二进制格雷码的转换规则如下:
一、二进制转格雷码
最高位保持不变 格雷码的最高位与对应二进制位相同,即 $G_n = B_n$。
次高位及以下位计算
从第二位开始,每一位格雷码 $G_i$ 由当前二进制位 $B_i$ 与 $B_{i-1}$ 异或得到,即:
$$
G_i = B_i oplus B_{i-1} quad (i=1,2,dots,n-1)
$$
其他位同理,例如:
$G_2 = B_2 oplus B_1$
$G_3 = B_3 oplus B_2$
以此类推。
示例: 将二进制数 `1011` 转换为格雷码 最高位 $G_3 = B_3 = 1$ 次高位 $G_2 = B_2 oplus B_1 = 0 oplus 1 = 1$ 第三位 $G_1 = B_1 oplus B_0 = 1 oplus 1 = 0$ 最低位 $G_0 = B_0 = 1$ 最终格雷码为 `1101`。 二、格雷码转二进制最高位保持不变
格雷码的最高位与对应二进制位相同,即 $B_n = G_n$。
次高位及以下位计算
从第二位开始,每一位二进制位 $B_i$ 由当前格雷码 $G_i$ 与 $G_{i-1}$ 异或得到,即:
$$
B_i = G_i oplus G_{i-1} quad (i=1,2,dots,n)
$$
其他位同理,例如:
$B_2 = G_2 oplus G_1$
$B_3 = G_3 oplus G_2$
以此类推。
示例: 将格雷码 `1101` 转换为二进制 最高位 $B_3 = G_3 = 1$ 次高位 $B_2 = G_2 oplus G_1 = 1 oplus 0 = 1$ 第三位 $B_1 = G_1 oplus G_0 = 0 oplus 1 = 1$ 最低位 $B_0 = G_0 = 1$ 最终二进制数为 `1011`。 三、公式化表达 二进制转格雷码
格雷码转二进制:$B(i) = G(i) oplus G(i-1)$
其中 $oplus$ 表示异或运算,$i$ 从 1 开始递减或递增。
四、注意事项
格雷码通过相邻位仅差1的特性,可减少数据传输错误,常用于旋转编码器等硬件接口。
转换时需注意位数对齐,例如32位二进制数需使用32位格雷码表示。
通过以上方法,可灵活实现二进制与格雷码的相互转换。