奇偶校验,2421码转换为余3码,4-bit二进制转格雷码电路设计
二进制与格雷码转换
在精确定位控制系统中，为了提高控制精度，准确测量控制对象的位置是十分重要的。
目前，检测位置的办法有两种：其一是使用位置传感器，测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理。
此方法精度高，但在多路、长距离位置监控系统中，由于其成本昂贵，安装困难，因此并不实用；其二是采用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）方式进行光电转换的，编码的设计一般是采用自然二进制码、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丢失，但分辨率是由二进制的位数决定的，根据不同的精度要求，可以选择不同的分辨率即位数。
目前有10位、11位、12位、13位、14位或更高位等多种。
其中采用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，每一位没有确定的大小，不能直接进行比较大小和算术运算，也不能直接转换成其他信号，要经过一次码变换，变成自然二进制码，在由上位机读取以实现相应的控制。
而在码制变换中有不同的处理方式，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能进行处理，格雷码是一种无权码，采用绝对编码方式，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。
格雷码属于可靠性编码，是一种错误最小化的编码方式，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，使数字电路产生很大的尖峰电流脉冲。
8421码到余三循环码的转换电路仿真课设报告
东北大学秦皇岛分校计算机与通信工程院电子线路课程设计具有数显的数码转换电路（8421码—余3循环码）课程设计任务书专业：通信工程学号：4101015 学生姓名：吴玉新设计题目：具有数显的码制转换电路8421码—余3循环码一、设计实验条件高频实验室二、设计任务及要求1. 要求输入为8421码。
输出为余三循环码2. 输出要具有数显功能三、设计报告的内容1.前言数字电路课程设计是继“数字电路”课后开出的实践环节课程其目的是训练学生综合运用学过的数字电路的基本知识独立设计比较复杂的数字电路能力。
设计建立在硬件和软件两个平台的基础上。
硬件平台是可编程逻辑器件所选器件可保存在一片芯片上设计出题目要求的数字电路。
软件平台是multisim通过课程设计学生要掌握使用EDA电子设计自动化工具设计数字电路的方法包括设计输入便宜软件仿真下载及硬件仿真等全过程。
数字电路课程设计在于更好的让学生掌握这门课程并且了解其实用性知道该门课程和我们的生活息息相关并且培养学生的动手能力让学生对该门课程产生浓厚的兴趣。
2.设计内容及其分析（1）方案一1.设计思路设计8421转余三循环码主要是考虑怎样找到二者之间的联系。
列出真值表后，根据值为1的那些项列出表达式，用最小项之和表示。
然后根据卡诺图进行化简，得出最简表达式。
最后根据表达式，在Multisim上画图仿真，用灯的灭（表示0）和亮（表示1）来表示码制的转换。
即可得到8421码对余三循环码的转换。
真值表：表1 8421转余三循环码真值表根据真值表得出表达式：X4=A——CX3=B——C——+ A——BCD+A——B——D——X2=A B——C——D——+A——B+A——C+A——DX1=A B——C——+A——BD+A——BC根据表达式画出逻辑电路图：图0 8421码转余3循环码逻辑电路图2.所用主要器件及芯片1.电源；2.导线若干，开关4个；3.白炽灯（5v 1w）4个；4.芯片：74ls04 2片74ls08 1片74ls11 2片74ls20 1片74ls32 2片3.线路运行介绍J1.J2.J3.J4端为输入8421码端，J1端是最高位，依次下排。
8421码到余三循码的转换电路仿真课设报告
东北大学秦皇岛分校计算机与通信工程院电子线路课程设计具有数显的数码转换电路（8421码—余3循环码）课程设计任务书专业：通信工程学号：4101015 学生姓名：吴玉新设计题目：具有数显的码制转换电路8421码—余3循环码一、设计实验条件高频实验室二、设计任务及要求1. 要求输入为8421码。
输出为余三循环码2. 输出要具有数显功能三、设计报告的内容1.前言数字电路课程设计是继“数字电路”课后开出的实践环节课程其目的是训练学生综合运用学过的数字电路的基本知识独立设计比较复杂的数字电路能力。
设计建立在硬件和软件两个平台的基础上。
硬件平台是可编程逻辑器件所选器件可保存在一片芯片上设计出题目要求的数字电路。
软件平台是multisim通过课程设计学生要掌握使用EDA电子设计自动化工具设计数字电路的方法包括设计输入便宜软件仿真下载及硬件仿真等全过程。
数字电路课程设计在于更好的让学生掌握这门课程并且了解其实用性知道该门课程和我们的生活息息相关并且培养学生的动手能力让学生对该门课程产生浓厚的兴趣。
2.设计内容及其分析（1）方案一1.设计思路设计8421转余三循环码主要是考虑怎样找到二者之间的联系。
列出真值表后，根据值为1的那些项列出表达式，用最小项之和表示。
然后根据卡诺图进行化简，得出最简表达式。
最后根据表达式，在Multisim上画图仿真，用灯的灭（表示0）和亮（表示1）来表示码制的转换。
即可得到8421码对余三循环码的转换。
真值表：表1 8421转余三循环码真值表根据真值表得出表达式：X4=A——CX3=B——C——+ A——BCD+A——B——D——X2=A B——C——D——+A——B+A——C+A——DX1=A B——C——+A——BD+A——BC根据表达式画出逻辑电路图：图0 8421码转余3循环码逻辑电路图2.所用主要器件及芯片1.电源；2.导线若干，开关4个；3.白炽灯（5v 1w）4个；4.芯片：74ls04 2片74ls08 1片74ls11 2片74ls20 1片74ls32 2片3.线路运行介绍J1.J2.J3.J4端为输入8421码端，J1端是最高位，依次下排。
二进制代码与格雷码相互转换
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。
二进制与格雷码转换
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理。
此方法精度高，但在多路、长距离位置监控系统中，由于其成本昂贵，装置困难，因此其实不实用；其二是采取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）方式进行光电转换的，编码的设计一般是采取自然二进制码、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丢失，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。
其中采取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，每一位没有确定的大小，不克不及直接进行比较大小和算术运算，也不克不及直接转换成其他信号，要经过一次码变换，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理方式，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干进行处理，格雷码是一种无权码，采取绝对编码方式，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。
格雷码属于可靠性编码，是一种错误最小化的编码方式，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，使数字电路发生很大的尖峰电流脉冲。
8421码到余三循环码的转换电路仿真课设报告材料
东北大学分校计算机与通信工程院电子线路课程设计具有数显的数码转换电路（8421码—余3循环码）课程设计任务书专业：通信工程学号：4101015 学生：吴玉新设计题目：具有数显的码制转换电路8421码—余3循环码一、设计实验条件高频实验室二、设计任务及要求1. 要求输入为8421码。
输出为余三循环码2. 输出要具有数显功能三、设计报告的容1.前言数字电路课程设计是继“数字电路”课后开出的实践环节课程其目的是训练学生综合运用学过的数字电路的基本知识独立设计比较复杂的数字电路能力。
设计建立在硬件和软件两个平台的基础上。
硬件平台是可编程逻辑器件所选器件可保存在一片芯片上设计出题目要求的数字电路。
软件平台是multisim通过课程设计学生要掌握使用EDA电子设计自动化工具设计数字电路的方法包括设计输入便宜软件仿真下载及硬件仿真等全过程。
数字电路课程设计在于更好的让学生掌握这门课程并且了解其实用性知道该门课程和我们的生活息息相关并且培养学生的动手能力让学生对该门课程产生浓厚的兴趣。
2.设计容及其分析（1）方案一1.设计思路设计8421转余三循环码主要是考虑怎样找到二者之间的联系。
列出真值表后，根据值为1的那些项列出表达式，用最小项之和表示。
然后根据卡诺图进行化简，得出最简表达式。
最后根据表达式，在Multisim上画图仿真，用灯的灭（表示0）和亮（表示1）来表示码制的转换。
即可得到8421码对余三循环码的转换。
真值表：表1 8421转余三循环码真值表根据真值表得出表达式：X4=A——CX3=B——C——+ A——BCD+A——B——D——X2=A B——C——D——+A——B+A——C+A——DX1=A B——C——+A——BD+A——BC根据表达式画出逻辑电路图：图0 8421码转余3循环码逻辑电路图2.所用主要器件及芯片1.电源；2.导线若干，开关4个；3.白炽灯（5v 1w）4个；4.芯片：74ls04 2片74ls08 1片74ls11 2片74ls20 1片74ls32 2片3.线路运行介绍J1.J2.J3.J4端为输入8421码端，J1端是最高位，依次下排。
课程设计说明书--二进制与格雷码转换设计
课程设计说明书题目：二进制与格雷码转换设计学生姓名：学号：学院：班级：指导教师：二○一二年七月七日摘要论文题目为设计一个将串行输入的3位自然二进制码转换为3位格雷码串行输出的逻辑电路。
应要求，我们选取了由3位D触发器构成的移位寄存器，由555定时器产生脉冲信号控制将二进制码输入，触发在上升沿，实现了3位二进制码的串行输入并行输出，将其输出端接由两个异或门、一条导线构成的二进制转格雷码的转换部分实现码制转换，将其输出端接到1片74LS194的输入端D1，D2，D3，输出端接D3右移串行输出，实现格雷码的串行输出。
关键词：格雷码；移位寄存器；555定时器；异或门；74LS194目录一、设计任务概述 (4)二、设计方案论证及方框图 (4)三、电路组成及工作原理 (8)四、电路元器件选择与计算 (10)五、安装与调试 (11)1、安装2、测试方案3、调试过程4、调试中发现的问题及解决措施六、指标测试 (14)1、单元电路功能测试2、整体电路功能测试结论 (15)心得体会 (16)参考文献 (18)一设计任务概述论文题目为设计一个将串行输入的3位自然二进制码转换为3位格雷码串行输出的逻辑电路。
应要求，我们采用由3位D触发器构成的移位寄存器，实现3位二进制码的串行输入并行输出，将其输出端接由两个异或门、一条导线构成的二进制转格雷码的转换部分实现码制转换，将其输出端接到1片74LS194，实现串行输出。
二设计方案方框图及论证在实现电路时可以有多种方案：方案一：（转码部分）一般的,普通二进制码与格雷码可以按以下方法互相转换:二进制码->格雷码（编码）：从最右边一位起，依次将每一位与左边一位异或(XOR)，作为对应格雷码该位的值，最左边一位不变(相当于左边是0)；格雷码-〉二进制码（解码）：从左边第二位起，将每位与左边一位解码后的值异或，作为该位解码后的值（最左边一位依然不变）.即（输出端）选取74LS194作为输出端。
8421BCD码格雷码余3码编码方法
8421BCD码格雷码余3码编码方法编码是信息处理领域中常见的一种技术，用于将数据转换为特定的编码形式，以便在传输或存储过程中更加高效地使用和处理数据。
在计算机科学和电子通信中，8521BCD码、格雷码和余3码是常用的编码方法之一、下面将详细介绍这三种编码方法。
1.8421BCD码：8421BCD码即二进制码-十进制码。
它使用4位二进制码（对应16进制的0-F）来表示一个十进制数。
8421BCD码的特点是具有固定的位权和容易进行十进制和二进制之间的转换。
其中，每一位的位权从右往左依次为8、4、2、1、例如，十进制数7的8421BCD码表示为01118421BCD码虽然具有固定的位权，但存在编码浪费问题。
由于每一位只能表示4位二进制数，因此在表示一个十进制数时需要使用更多的二进制位数。
例如，十进制数15的8421BCD码表示为00010101，占用了8位二进制数，而十进制数15在二进制中可以用4位数表示（即1111）。
因此，8421BCD码的编码效率较低。
2.格雷码：格雷码又称为反射码，它是一种二进制码的变形，相邻的两个码之间只有一个位数的差异。
格雷码的特点是编码过程中只有一位发生改变，这样在传输或存储过程中更加高效，避免了传统二进制码由于1位变化导致的多位错误。
例如，对于3位格雷码来说，它由000、001、011、010、110、111、101、100这样的序列组成。
格雷码在数字电路设计、数据通信和精确测量等领域具有广泛的应用。
例如，在数字电路设计中，格雷码可以用作计数器的输入，以避免计数器在计数过程中产生不稳定的状态。
3.余3码：余3码是一种类似于格雷码的编码形式，它的特点是相邻的两个码之间只有一位数的差异，并且不能存在三个连续的1或0。
余3码的编码过程通常使用状态转换表来确定。
例如，对于3位余3码来说，它由000、001、010、012、021、022、122、120、110、111、101、100这样的序列组成。
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1.1假设计算机的 UART串行通信采用 1位起始位 0，8位数据位，1位偶 校验位， 1位停止位进行通信。假如发送的数据是 0XA1，请画出波形 图。(偶校验要求数据位与校验位这9位的1的个数是偶数)
发送的数据是0XA1，则将其转换成二进制是10100001.
当采用UART串行通信的时候，为0|1010 0001|1|1（用1表示停止位进 行通信）
1、先画出真值表
①采用无关项
卡诺图化简：
①采用无关项
卡诺图化简：
①采用无关项
画出电路图：
②不采用无关项
卡诺图化简：
②不采用无关项
卡诺图化简：
②不采用无关项
画出电路图:
使用无关项的时候有可能发生静态冒险。
3 利用异或门设计：4-bit二进制转格雷码电路； 4-bit格雷 码转二进制电路；说说你的设计中使用了哪些异或运算的定 理，n-bit的转换电路最少需要多少个异或门；深入：比较两 个电路，如果引入控制端S，当S为1时，B2G（二进制转换为 格雷码），S=0时，G2B，如何设计？ n-bit Binary to Gray：Gi = Bi⊕Bi+1（i<n-1）；Gn-1 = Bn-1； n-bit Gray to Binary：Bi = Gi⊕Bi+1（i<n-1）；Bn-1 = Gn-1； 提示：深入部分，可以参考3.7.1使用传输门来设计
3.1 4-bit二进制转格雷码电路 假设四位二进制为A3A2A1A0，在二进制前面补一 个空位，记住A4=0：
则将二进制码转换成格雷码G3G2G1G0 A⊕B = AB' + A'B
3.2 4-bit格雷码转二进制电路
假设格雷码是G3G2G1G0，在格雷码的前面补一个 空位，记作A4
数电第二次研讨课
205组
1、假设计算机的UART串行通信采用1位起始位0， 8位数据位，1位偶校验位，1位停止位进行通信。 假如发送的数据是0xA1，请画出波形图。(偶校验 要求数据位与校验位这9位的1的个数是偶数)
接收到的1组数据存储从A8-A0,其中假设A8是校验 位，设计一个校验电路电路（可以用异或门构建）， 如果校验出错就点亮LED。（提示 A1⊕A2⊕----⊕A8=?）
则将格雷码转换成二进制A3A2A1A0
3.3 深入：比较两个电路，如果引入控制端S，当S 为1时，B2G（二进制转换为格雷码），S=0时， G2B，如何设计？
U1为B2G，U2为G2B
则波形图如下所示储从A8-A0,其中假设A8是校验位， 设计一个校验电路电路（可以用异或门构建），如果校验 出错就点亮LED。（提示 A1⊕A2⊕-----⊕A8=?）
2、设计电路，画出电路图，实现将4位2421码转换 为余3码。分别采用无关项设计和不采用无关项设计 实现，说明使用无关项的时候的设计会有什么问题， 不使用无关项设计的时候怎么设计合理. (提示：画真值表，卡诺图化简，然后画电路图)