格雷码简介及格雷码与二进制的转换程序
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进制格雷码与自然二进制码的互换
1、自然二进制码转换成二进制格雷码
自然二进制码转换成二进制格雷码,其法则是保留自然二进制码的最高位作为格雷码的最高位,而次高位格雷码为二进制码的高位与次高位相异或,而格雷码其
余各位与次高位的求法相类似。
2、二进制格雷码转换成自然二进制码
二进制格雷码转换成自然二进制码,其法则是保留格雷码的最高位作为自然二进制码的最高位,而次高位自然二进制码为高位自然二进制码与次高位格雷码相异或,而自然二进制码的其余各位与次高位自然二进制码的求法相类似。
格雷码转换为二进制码(最新版)目录1.格雷码的定义与特点2.格雷码转换为二进制码的方法3.实例分析4.总结正文1.格雷码的定义与特点格雷码(Gray Code)是一种编码方式,它的发明者是英国电气工程师 Frank Gray。
格雷码的特点是在相邻的两个数之间,只有一个位发生了改变。
具体来说,格雷码是一种无符号编码方式,它可以用来表示 0 到255 之间的整数。
与常见的二进制编码方式相比,格雷码具有抗干扰能力更强、编码效率更高的优点。
2.格雷码转换为二进制码的方法要将格雷码转换为二进制码,可以采用如下方法:(1)初始化一个空字符串,用于存储转换结果。
(2)遍历格雷码的每一位,对于每一位,执行以下操作:a.如果该位为 0,则在结果字符串的末尾添加一位 0。
b.如果该位为 1,则检查上一位是否为 0。
如果上一位为 0,则在结果字符串的末尾添加一位 1;如果上一位为 1,则在结果字符串的末尾添加两位 0。
(3)遍历完成后,将结果字符串反转,得到最终的二进制码。
3.实例分析以格雷码序列 1101 为例,按照上述方法进行转换:(1)遍历第一位 1,上一位为 1,结果字符串末尾添加一位 0。
(2)遍历第二位 1,上一位为 0,结果字符串末尾添加一位 1。
(3)遍历第三位 0,上一位为 1,结果字符串末尾添加一位 0。
(4)遍历第四位 1,上一位为 0,结果字符串末尾添加一位 1。
(5)反转结果字符串,得到二进制码 00110101。
4.总结格雷码转换为二进制码的方法是一种简单且有效的编码转换方法。
它具有较强的抗干扰能力和较高的编码效率。
通过上述实例分析,我们可以更好地理解这一转换过程。
二进制转换为格雷码
1二进制与格雷码的转换
二进制是用于计算的一种逻辑编码,由0和1组成,它是其他编码的基础。
格雷码是在二进制编码系统上进行改良的一种编码方式,它被广泛应用于数学和电子设备之间的数据传输等场合。
格雷码是传统二进制编码的优化,可以降低结构上的错误率。
传统的二进制编码要求每一个位(Bit)编码变化才能表示新的字符,而格雷码只要求相邻的位有一个变化就可以了。
因此,经过优化的格雷码在实现下一个编码时可以更快、更有效地实现。
2格雷码的生成
一位格雷码由二进制的“镜像”模式来生成,即第一位不变,其余位置上,该位和它左侧的位的异或结果即为该位的格雷码的值。
要生成多位格雷码,也只需要按照这种方式把位`依次处理大即可,即从最低位开始,第i位和他左边i-1位异或则为第i位格雷码。
3二进制与格雷码之间的转换
当转换二进制到格雷码时,可以逐位处理,即先生成第1位格雷码,然后在此基础上生成第2位格雷码(以第一位格雷码为左侧位),依此类推即可。
转换格雷码到二进制,可以采用简单的计算方法,原则上从低位开始转换,第一位格雷码和其相应的二进制位相同,其余几位二进制位等于该位格雷码加上它左边位的二进制值再取反。
以上就是二进制与格雷码之间转换的原理与方法,二进制和格雷码都是用来存储和传递数据的常用编码方法,理解其之间的原理和使用方法有助于提高计算机的工作效率。
格雷码转换为二进制码什么是格雷码?在计算机科学中,格雷码(Gray code)是一种二进制编码方式,也称为反射二进制码。
它的特点是相邻的两个数值只有一位不同,这样可以减少传输错误和电路噪声对数据的影响。
格雷码最早由法国数学家欧仁·格雷于19世纪中叶提出,并应用于机械转盘等领域。
后来,随着计算机科学的发展,格雷码被广泛应用于数字通信、编码器、存储器等领域。
格雷码与二进制码的转换格雷码转换为二进制码要将格雷码转换为二进制码,可以使用以下步骤:1.将最高位(最左边)保持不变,作为二进制数的最高位。
2.从左到右依次处理每一位:–如果当前位与前一位相同,则该位为0。
–如果当前位与前一位不同,则该位为1。
以下是一个示例,将4位格雷码转换为4位二进制码:格雷码二进制码0000 00000001 00010011 00100010 00110110 01000111 01010101 01100100 0111……二进制码转换为格雷码要将二进制码转换为格雷码,可以使用以下步骤:1.将最高位(最左边)保持不变,作为格雷码的最高位。
2.从左到右依次处理每一位:–如果当前位与前一位相同,则该位为0。
–如果当前位与前一位不同,则该位为1。
以下是一个示例,将4位二进制码转换为4位格雷码:格雷码二进制码0000 00000001 0001格雷码转换的应用数字通信在数字通信中,数据传输可能受到噪声的干扰。
使用普通的二进制编码方式,由于相邻数值之间可能有多个位发生变化,噪声可能导致多个错误比特。
而使用格雷码,则可以减少这种错误的发生,因为相邻数值之间只有一位发生变化。
编码器编码器是一种用于将旋转或线性运动转换为数字信号的装置。
使用格雷码编码器可以提供高精度和高可靠性的位置测量。
由于格雷码中相邻数值只有一位不同,因此在读取编码器输出时,可以更容易地检测到位置变化。
存储器在存储器中,使用格雷码编址可以减少数据传输的错误。
格雷码转换为二进制码摘要:1.格雷码简介2.格雷码与二进制码的关系3.格雷码转换为二进制码的步骤4.总结正文:格雷码(Gray code)是一种在电子通信和计算机科学中常用的编码方式,它是一种无权码,仅用0和1两个数字表示,具有唯一可逆性。
在某些场景下,我们需要将格雷码转换为二进制码。
格雷码与二进制码之间存在一定的关系。
在二进制码中,每一位只有两种状态,即0和1;而在格雷码中,每一位有三种状态,分别是0、1和2。
通过特定的转换方法,我们可以将格雷码转换为二进制码,反之亦然。
现在,我们来详细介绍将格雷码转换为二进制码的步骤:1.确定格雷码的位数n:首先需要知道格雷码的位数,假设n位格雷码,那么可以用2^n-1个不同的格雷码表示0到2^n-1之间的整数。
2.初始化二进制码:我们用一个n位的二进制码来表示格雷码,初始时所有位都为0。
3.遍历格雷码:从最低位开始,依次将格雷码的每一位转换为二进制码。
若格雷码的值为0,则将相应的二进制码位设置为0;若格雷码的值为1,则将相应的二进制码位设置为1;若格雷码的值为2,则将相应的二进制码位设置为0,然后将高一位的二进制码加1。
4.转换完成:遍历完格雷码的所有位后,得到的二进制码即为所求。
举个例子,假设我们要将5位格雷码(10110)转换为二进制码:1.确定格雷码的位数n=5。
2.初始化二进制码:00000。
3.遍历格雷码:从最低位开始,依次转换为二进制码,得到00000、00001、00010、00100、01000。
4.转换完成:最终得到的二进制码为01000,即5位格雷码(10110)转换为二进制码为01000。
总之,将格雷码转换为二进制码的过程是通过遍历格雷码并设置相应的二进制码位来实现的。
二进制数和格雷码的转换二进制数和格雷码是数字电路中常用的编码方式,它们在数据传输、存储等方面都有广泛的应用。
下面我们来介绍一下二进制数和格雷码的转换方法。
一、二进制数转换为格雷码1.将二进制数的最高位复制到格雷码的最高位上。
2.从左到右扫描二进制数的每一位,如果该位与前一位相同,则在格雷码中该位上写入0,否则写入1。
例如,将二进制数101101转换为格雷码:第一步:将最高位1复制到格雷码的最高位上,得到10xxxx。
第二步:从左到右扫描剩余部分,第2位与第1位不同,故在格雷码中该位上写入1;第3、4、5位与前一位相同,故在格雷码中这三个位置上均写入0;第6位与前一位不同,故在格雷码中该位置上写入1。
最终得到的格雷码为111001。
二、格雷码转换为二进制数1.将格雷码的最高位复制到二进制数的最高位上。
2.从左到右扫描剩余部分,在每个位置上依次执行以下操作:若该位置上的数字为0,则在对应位置上写入前一个数字的值;若该位置上的数字为1,则在对应位置上写入前一个数字的值的补数。
例如,将格雷码111001转换为二进制数:第一步:将最高位1复制到二进制数的最高位上,得到1xxxxx。
第二步:从左到右扫描剩余部分,第2位是1,则在二进制数中该位置上写入前一个数字0的补数1;第3、4、5位均为1,则在二进制数中这三个位置上写入前一个数字0的补数1;第6位为0,则在二进制数中该位置上写入前一个数字1的值0。
最终得到的二进制数为101101。
总结:以上就是二进制数和格雷码之间转换的方法,需要注意的是,在实际应用中要根据具体情况选择合适的编码方式,并且要注意编码转换过程中可能出现的错误。
格雷码与二进制代码的转换规则格雷码(Gray code)是一种二进制编码方式,相邻两个码字的汉明距离恒为1、格雷码主要用于数字通信、电子工程以及数值计算等领域。
一、二进制代码转换为格雷码:格雷码的转换过程是通过递归算法实现的。
具体步骤如下:1.将二进制数按位划分为两部分,分别为最高位和其余位。
2.最高位保持不变,其余位与前一位的值进行异或运算。
3.递归上述过程,直到最后一位,即可得到相应的格雷码。
例如,将二进制数1101转换为格雷码的过程如下:1.最高位保持不变,即第一位为12.第二位为1与前一位0异或得到13.第三位为0与前一位1异或得到14.第四位为1与前一位0异或得到1所以,二进制数1101的格雷码为1111二、格雷码转换为二进制代码:格雷码转换为二进制代码的过程也是通过递归算法实现的。
具体步骤如下:1.格雷码的第一位与二进制代码的第一位保持一致。
2.格雷码剩余位与每一位的前一位进行异或运算得到相应的二进制位。
3.递归上述过程,直到最后一位,即可得到相应的二进制代码。
例如,将格雷码1010转换为二进制代码的过程如下:1.第一位保持一致,即为12.第二位为1与前一位的1异或得到0。
3.第三位为0与前一位的0异或得到0。
4.第四位为1与前一位的0异或得到1所以,格雷码1010转换为二进制代码为1001以上是格雷码与二进制代码的互相转换过程及规则。
格雷码与二进制代码之间的转换在数字通信与电子工程中有着广泛的应用。
例如,在传输数据时,通过将数据用格雷码表示,可以减小传输过程中的错误率;在电子工程中,通过使用格雷码可以减少数字电路的转换延迟和消除输出震荡等问题。
总之,格雷码与二进制代码之间的转换规则是通过递归算法实现的,可以根据具体的位数和要转换的码值进行转换。
这种转换方式在数字通信和电子工程等领域具有很大的实用价值,能够提高数据传输效率和数字电路的性能。
二进制代码与格雷码相互转换格雷码(Gray Code,简称G码)是典型的循环码,它是由二进制码(Binary,简称B码)导出的。
特点是序号相邻的两组代码只有一位码不同(包括头尾两组代码),且具有循环性。
上述特点使全部码组按序循环相邻,若以循环码表示一个循环过程中按顺序发生的状态,则任何状态变化只对应有一个变量发生变化,这个特点有助于提高电路的可靠性。
电路实现:3个异或门和两个2输入数据选择器MUX,设置方式控制端M:当M = 0 时,G码→B码;当M = 1时,B码→G码。
十进制数的二进制编码在人机交互过程中,为了既满足系统中使用二进制数的要求,又适应人们使用十进制数的习惯,通常用4位二进制代码对十进制数字符号进行编码,简称为二-十进制代码,或称BCD(Binary Coded Decimal)码。
它既有二进制的形式,又有十进制的特点。
常用的BCD码有8421码、2421码和余3码3种,它们与十进制数字符号对应的编码如表1.4所示。
表1.4 常用的3种BCD码进制字符8421码2421码余3码0 0000 0000 00111 0001 0001 01002 0010 0010 01013 0011 0011 01104 0100 0100 01115 0101 1011 10006 0110 1100 10017 0111 1101 10108 1000 1110 10119 1001 1111 1100一、8421码8421码是最常用的一种有权码,其4位二进制码从高位至低位的权依次为23、22、21、20,即为8、4、2、1,故称为8421码。
按8421码编码的0~9与用4位二进制数表示的0~9完全一样,所以,8421码是一种人机联系时广泛使用的中间形式。
注意:※ 8421码中不允许出现1010~1111四种组合,因为没有十进制数字符号与其对应。
※ 十进制数字符号的8421码与相应ASCII码的低四位相同,这一特点有利于简化输入输出过程中BCD码与字符代码的转换。
格雷码简介及格雷码与二进制的转换程序格雷码简介格雷码(英文:Gray Code, Grey Code,又称作葛莱码,二进制循环码)是1880年由法国工程师Jean-Maurice-EmlleBaudot发明的一种编码[1] ,因Frank Gray于1953年申请专利“Pulse Code Communication”得名。
当初是为了机械应用,后来在电报上取得了巨大发展[2],现在则常用于模拟-数字转换[3]和转角-数字转换中[4] 。
典型格雷码是一种具有反射特性和循环特性的单步自补码,它的循环、单步特性消除了随机取数时出现重大误差的可能,它的反射、自补特性使得求反非常方便[5] 。
格雷码属于可靠性编码,是一种错误最小化的编码,由于它大大地减少了由一个状态到下一个状态时电路中的混淆。
因为这种编码相邻的两个码组之间只有一位不同,因而在用于模-数转换中,当模拟量发生微小变化而可能引起数字量发生变化时,格雷码仅改变一位,这样与其它码同时改变两位或多位的情况相比更为可靠,即可减少出错的可能性.这就允许代码电路能以较少的错误在较高的速度下工作。
格雷码在现代科学上获得了广泛的应用,人们还发现智力玩具九连环的状态变化符合格雷码的编码规律,汉诺塔的解法也与格雷码有关。
除了已知的特点,格雷码还有一些鲜为人知的性质。
多数数字电子技术和计算机技术的文献认为格雷码是无权码,只有J.F.A.Thompson认为可以从格雷码直接转换成十进制数[6]。
如果将格雷码的“权”及格雷码的奇偶性等性质在数学上给予证明,将有助于格雷码研究与应用的发展,有助于自动化技术的发展,还可有助于计算机科学的发展。
/* 格雷码与二进制的转换程序* 本程序采用递推的方法进行推导,可以转换0~2147483647之间的数(1~31位)* 推导方式如下(以三位格雷码为例):* 序号格雷码格雷码实值二进制码二进制实值* 0 000 0 000 0* 1 001 1 001 1* 2 011 3 010 2* 3 010 2 011 3* 4 110 6 100 4* 5 111 7 101 5* 6 101 5 110 6* 7 100 4 111 7* 由上面的数据可看出.如果,按照序号01327645的方式遍历格雷码.其编 * 码实值是按自然数顺序排列.反之,如果按此顺序遍历其二进制实值.则会发* 现遍历过的数据的个数减一即为二进制码所对应格雷码的实值.再观察序号 * 顺序,我们会发现: 如果把二进制码分半,前半部分从前向后遍历,后半部分* 从后向前遍历.如果分半部分可再分,则再将其分半.并按照前半部分从前向* 后遍历(分解),后半部分从后向前遍历的方式遍历(分解).直到不可分.即可* 实现按序号所描述顺序遍历二进制码.如果,按此顺序遍历二进制码,我们可* 以很方便地在序列中找到所要的二进制码与其对应的格雷码.本思想可以很 * 方便地用递归实现.这样就实现了二进制到格雷码的转换.同样,格雷码到二 * 进制的转换,也可以用相同的方法推出.为了加快运算,我们跳过不必要的遍* 历将递归改为递推.这样就实现了格雷码与二进制之间的快速转换.* 此算法的时间复杂度约为O(n),n为要转换数据的BIT数.******************************************************* ************ 补充说明:* 其它的转换方法还有* 1、查表法(建立一个二进制与格雷码的对应表)* 2、公式法(根据卡诺图建立一个二进制到格雷码的每一位的公式)*///#define test#i nclude <stdio.h>#ifdef test#i nclude <time.h>#endif/*** 二进制转换成格雷码* @param lStart lValue所在区间下界* @param lEnd lValue所在区间上界* @param lValue 要转换的二进制数的实值* @return 返回格雷码对应的二进制数的实值* @see g2b() g2b 格雷码转换二进制* @see BtoG() BtoG 二进制转换格雷码* @see GtoB() BtoG 格雷码转换二进制* @author 黄毅* @useage a=b2g(0,15,4); //取得4所对应格雷码的二进制值结果a等于6* @memo lValue的值必须在区间[lStart,lEnd]里,否则无法求得所求结果.相应地,如果区间越小,求得结* 果所用的时间就越少.而且lStart,lEnd的值必须为2的N次方减1. 通常lStart为0.为了方便求得* 其值,建议使用BtoG()函数来进行操作.不过这样会使计算时间加长到原来的120%~180%.*/unsigned long b2g(unsigned long lStart,unsigned long lEnd,unsigned long lValue){unsigned long Start=lStart,End=lEnd,Temp=0,Counter=0;while(Start<End){Temp=(End+Start-1)>>1;if (lValue<=Temp){if(!Type)Counter+=((End-Start+1)>>1);End=Temp;Type=true;}else{if(Type)Counter+=((End-Start+1)>>1);Start=++Temp;Type=false;}}return Counter;}/*** 格雷码转换成二进制* @param lStart lValue对应二进制数所在区间下界* @param lEnd lValue对应二进制数所在区间上界* @param lValue 要转换的格雷码的实值* @return 返回二进制数对应的格雷码的实值* @see b2g() b2g 二进制转换格雷码* @see BtoG() BtoG 二进制转换格雷码* @see GtoB() BtoG 格雷码转换二进制* @author 黄毅* @useage a=b2g(0,15,6); //取得6所对应二进制值的格雷码结果a等于4* @memo lValue对应二进制数的值必须在区间[lStart,lEnd]里,否则无法求得所求结果.相应地,如果区* 间越小,求得结果所用的时间就越少.而且lStart,lEnd的值必须为2的N次方减1. 通常lStart为0.* 为了方便求得其值,建议使用GtoB()函数来进行操作.但会使计算时间加长到原来的105%~140%.*/unsigned long g2b(unsigned long lStart,unsigned long lEnd,unsigned long lValue){unsigned long Start=lStart,End=lEnd,Counter=0,Temp=0;while(Start<End){Temp=Counter+((End-Start+1)>>1); if(Type^(lValue<Temp)){if(Type) Counter=Temp;Start=(Start+End+1)>>1;Type=false;}else{if(!Type) Counter=Temp;End=(Start+End-1)>>1;Type=true;}}return Start;}//b2g外壳程序,用来算lStart,lEnd;long BtoG(unsigned long lValue){register unsigned long lV=lValue,lMax=1; while (lV>0){lV>>=1;lMax<<=1;}if (lMax==0) return -1;return b2g(0,--lMax,lValue);}//g2b外壳程序long GtoB(unsigned long lValue){register unsigned long lV=lValue,lMax=1; while (lV>0){lV>>=1;lMax<<=1;}if (lMax==0) return -1;return g2b(0,--lMax,lValue);}main(){long input=0;#ifdef test//程序测试部分clock_t cStart,cEnd;unsigned long dTime;cStart=clock();for (input=0;input<9999999;input++)BtoG(32768);cEnd=clock();dTime=(cEnd-cStart);printf("BtoG: %ld / %ld\n",dTime,CLOCKS_PER_SEC);//------------------------------------------------------cStart=clock();for (input=0;input<9999999;input++)b2g(0,65535,32768);cEnd=clock();dTime=(cEnd-cStart);printf("b2g: %ld / %ld\n",dTime,CLOCKS_PER_SEC);//------------------------------------------------------cStart=clock();for (input=0;input<9999999;input++)GtoB(32768);cEnd=clock();dTime=(cEnd-cStart);printf("GtoB: %ld / %ld\n",dTime,CLOCKS_PER_SEC);//------------------------------------------------------cStart=clock();for (input=0;input<9999999;input++)g2b(0,65535,32768);cEnd=clock();dTime=(cEnd-cStart);printf("g2b: %ld / %ld\n",dTime,CLOCKS_PER_SEC);#else//程序演试部分printf("Input(HEX):");scanf("%x",&input);while (input!=-1){printf("------BtoG------\nBinary:%08Xh\nGray:%08Xh\n------GtoB------\nGray:%08Xh\nBinary:%08Xh\n----------------\n",input,BtoG(input),input,GtoB(input));printf("Input(HEX):"); scanf("%x",&input); }#endif。