二进制与格雷码转换

1、之马矢奏春创作创作时间：二零二一年六月三十日在精确定位控制系统中 , 为了提高控制精度 , 准确丈量控制 对象的位置是十分重要的 .目前, 检测位置的法子有两种：其 一是使用位置传感器 , 丈量到的位移量由变送器经 A/D 转换成 数字量送至系统进行进一步处置 .此方法精度高 , 但在多路、 长距离位置监控系统中 , 由于其本钱昂贵 , 装置困难 , 因此其 实不实用；其二是采纳光电轴角编码器进行精确位置控制 .光 电轴角编码器根据其刻度方法及信号输出形式 , 可分为增量 式、绝对式以及混合式三种 .而绝对式编码器是直接输出数字 量的传感器 , 它是利用自然二进制或循环二进制（格雷码）方 式进

2、行光电转换的 , 编码的设计一般是采纳自然二进制码、循 环二进制码、二进制补码等 .特点是不要计数器 , 在转轴的任 意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码；抗干扰能 力强, 没用累积误差；电源切断后位置信息不会丧失 , 但分辨 率是由二进制的位数决定的 , 根据分歧的精度要求 , 可以选择 分歧的分辨率即位数 .目前有 10 位、11 位、12 位、 13 位、 14 位或更高位等多种 .其中采纳循环二进制编码的绝对式编码器 , 其输出信号是 一种数字排序 ,不是权重码, 每一位没有确定的年夜小 , 不能直接进行比力年夜小和算术运算 , 也不能直接转换成其他信号 , 要经过一次码变换

3、, 酿成自然二进制码 , 在由上位机读取以实 现相应的控制 .而在码制变换中有分歧的处置方式 , 本文着重 介绍二进制格雷码与自然二进制码的互换 .一、格雷码（又叫循环二进制码或反射二进制码）介绍在数字系统中只能识别 0 和 1, 各种数据要转换为二进制 代码才华进行处置 , 格雷码是一种无权码 , 采纳绝对编码方式 典范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、单步特性消除随机取数时呈现重年夜误差的可能 , 它 的反射、自补特性使得求反非常方便 .格雷码属于可靠性编码 , 是一种毛病最小化的编码方式 , 因为, 自然二进制码可以直接 由数/模转换器转换成模拟信号 , 但

4、某些情况 , 例如从十进制 的3转换成 4时二进制码的每一位都要变 , 使数字电路发生很 年夜的尖峰电流脉冲 .而格雷码则没有这一缺点 , 它是一种数 字排序系统 , 其中的所有相邻整数在它们的数字暗示中只有一 个数字分歧 .它在任意两个相邻的数之间转换时 , 只有一个数 位发生变动 .它年夜年夜地减少了由一个状态到下一个状态时 逻辑的混淆 .另外由于最年夜数与最小数之间也仅一个数分歧 , 故通常又叫格雷反射码或循环码 .下表为几种自然二进制码与 格雷码的对比表：十进制数自然二进制数格雷码十进制数自然二进制数格雷码0000000008100011001000100019100111012001

5、00011101010111130011001011101111104010001101211001010501010111131101101160110010114111010017011101001511111000二、二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 , 其法则是保管自然二 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.某二进制数为 比丿心虬耳禺异或运算：算对应的格雷码为-其中：最高位保留一G” =B其他各位(?.二月田月 =0，1，2, .

6、, n-21 111 11格雷码为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，其法则是保管格雷码 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.某二进制格雷码为G/G心 G0G耳对应的自然二进制码为 月陀-/n-2 也色耳I异或运算： 相同为0 其仪最高位保留一 賂二%其他各位百t = GtQ戸1，2,朴1三、二进制格雷码与自然二进制码互换的实现方法 1、自然二进制码转换成二进制格雷码A）、软件实现法（拜会示例工程中的Binary to Gray） 根据自然二进制

7、转换成格雷码的法则 , 可以获得以下的 代码：static unsigned int DecimaltoGray（unsigned intx）return x （xl）;/以上代码实现了 unsigned int 型数据到格雷码的转 换, 最高可转换32位自然二进制码, 超越32位将溢出.static int DecimaltoGray（ int x）return x （x1）;/以上代码实现了 int型数据到格雷码的转换，最高 可转换31位自然二进制码, 超越31位将溢出.上述代码即可用于VC控制法式中，也可以用于单片机控制法式中.在单片机法式设计时， 若采纳汇编语言编程， 可以 按相同的原

8、理设计法式；若采纳C语言编程，则可以直接利用 上述代码，但建议用unsigned int函数.B）、硬件实现法根据自然二进制转换成格雷码的法则，可以获得以下电路图：上图所示电路图即可用异或集成电路74lsl36实现，也可 以利用可编程器件PLD等编程实现.2、二进制格雷码转换成自然二进制码A）、软件实现法（拜会示例工程中的Gray to Binary ）根据二进制格雷码转换成自然二进制码的法则 , 可以获得 以下的三种代码方式：static unsigned intGraytoDecimal(unsigned int x) TOC o 1-5 h z unsigned inty = x;whi

9、le(x=1)y、x；return y;static unsigned intGraytoDecimal(unsigned int x)x八二x16;x八二x8;x八二x4;x=X2;x=x1;return x;staticunsigned intGraytoDecimal(unsigned int x)int i;for(i=0;(1i)sizeof(x)*8;i+) TOC o 1-5 h z x、x(li);returnx;/以上代码实现了 unsigned int 型数据到自然二进制码 的转换, 最高可转换 32 位格雷码, 超越 32 位将溢出.将数据 类型改为 int 型即可实现 3l 位格雷码转换 .上述代码即可用于 VC 控制法式中, 也可以用于单片机控 制法式中.在单片机法式设计时 , 若采纳汇编语言编程 , 可以 按相同的原理设计法式；若采纳C语言编程，则可以直接利用 上 述 代 码 , 但 建 议 用 unsigned int 函 数 .B)、硬件实现法根据二进制格