binárneho na sivý kód

Binárny kód je veľmi jednoduchá reprezentácia údajov pomocou dvoch hodnôt, ako sú 0 a 1, a používa sa hlavne vo svete počítačov. Binárny kód môže byť vysoká (1) alebo nízka (0) hodnota, alebo dokonca zmena hodnoty. Sivý kód alebo zrkadlový binárny kód odhaduje povahu binárneho kódu, ktorý je usporiadaný pomocou indikátorov zapnutia a vypnutia, zvyčajne označených jednotkami a nulami. Tieto kódy sa používajú na sledovanie jasnosti a úpravy chýb v binárnom formáte komunikácia .

Prevod binárneho na sivý kód je možné vykonať pomocou a logický obvod . Sivý kód je nevážený kód, pretože pozícií bitu nie je priradená žiadna konkrétna váha. N-bitový kód je možné dosiahnuť reprodukciou n-1 bitového kódu na osi nasledujúcej po radoch po 2^n-1, ako aj umiestnenie najvýznamnejšieho bitu 0 nad os a najvýznamnejšieho bitu 1 pod os. Postupné generovanie sivého kódu je uvedené nižšie.

Logický obvod konverzie binárneho na šedý kód

Táto metóda využíva na vykonávanie medzi binárnymi bitmi bránu Ex-OR. Nasledujúci najlepší príklad bude veľmi užitočný na poznanie prevodu binárneho súboru na sivý. V tejto metóde prevodu stiahnite bit MSB súčasného binárneho čísla, pretože primárny bit alebo bit MSB šedého kódového čísla je podobný binárnemu číslu.

Ak chcete získať rovno šedo zakódované bity na generovanie zodpovedajúcej šedo kódovanej číslice pre dané binárne číslice, pridajte primárnu číslicu alebo číslicu MSB binárneho čísla k druhej číslici a poznačte si produkt vedľa primárneho bitu sivého kódu a pridajte nasledujúci binárny bit do tretieho bitu a potom si poznačte produkt vedľa čísla 2^ndbit šedého kódu. Podobne postupujte podľa tohto postupu až do záverečného binárneho bitu a výsledky si zapisujte v závislosti od Logická operácia EX-OR na vygenerovanie zodpovedajúcej šedej kódovanej binárnej číslice.

Príklad prevodu binárneho na sivý kód

Predpokladajme, že číslice binárneho kódu sú bo, b1, b2, b3, zatiaľ čo konkrétny sivý kód je možné dosiahnuť na základe nasledujúceho konceptu.

Príklad prevodu kódu

Z vyššie uvedenej operácie nakoniec môžeme získať hodnoty šedej ako g3 = b3, g2 = b3 XOR b2, g1 = b2 XOR b1, g0 = b1 XOR b0.

Príklad konverzie

Napríklad vezmite binárnu hodnotu b3, b2, b1, b0 = 1101 a nájdite sivý kód g3, g2, g1, g0 na základe vyššie uvedeného konceptu

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

Konečný sivý kód pre hodnotu binárneho kódu 1101 je 1011

Tabuľka prevodu binárneho na šedý kód

Kód VHDL na konverziu z binárneho na sivý kód je uvedený nižšie.

KNIŽNICA ieee
USE ieee.std_logic_1164.ALL
entita bin2gray je
port (bin: v std_logic_vector (3 až 0) - binárny vstup
G: out std_logic_vector (3 až 0) - výstup šedého kódu
)
koniec bin2gray
architektúra gate_level bin2gray je
začať
–Xor brány.
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)
koniec

Výhody

The výhody binárneho kódu zahrňte nasledujúce.

• Hlavnou výhodou používania binárneho kódu je, že sa dá jednoducho označiť prostredníctvom elektronických zariadení
• Binárne údaje sa tiež veľmi ľahko ukladajú.
• Veľmi ľahko sa podpisuje a ovláda elektronicky a mechanicky.
• Môžu sa zväčšiť rozdiely medzi zobrazeniami symbolov, takže sa dá znížiť pravdepodobnosť chyby.

The nevýhody binárneho kódu zahrňte nasledujúce.

• Potrebný počet symbolov je možné zvýšiť, aby znamenal daný počet celkových systémov hodnôt polohy.
• Ľudia ich nemôžu čítať mimoriadne efektívne kvôli ich dĺžke a predvolenému použitiu čísel desať
• Na označenie ľubovoľného logického čísla používa veľa číslic

Aplikácie

Aplikácie binárneho kódu zahŕňajú nasledujúce.

• Binárne kódy sa používajú v telekomunikáciách aj vo výpočtoch na rôzne techniky kódovania údajov, ako sú reťazce znakov až bitové reťazce. Šírka použitá týmito metódami je zafixovaná, inak majú reťazce s premenlivou šírkou.
• Používa sa to v počítačových jazykoch aj v programovaní, pretože počítačové jazyky závisia hlavne od dvojciferných číselných systémov.

Prevodník sivej na binárny kód

Táto metóda konverzie zo šedej na binárnu tiež využíva pracovnú koncepciu logickej brány EX-OR medzi bitmi sivej aj binárnej bity. Nasledujúci príklad s postupmi krok za krokom môže pomôcť poznať koncept prevodu sivého kódu na binárny kód.

Ak chcete zmeniť sivú na binárny kód, odoberte MSB číslicu sivého kódu, pretože primárna číslica alebo MSB sivého kódu je podobná binárnej číslici.

Na získanie nasledujúceho priameho binárneho bitu použije operáciu XOR medzi primárnym bitom alebo binárnym bitom MSB na ďalší bit sivého kódu.

Logický obvod prechodu zo sivého na binárny kód

Podobne na získanie tretieho priameho binárneho bitu použije operáciu XOR medzi druhým bitom alebo binárnym bitom MSB na tretí bit MSD sivého kódu atď.

Príklad prevodu sivého na binárny kód

Predpokladajme Šedý kódex číslice g3, g2, g1, g0, zatiaľ čo konkrétne číslice binárneho kódu sú bo, b1, b2, b3 je možné dosiahnuť na základe nasledujúceho konceptu.

Príklad konverzie

Z vyššie uvedenej operácie nakoniec môžeme získať binárne hodnoty ako b3 = g3, b2 = b3 XOR g2, b1 = b2 XOR g1, b0 = b1 XOR g0.

Príklad prevodu kódu

Napríklad vezmite šedú hodnotu g3, g2, g1, g0 = 0011 a nájdite binárny kód b3, b2, b1, b0 na základe vyššie uvedeného konceptu

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

Konečný binárny kód pre hodnotu šedej 0011 je 0010

Tabuľka prevodu zo sivého na binárny kód

Výhody

The výhody sivého kódu zahrňte nasledujúce.

• Logický obvod je možné znížiť
• Používa sa pri prekročení časovej domény
• Používa sa na minimalizáciu chyby pri zmene signálu z analógového na digitálny
• Len čo sa použije v rámci genetických algoritmov, výskyt obmedzujúcej steny sa dá znížiť.

Nevýhody

Medzi nevýhody sivého kódu patrí nasledovné.

• Nie je vhodné pre aritmetické funkcie
• Použiteľné pre niekoľko presných aplikácií

Aplikácie

Aplikácie sivého kódu zahŕňajú nasledujúce.

• Používa sa v analógovo-digitálnych prevodníkoch
• V digitálnej komunikácii na opravu chyby
• Redukuje chyby pri zmene signálu z analógového na digitálny.
• Matematické hádanky
• Minimalizácia booleovského obvodu
• Používa sa na komunikáciu medzi dvoma doménami hodín
• Genetické algoritmy
• Kodéry polohy

Kód VHDL pre sivý kód na binárnu konverziu je uvedený nižšie.

KNIŽNICA ieee
USE ieee.std_logic_1164.ALL
entita gray2bin je
port (G: v std_logic_vector (3 až 0) - zadanie šedého kódu
bin: out std_logic_vector (3 až 0) - binárny výstup
)
koniec grey2bin
architektúra gate_level z grey2bin je
začať
–Xor brány.
som (3)<= G(3)
som (2)<= G(3) xor G(2)
som (1)<= G(3) xor G(2) xor G(1)
som (0)<= G(3) xor G(2) xor G(1) xor G(0)
koniec

3-bitový prevodník binárnych a sivých kódov

Predpokladajme binárne číslice v 3-bitovom binárnom čísle ako b0, b1, b2, kdekoľvek je bit „b2“ MSB (najvýznamnejší bit) a bit „b0“ je LSB (najmenej významný bit) binárneho kódu. Číslice Grayovho kódu sú g0, g1, g2, kdekoľvek je číslica „g2“ MSB (najvýznamnejší bit), zatiaľ čo číslica „g0“ je LSB (najmenej významný bit) Grayovho kódu.

Teda boolovský výraz je možné vyriešiť pre prevodník binárneho na sivý kód pomocou k-mapy, môžeme získať g2 = b2, g1 = b1⊕ b2 & g0 = b0 ⊕ b1. Rovnako môžeme zmeniť n-bitové binárne číslo (bnb (n-1) ... b2 b1 b0) na sivý kód (gng (n-1) ... g2 g1 g0).

Pre LSB (najmenej významný bit)

g0 = b0⊕b1

g1 = b1⊕b2

g2 = b1⊕b2

g (n-1) = b (n-1) ⊕ bn, gn = bn.

Napríklad preveďte 111010 binárnych čísel na sivý kód.

Takže na základe vyššie uvedeného algoritmu

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

Konverzia binárneho na sivý kód bude teda - 100111.

Prevodník binárneho na šedý kód pomocou IC 7486

Prevod binárneho na sivý a zo šedého na binárny je možné vykonať pomocou IC7486. Potrebnými komponentmi na výrobu sú prepájací panel, pripojovacie vodiče, LED diódy, rezistory, XOR (IC7486), tlačidlové spínače a batéria pre napájanie.

Balenie IC7486 obsahuje hlavne štyri logické brány XOR, kde piny 7 a 14 poskytujú napájanie pre všetky logické brány. O / ps jednej brány XOR je pripojený k vstupu druhej logickej brány v rámci rovnakého alebo iného čipu, kým nezdieľajú podobnú zemnú svorku.

Jedná sa teda o prevodník binárneho na sivý kód a prevodník zo šedého na binárny kód. Z vyššie uvedených informácií nakoniec môžeme vyvodiť, že týchto prevádzačov zohrávajú zásadnú úlohu pri vykonávaní rôznych operácií digitálna elektronika ako aj komunikácia medzi rôznymi číselnými systémami. Príklady konvertorov kódu, o ktorých sme hovorili vyššie, môžu pomôcť pri porozumení koncepcie vykonávania týchto výpočtov. Tu je otázka, aké sú aplikácie šedých kódov?