前言，FPGA是机器视觉里面经常用的的控制逻辑单元，并行处理速度快。

格雷码的生成方法中，通过异或的逻辑变化生成格雷码是最适合的方式。

举例一个位元为3的格雷码：

下面为一个位元为4的格雷码对比图

1 软件一般用递归法：

2 异或的方法：

2.1 标准的异或移位法：

前面几节我们讲过这个方法，小结一下：其实就是错位异或

2.2 异或乘除法：

2.2.1 编码：异或乘3后右移1位。

2.2.2 解码

3 FPGA源码：

3.1 实现模组代码

说明：pDataWidth 设定位元长度。

3.1.1 二进制到格雷码

//================================================================
//  Filename      : bin2gray.v
//  Created On    : 2017-05-14 16:54:30
//  Last Modified : 2017-05-14 16:55:14
//  Author        : ChrisHuang
//  Description   : Converting Gray Code to Binary
//================================================================`timescale 1ns/1psmodule bin2gray
#(parameter pDataWidth = 4
)
(input [pDataWidth-1:0] iBinary,output [pDataWidth-1:0] oGrayCode
);assign oGrayCode = (iBinary >> 1) ^ iBinary;endmodule

3.2 仿真模拟的代码：

这里模拟要用到FPGA的模拟工具 ModelSim,详细请参考附件：

这里我们参考Chris写的一段：tb = testbench的代码

//================================================================
//  Filename      : bin2gray_tb.v
//  Created On    : 2017-05-14 16:54:30
//  Last Modified : 2017-05-14 16:55:14
//  Author        : ChrisHuang
//  Description   : test Converting Gray Code to Binary
//================================================================`timescale 1ns/1psmodule bin2gray_tb();reg rClk;
reg [3:0] rBinary;
wire [3:0] wGray;initial
beginrClk = 0;rBinary = 4'b0;#500 $stop;
endalways #10 rClk = ~rClk;always @ (posedge rClk)
beginrBinary  <= rBinary + 1'b1;
endbin2gray #(4) i1
(.iBinary       (rBinary    ),.oGrayCode    (wGray  )
);endmodule

写到ModelSim里面，仿真的时候，前面的模组代码也要加上。

1 compile/compile all

# Compile of GrayCode.v was successful.

2 simulate

为了simulate成功，需要把所有的模组都编译出来。放到一个文件里面编译方便一点：


//================================================================
//  Filename      : bin2gray_tb.v
//  Created On    : 2017-05-14 16:54:30
//  Last Modified : 2017-05-14 16:55:14
//  Author        : ChrisHuang
//  Description   : test Converting Gray Code to Binary
//================================================================`timescale 1ns/1ps
module bin2gray
#(parameter pDataWidth = 4
)
(input [pDataWidth-1:0] iBinary,output [pDataWidth-1:0] oGrayCode
);assign oGrayCode = (iBinary >> 1) ^ iBinary;endmodulemodule gray2bin
#(parameter pDataWidth = 4
)
(input [pDataWidth-1:0] iGrayCode,output [pDataWidth-1:0] oBinary
);reg [pDataWidth-1:0] rBinary;always @ (iGrayCode)
beginrBinary[3] = iGrayCode[3];rBinary[2] = iGrayCode[2] ^ rBinary[3];rBinary[1] = iGrayCode[1] ^ rBinary[2];rBinary[0] = iGrayCode[0] ^ rBinary[1];
endassign oBinary = rBinary;endmodulemodule bin2gray_tb();reg rClk;
reg [3:0] rBinary;
wire [3:0] wGray;initial
beginrClk = 0;rBinary = 4'b0;#500 $stop;
endalways #10 rClk = ~rClk;always @ (posedge rClk)
beginrBinary  <= rBinary + 1'b1;
endbin2gray #(4) i1
(.iBinary       (rBinary    ),.oGrayCode    (wGray  )
);endmodule

右键，compile -> compile all,编译一下，

编译后，会有3个模组，我们找_tb这个做仿真；

右键，选择simulate

这时候，出现了准备好的端口，

我们要比较二进制和格雷码，那么吧时钟，和4个码位的端口都选好。（选的时候，按住Ctrl键）

然后，右键，选择 add to （不是 add wave）\ wave \selected signals

弹出模拟仿真波形框

选一个周期5ms，在选择run,

按住ctrl +　鼠标可以变更周期，进行波形探查。

我们再比对一下，格雷码产生波形的正确性。

红色箭头为每个输出的字码周期的４位的数字，我们看到，前面３位的变化是符合格雷码的定义的。

参考：

1 格雷码的FPGA实现_ChrisHuang的博客-CSDN博客

2 FPGA攻略之Testbench篇 (eepw.com.cn)

3 Modelsim超级详细教程手把手教一看就会（Modelsim10.0 FPGA仿真软件）_从零开始学单片机的博客-CSDN博客

4 格雷码原理与Verilog实现 - logic3 - 博客园 (cnblogs.com)

5 【原创】二进制码转格雷码互转换的FPGA设计-crazybird-电子技术应用-AET-中国科技核心期刊-最丰富的电子设计资源平台 (chinaaet.com)

6 verilog实现二进制和格雷码互转_搞FPGA的吕小春_新浪博客 (sina.com.cn)

3D 机器视觉 02 - FPGA生成N位元格雷码相关推荐

Java 生成13位条形码 Ean-13码规则：第十三位数字是前十二位数字经过计算得到的校验码。
package cn.zhang;import java.util.Scanner;public class Subject001 {/**生成13位条形码 Ean-13码规则:第十三位数字是前十二位 ...
每日练习------生成13位条形, Ean-13码规则：第十三位数字是前十二位数字经过计算得到的校验码。
题目: 生成13位条形码 Ean-13码规则:第十三位数字是前十二位数字经过计算得到的校验码. 例如:690123456789 计算其校验码的过程为: @前十二位的奇数位和6+0+2+4+6+8=26 ...
生成13位条形码 Ean-13码规则：第十三位数字是前十二位数字经过计算得到的校验码。
public static void main(String[] args) {/** 生成13位条形码 Ean-13码规则: 第十三位数字是前十二位数字经过计算得到的校验码. 例如:69012345 ...
（132）FPGA面试题-Verilog实现格雷码转二进制
1.1 FPGA面试题-Verilog实现格雷码转二进制 1.1.1 本节目录 1)本节目录: 2)本节引言: 3)FPGA简介: 4)FPGA面试题-Verilog实现格雷码转二进制: 5)结束语. ...
# 生成单色位二维码图_如何2个小时内学会ps抠图-纯干货
本人计划5个月成为设计师,现在从小白开始学起,每周会贴出学习内容总结,喜欢我分享的朋友可以关注我,进行交流哦. 今天花了两个小时学习了最常用的ps抠图流程以及工具使用. 学习前:ps界面每个工具乱点乱 ...
根据时间戳生成6位唯一邀请码
原文:https://blog.csdn.net/u012954706/article/details/84033576 import java.util.Random; /*** 邀请码生成器,算法 ...
java 递归生成格雷码_格雷码的递归生成
问题:产生n位元的全部格雷码.html 格雷码(Gray Code)是一个数列集合,每一个数使用二进位来表示,假设使用n位元来表示每一个数字,任两个数之间只有一个位元值不一样. 例如如下为3位元的格雷 ...
4位格雷码的顺序编码_格雷码那点事——递归非递归实现
简介在一组数的编码中,若任意两个相邻的代码只有一位二进制数不同,则称这种编码为格雷码(Gray Code),另外由于最大数与最小数之间也仅一位数不同,即"首尾相连",因此又称循环 ...
腾讯---生成格雷码
腾讯-生成格雷码文章目录腾讯---生成格雷码一.题目描述二.分析三.代码一.题目描述在一组数的编码中,若任意两个相邻的代码只有一位二进制数不同, 则称这种编码为格雷码(Gray Code ...

3D 机器视觉 02 - FPGA生成N位元格雷码