1、之巴公共開創(chuàng)作創(chuàng)作時間：貳零貳壹年柒月貳叁拾日在精確定位控制系統(tǒng)中，為了提高控制精度，準確丈量控制對象的位置是十分重要的。目前，檢測位置的法子有兩種：其一是使用位置傳感器，丈量到的位移量由變送器經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送至系統(tǒng)進行進一步處理。此方法精度高，但在多路、長距離位置監(jiān)控系統(tǒng)中，由于其成本昂貴，裝置困難，因此其實不實用；其二是采取光電軸角編碼器進行精確位置控制。光電軸角編碼器根據(jù)其刻度方法及信號輸出形式，可分為增量式、絕對式以及混合式三種。而絕對式編碼器是直接輸出數(shù)字量的傳感器，它是利用自然二進制或循環(huán)二進制（格雷碼）方式進行光電轉(zhuǎn)換的，編碼的設計一般是采取自然二進制碼、循環(huán)二進制碼、二進

2、制補碼等。特點是不要計數(shù)器，在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可讀出一個固定的與位置相對應的數(shù)字碼；抗干擾能力強，沒用累積誤差；電源切斷后位置信息不會丟失，但分辨率是由二進制的位數(shù)決定的，根據(jù)分歧的精度要求，可以選擇分歧的分辨率即位數(shù)。目前有10位、11位、12位、13位、14位或更高位等多種。其中采取循環(huán)二進制編碼的絕對式編碼器，其輸出信號是一種數(shù)字排序，不是權(quán)重碼，每一位沒有確定的大小，不克不及直接進行比較大小和算術(shù)運算，也不克不及直接轉(zhuǎn)換成其他信號，要經(jīng)過一次碼變換，釀成自然二進制碼，在由上位機讀取以實現(xiàn)相應的控制。而在碼制變換中有分歧的處理方式，本文著重介紹二進制格雷碼與自然二進制碼的互換。一、格雷碼

3、（又叫循環(huán)二進制碼或反射二進制碼）介紹在數(shù)字系統(tǒng)中只能識別0和1,各種數(shù)據(jù)要轉(zhuǎn)換為二進制代碼才干進行處理，格雷碼是一種無權(quán)碼，采取絕對編碼方式，典型格雷碼是一種具有反射特性和循環(huán)特性的單步自補碼，它的循環(huán)、單步特性消除了隨機取數(shù)時出現(xiàn)重大誤差的可能，它的反射、自補特性使得求反非常方便。格雷碼屬于可靠性編碼，是一種錯誤最小化的編碼方式，因為，自然二進制碼可以直接由數(shù)/模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號，但某些情況，例如從十進制的3轉(zhuǎn)換成4時二進制碼的每一位都要變，使數(shù)字電路發(fā)生很大的尖峰電流脈沖。而格雷碼則沒有這一缺點，它是一種數(shù)字排序系統(tǒng)，其中的所有相鄰整數(shù)在它們的數(shù)字暗示中只有一個數(shù)字分歧。它在任意兩個

4、相鄰的數(shù)之間轉(zhuǎn)換時，只有一個數(shù)位發(fā)生變更。它大大地減少了由一個狀態(tài)到下一個狀態(tài)時邏輯的混淆。另外由于最大數(shù)與最小數(shù)之間也僅一個數(shù)分歧，故通常又叫格雷反射碼或循環(huán)碼。下表為幾種自然二進制碼與格雷碼的對照表：十進制數(shù)自然二進制數(shù)格雷碼十進制數(shù)自然二進制數(shù)格雷碼000000000810001100100010001910011101200100011101010111130011001011101111104010001101211001010501010111131101101160110010114111010017011101001511111000二、二進制格雷碼與自然二進制碼的互換1、 自

5、然二進制碼轉(zhuǎn)換成二進制格雷碼自然二進制碼轉(zhuǎn)換成二進制格雷碼，其法則是保存自然二進制碼的最高位作為格雷碼的最高位，而次高位格雷碼為二進制碼的高位與次高位相異或，而格雷碼其余各位與次高位的求法相類似。某二進制數(shù)為凡鳥耳與異或運算I其對應的格雷科為GQGo相同為0相異其中最高位保留Gy=B-其他各位G1二耳也旦=0,1,2,«-2例：二進制數(shù)為1011。'I'I3*©®©4*格雷柏為111012、 二進制格雷碼轉(zhuǎn)換成自然二進制碼二進制格雷碼轉(zhuǎn)換成自然二進制碼，其法則是保存格雷碼的最高位作為自然二進制碼的最高位，而次高位自然二進制碼為高位自然二進

6、制碼與次高位格雷碼相異或，而自然二進制碼的其余各位與次高位自然二進制碼的求法相類似。某二進制格雷碼為GGG0其時應的自然二進制碼為及-出時2打耳與異或運算：相同為0I其中:最高位保留相異為i其他各位=Gt后0戶1，2,.,«-1例！二進制格雷弱為10110自然二進制鋁為1/打/£/：|三、二進制格雷碼與自然二進制碼互換的實現(xiàn)方法1、自然二進制碼轉(zhuǎn)換成二進制格雷碼A）、軟件實現(xiàn)法（拜見示例工程中的BinarytoGray）根據(jù)自然二進制轉(zhuǎn)換成格雷碼的法則，可以得到以下的代碼：staticunsignedintDecimaltoGray（unsignedintx）returnx

7、A(x>>1);/以上代碼實現(xiàn)了unsignedint型數(shù)據(jù)到格雷碼的轉(zhuǎn)換，最高可轉(zhuǎn)換32位自然二進制碼，超出32位將溢出。staticintDecimaltoGray(intx)returnxA(x>>1);/以上代碼實現(xiàn)了int型數(shù)據(jù)到格雷碼的轉(zhuǎn)換，最高可轉(zhuǎn)換31位自然二進制碼，超出31位將溢出。上述代碼即可用于VC控制程序中，也可以用于單片機控制程序中。在單片機程序設計時，若采取匯編語言編程，可以按相同的原理設計程序；若采取C語言編程，則可以直接利用上述代碼，但建議用unsignedint函數(shù)。B)、硬件實現(xiàn)法根據(jù)自然二進制轉(zhuǎn)換成格雷碼的法則，可以得到以下電路上圖

8、所示電路圖即可用異或集成電路741s136實現(xiàn)，也可以利用可編程器件PLD等編程實現(xiàn)。2、二進制格雷碼轉(zhuǎn)換成自然二進制碼A)、軟件實現(xiàn)法(拜見示例工程中的GraytoBinary)根據(jù)二進制格雷碼轉(zhuǎn)換成自然二進制碼的法則，可以得到以下的三種代碼方式：?staticunsignedintGraytoDecima1(unsignedintx)?unsignedinty=x;?while(x>>=1)yA=x;returny;staticunsignedintGraytoDecimal(unsignedintx)xA=x>>16;xA=x>>8;xA=x>>4;xA=X>>2;xA=xA1;returnx;staticunsignedintGraytoDecimal(unsignedintx)inti;for(i=0;(1<<i)<sizeof(x)*8;i+)xA=x>>(1<<i);returnx;?/以上代碼實現(xiàn)了unsignedint型數(shù)據(jù)到自然二進制碼的轉(zhuǎn)換，最高可轉(zhuǎn)換32位格雷碼，超出32位將溢出。將數(shù)據(jù)類型改為int型即可實現(xiàn)31位格雷碼轉(zhuǎn)換。上述代碼即可用于VC控制程序中，也可以用于單片機控制程序中。在單片機程序設計時，若采取匯編語言編程，可以按相同的原理設計程