Qu'est-ce que le convertisseur de code: code binaire en code gris et code gris en conversion binaire

Dans les ordinateurs, nous devons convertir le binaire en gris et le gris en binaire. La conversion de ceci peut être effectuée en utilisant deux règles à savoir la conversion binaire en gris et la conversion gris en binaire. Dans la première conversion, le MSB du code gris est constamment équivalent au MSB du code binaire. Des bits supplémentaires de la sortie du code gris peuvent être obtenus en utilisant le concept de porte logique EX-OR vers les codes binaires à cet index actuel ainsi qu'à l'index antérieur. Ici MSB n'est rien d'autre que le bit le plus significatif. Dans la première conversion, le MSB du code binaire est constamment équivalent au MSB du code binaire particulier. Des bits supplémentaires de la sortie du code binaire peuvent être obtenus en utilisant EX-OR porte logique concept en vérifiant les codes gris à cet index actuel. Si le bit de code gris actuel est égal à zéro, copiez ensuite le code binaire précédent, ainsi que la copie inverse du bit de code binaire précédent. Cet article décrit une vue d'ensemble des convertisseurs de code qui comprend un convertisseur de code binaire en gris ainsi qu'un convertisseur de code gris en binaire.

Qu'est-ce qu'un code binaire?

Dans les ordinateurs numériques, le code qui est utilisé sur la base d'un système de nombres binaires est appelé code binaire. Il y a deux états possibles comme ON et OFF qui sont représentés par 0 et 1. Le système numérique utilise 10 chiffres où chaque position de chiffre signifie la puissance de 10. Dans un système binaire, chaque position d'un chiffre représente une puissance de 2.

Un signal de code binaire comprend une séquence d'impulsions électriques qui signifient des caractères, des nombres et des opérations à exécuter. Un dispositif d'horloge est utilisé pour transmettre des impulsions normales, ainsi que des composants tels que des transistors, s'allument / s'éteignent pour circuler sinon bloque les signaux. En code binaire, chaque nombre décimal compris entre 0 et 9 peut être indiqué par un ensemble de 4 bits / chiffres binaires. Les 4 opérations arithmétiques de base comme l'addition, la soustraction, la multiplication et la division peuvent toutes être réduites en combinaisons de fonctions algébriques booléennes de base sur des nombres binaires.

Qu'est-ce que le code gris?

Le code gris ou RBC (code binaire reflété), ou code cyclique est une série de systèmes de nombres binaires. La principale raison d'appeler ce code binaire réfléchi est que les valeurs N / 2 initiales sont dans l'ordre inverse par rapport aux N / 2 dernières valeurs. Dans ce type de code, les deux valeurs successives sont modifiées par un seul bit de chiffres binaires. Ces codes sont principalement utilisés dans la série courante de nombres binaires générés par le matériel.

Les nombres binaires peuvent provoquer des erreurs une fois que la transition est effectuée d'un nombre unique à consécutif. Ce type de code résout fondamentalement ce problème en modifiant simplement un bit une fois le changement entre les nombres effectué.

Ce type de code est extrêmement léger et ne dépend pas de la valeur numérique indiquée dans la position. Ce type de code est également appelé code de variable cyclique car le changement d'une valeur unique en sa valeur consécutive contient un changement d'un seul bit.

C'est le plus populaire pour les codes de distance unitaire, cependant, il n'est pas approprié pour les fonctions arithmétiques. Les applications du code gris comprennent les convertisseurs analogique-numérique et la communication numérique pour la correction des erreurs. Premièrement, le code gris n'est pas facile à comprendre, cependant, il devient très plus facile à reconnaître.

Convertisseur de code binaire en code gris

Le code binaire est une représentation très simple de données utilisant deux valeurs telles que 0 et 1, et il est principalement utilisé dans le monde de l’ordinateur. Le code binaire peut être une valeur haute (1) ou basse (0) ou encore une modification de valeur. Le code gris ou le code binaire réfléchi estime la nature du code binaire qui est organisé avec des indicateurs d'activation et de désactivation, généralement indiqués par des uns et des zéros. Ces codes sont utilisés pour examiner la clarté ainsi que la modification d'erreur en binaire les communications .

La conversion du code binaire en code gris peut être effectuée en utilisant un circuit logique . Le code gris est un code non pondéré car aucun poids particulier n'est attribué à la position du bit. Un code à n bits peut être obtenu en reproduisant un code à n-1 bits sur un axe suivant les lignes de 2^n-1, ainsi que de placer le bit le plus significatif de 0 sur l'axe avec le bit le plus significatif de 1 sous l'axe. La génération de code gris étape par étape est illustrée ci-dessous.

Circuit logique de conversion de code binaire en code gris

Cette méthode utilise une porte Ex-OR pour effectuer entre les bits binaires. Le meilleur exemple suivant sera très utile pour connaître la conversion du binaire en gris. Dans cette méthode de conversion, supprimez le bit MSB du nombre binaire actuel, car le bit principal ou le bit MSB du numéro de code gris est similaire au nombre binaire.

Pour obtenir les bits codés gris droits pour générer le chiffre codé gris correspondant pour les chiffres binaires donnés, ajoutez le chiffre principal ou le chiffre MSB du nombre binaire vers le deuxième chiffre et notez le produit à côté du bit primaire du code gris, et ajoutez le bit binaire suivant au troisième bit puis notez le produit à côté du 2^ndpeu de code gris. De même, suivez cette procédure jusqu'au bit binaire final et notez les résultats en fonction de Fonctionnement logique EX-OR pour générer le chiffre binaire codé en gris correspondant.

Exemple de convertisseur de code binaire en code gris

Supposons que les chiffres du code binaire soient bo, b1, b2, b3 alors que le code Gray particulier peut être atteint sur la base du concept suivant.

Exemple de conversion de code

À partir de l'opération ci-dessus, nous pouvons enfin obtenir les valeurs de gris telles que g3 = b3, g2 = b3 XOR b2, g1 = b2 XOR b1, g0 = b1 XOR b0.

Exemple de conversion

Par exemple, prenez la valeur binaire b3, b2, b1, b0 = 1101 et trouvez le code gris g3, g2, g1, g0 basé sur le concept ci-dessus

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

Le code gris final pour la valeur du binaire 1101 est 1011

Tableau de conversion de code binaire en code gris

Code VHDL pour la conversion de code binaire en code gris est donnée ci-dessous.

BIBLIOTHÈQUE ieee
UTILISEZ ieee.std_logic_1164.ALL
l'entité bin2gray est
port (bin: dans std_logic_vector (3 downto 0) - entrée binaire
G: out std_logic_vector (3 downto 0) - sortie de code gris
)
fin bin2gray
architecture gate_level de bin2gray est
commencer
–Xor portes.
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)
finir

Avantages

Le avantages du code binaire inclure les éléments suivants.

• Le principal avantage de l'utilisation du code binaire est qu'il est simplement signifié par des appareils électroniques
• Les données binaires sont également très simples à stocker.
• Très facile à signifier et à contrôler électroniquement et mécaniquement.
• La disparité entre les représentations des symboles peut être augmentée afin de réduire la possibilité d'erreur.

Le inconvénients du code binaire inclure les éléments suivants.

• Le nombre requis de symboles peut être augmenté pour signifier un nombre donné de systèmes de valeurs de position globaux.
• Les humains ne peuvent pas les lire de manière extrêmement efficace en raison de leur longueur et en utilisant des nombres en base dix par défaut
• Il utilise de nombreux chiffres pour signifier n'importe quel nombre logique

Applications

Les applications du code binaire sont les suivantes.

• Les codes binaires sont utilisés dans les télécommunications ainsi que dans le calcul pour différentes techniques de codage de données telles que des chaînes de caractères en chaînes de bits. La largeur utilisée par ces méthodes est fixe, sinon des chaînes de largeur variable.
• Ceci est utilisé dans les langages informatiques ainsi que dans la programmation car les langages informatiques dépendent principalement de systèmes de numérotation à 2 chiffres.

Convertisseur de code gris en code binaire

Cette méthode de conversion du gris en binaire utilise également le concept de fonctionnement de la porte logique EX-OR parmi les bits de gris ainsi que les bits binaires. L'exemple suivant avec une procédure étape par étape peut aider à connaître le concept de conversion du code gris en code binaire.

Pour changer le gris en code binaire, prenez le chiffre MSB du numéro de code gris, car le chiffre principal ou le MSB du code gris est similaire au chiffre binaire.

Pour obtenir le bit binaire droit suivant, il utilise l'opération XOR entre le bit primaire ou le bit MSB du binaire jusqu'au bit suivant du code gris.

Circuit logique de conversion de code gris en code binaire

De même, pour obtenir le troisième bit binaire droit, il utilise l'opération XOR entre le deuxième bit ou le bit MSB du binaire jusqu'au troisième bit MSD du code gris et ainsi de suite.

Exemple de convertisseur de code gris en code binaire

Supposons que Code gris les chiffres g3, g2, g1, g0 alors que les chiffres de code binaire particuliers sont bo, b1, b2, b3 peuvent être atteints sur la base du concept suivant.

Exemple de conversion

À partir de l'opération ci-dessus, nous pouvons enfin obtenir les valeurs binaires telles que b3 = g3, b2 = b3 XOR g2, b1 = b2 XOR g1, b0 = b1 XOR g0.

Exemple de conversion de code

Par exemple, prenez la valeur de gris g3, g2, g1, g0 = 0011 et trouvez le code binaire b3, b2, b1, b0 basé sur le concept ci-dessus

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

Le code binaire final pour la valeur de gray 0011 est 0010

Tableau de conversion de code gris en code binaire

Avantages

Le avantages du code gris inclure les éléments suivants.

• Le circuit logique peut être réduit
• Utilisé pour traverser le domaine de l'horloge
• Utilisé pour minimiser l'erreur lors du changement des signaux d'analogique en numérique
• Une fois qu'il est utilisé dans les algorithmes génétiques, l'occurrence des murs de martelage peut être réduite.

Désavantages

Les inconvénients du code gris sont les suivants.

• Ne convient pas aux fonctions arithmétiques
• Applicable pour quelques applications précises

Applications

Les applications du code gris sont les suivantes.

• Il est utilisé dans les convertisseurs analogique-numérique
• En communication numérique pour la correction d'une erreur
• Il réduit les erreurs tout en changeant les signaux d'analogique en numérique.
• Puzzles mathématiques
• Minimisation d'un circuit booléen
• Il est utilisé pour la communication entre deux domaines d'horloge
• Algorithmes génétiques
• Codeurs de position

Code VHDL pour la conversion du code Gray en binaire est donnée ci-dessous.

BIBLIOTHÈQUE ieee
UTILISEZ ieee.std_logic_1164.ALL
L'entité gray2bin est
port (G: dans std_logic_vector (3 downto 0) - entrée de code gris
bin: out std_logic_vector (3 downto 0) - sortie binaire
)
fin gray2bin
architecture gate_level de gray2bin est
commencer
- Portes Xor.
matin (3)<= G(3)
suis (2)<= G(3) xor G(2)
suis (1)<= G(3) xor G(2) xor G(1)
suis (0)<= G(3) xor G(2) xor G(1) xor G(0)
finir

Convertisseur de code binaire à gris 3 bits

Supposons les chiffres binaires en nombre binaire à 3 bits comme b0, b1, b2, où le bit «b2» est le MSB (bit le plus significatif) et le bit «b0» est le LSB (bit le moins significatif) de binaire. Les chiffres du code Gray sont g0, g1, g2, où le chiffre «g2» est le MSB (bit le plus significatif) tandis que le chiffre «g0» est le LSB (bit le moins significatif) du code Gray.

Ainsi, l'expression booléenne peut être résolue pour le convertisseur de code binaire en code gris en utilisant k-map, nous pouvons obtenir g2 = b2, g1 = b1⊕ b2 & g0 = b0 ⊕ b1. De même, nous pouvons changer un nombre binaire de n bits (bnb (n-1)… b2 b1 b0) en code Gray (gng (n-1)… g2 g1 g0).

Pour LSB (bit le moins significatif)

g0 = b0⊕b1

g1 = b1⊕b2

g2 = b1⊕b2

g (n-1) = b (n-1) ⊕ bn, gn = bn.

Par exemple, convertissez 111010 nombres binaires en code Gray.

Donc, basé sur l'algorithme ci-dessus,

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

Ainsi, la conversion du code binaire en code gris sera - 100111.

Convertisseur de code binaire en code gris utilisant IC 7486

La conversion du binaire en gris et du gris en binaire peut être effectuée à l'aide de IC7486. Les composants nécessaires pour ce faire sont une maquette, des fils de connexion, des LED, des résistances, XOR (IC7486), des interrupteurs à bouton-poussoir et une batterie pour l'alimentation.

Le package de IC7486 comprend principalement quatre portes logiques XOR, où les broches 7 et 14 fourniront l'alimentation de toutes les portes logiques. L'o / ps d'une seule porte XOR est connecté à l'entrée de l'autre porte logique dans la même puce ou une autre puce jusqu'à ce qu'ils partagent une borne de terre similaire.

Ainsi, il s'agit d'un convertisseur de code binaire en gris et d'un convertisseur de code gris en binaire. À partir des informations ci-dessus enfin, nous pouvons conclure que ces convertisseurs jouent un rôle essentiel dans l'exécution de différentes opérations de électronique numérique ainsi que les communications entre divers systèmes de numérotation. Les exemples de convertisseur de code dont nous avons discuté ci-dessus peuvent être utiles pour comprendre le concept de la façon de faire ces calculs. Voici une question pour vous, quelles sont les applications des codes gris?