Mis on koodimuundur: binaarne hall kood ja hall kood binaarne teisendus

Arvutites peame teisendama binaarse halliks ja hall binaarseks. Selle teisendamiseks saab kasutada kahte reeglit, nimelt binaarsest halliks muutmiseks ja hallist binaarseks teisendamiseks. Esimesel teisendamisel võrdub halli koodi MSB pidevalt binaarkoodi MSB-ga. Halli koodi väljundi täiendavad bitid saavad EX-OR loogikavärava kontseptsiooni kasutada nii praeguse kui ka varasema indeksi kahendkoodide jaoks. Siin pole MSB muud kui kõige olulisem bitt. Esimesel teisendamisel on binaarkoodi MSB pidevalt samaväärne konkreetse binaarkoodi MSB-ga. Binaarkoodi väljundi lisabitte saab EX-OR abil loogikavärav kontseptsiooni, kontrollides halli koode selles indeksis. Kui praegune hall koodibitt on null, siis pärast seda kopeerige ka varasem binaarkood, aga ka varasema binaarkoodibiti tagurpidi. Selles artiklis käsitletakse ülevaadet koodimuunduritest, mis sisaldab nii binaarse halli kui ka halli kahendkoodi muundurit.

Mis on binaarkood?

Digitaalsetes arvutites on kahendarvude süsteemil kasutatav kood tuntud kahendkoodina. On kaks võimalikku olekut, näiteks ON ja OFF, mida tähistatakse 0 ja 1. Digitaalsüsteemis kasutatakse 10 numbrit, kus iga numbri positsioon tähistab võimsust 10. Binaarsüsteemis tähistab iga numbri positsioon võimsust 2.

Binaarkoodisignaal sisaldab elektriliste impulsside jada, mis tähistab täidetavaid märke, numbreid ja toiminguid. Normaalsete impulsside edastamiseks kasutatakse kellaseadet, samuti komponente, näiteks transistore, mis lülituvad sisse või välja, et signaalid muidu blokeerida. Binaarkoodis saab iga kümnendarvu vahemikus 0 kuni 9 tähistada 4-binaarse biti / numbri hulga kaudu. 4 põhilist aritmeetilist toimingut, nagu liitmine, lahutamine, korrutamine ja jagamine, saab kõik vähendada Boole'i ​​algebraliste põhifunktsioonide kombinatsioonideks binaararvudel.

Mis on hall kood?

Hall kood ehk RBC (peegeldatud kahendkood) ehk tsükliline kood on binaararvusüsteemide jada. Peamine põhjus selle peegeldatud binaarkoodi kutsumiseks on algsed N / 2 väärtused vastupidises järjekorras, võrreldes viimaste N / 2 väärtustega. Sellises koodis muudetakse kahte järjestikust väärtust ühe binaararvu kaudu. Neid koode kasutatakse peamiselt riistvara genereeritud tavalistes binaararvude seeriates.

Binaararvud võivad põhjustada vigu, kui üleminek ühelt numbrilt järjestikule toimub. Seda tüüpi kood lahendab selle probleemi põhimõtteliselt, muutes numbrite vahetamise järel lihtsalt ühte bitti.

Selline kood on ülimalt kerge kaaluga ja see ei sõltu kogu positsioonis märgitud numbri väärtusest. Sellist koodi nimetatakse ka tsükliliseks muutuja koodiks, kuna ühe väärtuse muutmine järjestikuseks väärtuseks muudab ainult ühe biti muutust.

See on kaugusühikute koodide jaoks kõige populaarsem, kuid see ei sobi aritmeetiliste funktsioonide jaoks. Hallkoodi rakendused hõlmavad analoog-digitaalmuundureid ja digitaalset sidet vigade parandamiseks. Esiteks, halli koodi pole lihtne mõista, kuid see muutub väga hõlpsasti äratuntavaks.

Binaarse halli koodi teisendaja

Binaarkood on andmete väga lihtne esitus, kasutades kahte väärtust, näiteks 0 ja 1, ning seda kasutatakse peamiselt arvutimaailmas. Binaarkood võib olla kõrge (1) või madal (0) või muul viisil muuta väärtust. Hall kood või peegeldatud kahendkood hindab kahendkoodi olemust, mis on paigutatud sisse- ja väljalülitamise indikaatoritega, mida tavaliselt tähistatakse üksuste ja nullidega. Neid koode kasutatakse nii selguse kui ka veaparanduste vaatamiseks binaarses vormingus side .

Binaararvu teisendamiseks halliks koodiks saab teha a loogikaahel . Hall kood on kaalumata kood, kuna biti positsioonile pole määratud erilist kaalu. N-bitise koodi saab, kui reprodutseerida n-1 bitine kood teljel, mis järgneb 2 reale^n-1, samuti asetatakse kõige olulisem bitt 0 teljele ja kõige olulisem bitt 1 telje alla. Järgnevalt on näha hallide koodide loomine samm-sammult.

Binaarse halli koodi teisendamise loogikalülitus

See meetod kasutab binaarbittide esitamiseks Ex-OR väravat. Järgmine parim näide on binaarse halliks teisendamise teadmiseks väga kasulik. Selles teisendusmeetodis võtke praeguse binaararvu MSB-bitt maha, kuna halli koodinumbri esmane või MSB-bitt sarnaneb binaararvuga.

Sirgete hallide kodeeritud bittide saamiseks vastavate hallide kodeeritud numbrite genereerimiseks antud kahendarvude jaoks lisage binaararvu esmane või MSB-number teise numbri suunas ja märkige toode halli koodi esmase biti juurde ja lisage järgmine binaarbitt kolmandale bitile, seejärel märkige toode 2 juurde^ndnatuke halli koodi. Samamoodi järgige seda protseduuri kuni viimase binaarse bitini ning märkige üles sõltuvalt tulemustest EX-OR loogikaoperatsioon vastava halli kodeeritud kahendarvu genereerimiseks.

Binaarse halli koodimuunduri näide

Oletame, et binaarkoodi numbrid on bo, b1, b2, b3, kusjuures konkreetse halli koodi saab saavutada järgmise kontseptsiooni alusel.

Koodikonversiooni näide

Eeltoodud operatsioonist saame lõpuks hallid väärtused nagu g3 = b3, g2 = b3 XOR b2, g1 = b2 XOR b1, g0 = b1 XOR b0.

Teisenduse näide

Näiteks võtke kahendväärtus b3, b2, b1, b0 = 1101 ja leidke ülaltoodud kontseptsiooni põhjal hall kood g3, g2, g1, g0

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

Binaarse 1101 väärtuse lõplik hall kood on 1011

Binaarse halli koodi muunduri tabel

VHDL-kood binaarse halli koodi teisendamiseks on toodud allpool.

RAAMATUKOGU ieee
KASUTAGE ieee.std_logic_1164. KÕIK
olem bin2gray on
port (bin: in std_logic_vector (3 kuni 0) - kahendsisend
G: out std_logic_vector (3 kuni 0) - halli koodi väljund
)
lõpp bin2gray
bin2gray arhitektuuri gate_level on
algama
–Või väravad.
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)
lõpp

Eelised

The binaarkoodi eelised sisaldama järgmist.

• Binaarkoodi kasutamise peamine eelis on see, et seda tähistatakse lihtsalt elektrooniliste seadmete kaudu
• Binaarandmeid on ka väga lihtne salvestada.
• Elektrooniliselt ja mehaaniliselt on seda väga lihtne tähistada ja juhtida.
• Sümbolite esitamise erinevust saab suurendada, nii et vea võimalust saab vähendada.

The binaarkoodi puudused sisaldama järgmist.

• Vajaliku arvu sümboleid saab suurendada, et tähistada antud arvu üldisi positsiooni väärtussüsteeme.
• Inimesed ei oska neid eriti tõhusalt lugeda, kuna neil on pikkus ja vaikimisi kasutatakse kümmet baasnumbrit
• Iga loogilise numbri tähistamiseks kasutatakse palju numbreid

Rakendused

Binaarkoodi rakendused hõlmavad järgmist.

• Binaarkoode kasutatakse nii telekommunikatsioonis kui ka arvutamisel mitmesuguste andmete kodeerimise tehnikate jaoks, nagu märgistringid bitistringideks. Nende meetodite kasutatav laius on fikseeritud muidu muutuva laiusega stringidega.
• Seda kasutatakse nii arvutikeeltes kui ka programmeerimisel, kuna arvutikeeled sõltuvad peamiselt kahekohalistest arvusüsteemidest.

Hallist binaarkoodimuundur

See hallist binaarseks muundamise meetod kasutab halli ja kahendbittide hulgas ka EX-OR loogikavärava tööpõhimõtet. Järgmine näide samm-sammult võib aidata teada halli koodi teisendamise kontseptsioonist binaarkoodiks.

Halli kahendkoodi vahetamiseks võtke halli koodinumbri MSB number maha, kuna halli koodi esmane number või MSB sarnaneb kahendnumbriga.

Järgmise sirge binaarse biti saamiseks kasutab see XOR-toimingut primaarbiti või MSB-binaarkaardi halli järgmise biti juurde.

Hallist binaarkoodi teisendamise loogikalülitus

Samamoodi kasutab see kolmanda sirge binaarse biti saamiseks XOR-operatsiooni teise biti või MSB-biti vahel halli koodi kolmanda MSD-biti hulgas ja nii edasi.

Näide hallist binaarkoodimuundurisse

Lase oletada Hall kood numbreid g3, g2, g1, g0, samas kui konkreetsed binaarkoodi numbrid on bo, b1, b2, b3, saab järgmise kontseptsiooni alusel.

Teisenduse näide

Eeltoodud operatsioonist saame lõpuks kahendväärtused nagu b3 = g3, b2 = b3 XOR g2, b1 = b2 XOR g1, b0 = b1 XOR g0.

Koodikonversiooni näide

Näiteks võtke hall väärtus g3, g2, g1, g0 = 0011 ja leidke ülaltoodud kontseptsiooni põhjal binaarkood b3, b2, b1, b0

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

Halli 0011 väärtuse lõplik binaarkood on 0010

Hall kuni kahendkoodimuunduri tabel

Eelised

The halli koodi eelised sisaldama järgmist.

• Loogikalülitust saab vähendada
• Kasutatakse kella domeeni ületamisel
• Kasutatakse vea minimeerimiseks, muutes signaale analoog-digitaalseks
• Kui seda kasutatakse geneetilistes algoritmides, võib seinte esinemist kahjustada.

Puudused

Hallkoodi puudused hõlmavad järgmist.

• Ei sobi aritmeetiliste funktsioonide jaoks
• Kohaldatav väheste täpsete rakenduste korral

Rakendused

Hallkoodi rakendused hõlmavad järgmist.

• Seda kasutatakse analoog-digitaalmuundurites
• Digitaalsuhtluses vea parandamiseks
• See vähendab vigu, muutes signaale analoog-digitaalseks.
• Matemaatilised mõistatused
• Boole'i ​​vooluahela minimeerimine
• Seda kasutatakse kahe kelladomeeni vaheliseks suhtlemiseks
• Geneetilised algoritmid
• Asukoha kooderid

VHDL-kood halli koodi jaoks kahendkonversiooniks on toodud allpool.

RAAMATUKOGU ieee
KASUTAGE ieee.std_logic_1164. KÕIK
olem hall2bin on
port (G: in std_logic_vector (3 kuni 0) - halli koodi sisend
bin: out std_logic_vector (3 kuni 0) - binaarne väljund
)
ots hall2bin
arhitektuuri gate_level of hall2bin on
algama
–Või väravad.
hommik (3)<= G(3)
hommik (2)<= G(3) xor G(2)
hommik (1)<= G(3) xor G(2) xor G(1)
olen (0)<= G(3) xor G(2) xor G(1) xor G(0)
lõpp

3-bitine binaarne halli koodi muundur

Oletame, et binaarsed numbrid on 3-bitises binaararvus nagu b0, b1, b2, kõikjal, kus 'b2' bitt on MSB (kõige olulisem bitt) ja 'b0' bitt on binaarse LSB (kõige vähem oluline bitt). Halli koodi numbrid on g0, g1, g2, kui „g2” on MSB (kõige olulisem bit), samas kui number „g0” on halli koodi LSB (kõige vähem oluline bit).

Seega saab boolean avaldise binaarse halli koodimuunduri jaoks k-kaardi abil lahendada, saame g2 = b2, g1 = b1⊕ b2 & g0 = b0 ⊕ b1. Samamoodi võime muuta n-bitise binaararvu (bnb (n-1) ... b2 b1 b0) halliks koodiks (gng (n-1) ... g2 g1 g0).

LSB jaoks (kõige vähem oluline bit)

g0 = b0⊕b1

g1 = b1⊕b2

g2 = b1⊕b2

g (n-1) = b (n-1) ⊕ bn, gn = bn.

Näiteks teisendage 111010 kahendnumbrit halliks koodiks.

Nii et ülaltoodud algoritmi põhjal

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

Seega on binaararvu teisendamine halliks koodiks - 100111.

Binaarse halli koodimuundur IC 7486 abil

Binaararvu teisendamiseks halliks ja halliks binaarseks saab teha IC7486. Selle valmistamiseks vajalikud komponendid on leiblaud, ühendusjuhtmed, valgusdioodid, takistid, XOR (IC7486), nupuvajutuslülitid ja toiteallika aku.

IC7486 pakett sisaldab peamiselt nelja XOR-i loogikaväravat, kus tihvtid 7 ja 14 tagavad kõigi loogikaväravate varustuse. Ühe XOR-värava o / ps on ühendatud sama või teise kiibi teise loogikavärava sisendiga, kuni neil on sarnane maapealne terminal.

Seega on see kõik binaarse halli koodimuunduri ja halli kahendkoodimuunduri kohta. Lõpuks võime ülaltoodud teabe põhjal järeldada need muundurid mängivad olulist rolli digitaalne elektroonika samuti erinevate numbrisüsteemide vahelist suhtlust. Koodimuunduri näited, mida oleme eespool arutanud, võivad aidata mõista neid arvutusi. Siin on teile küsimus, millised on hallide koodide rakendused?