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目前在水文上使用的水位井水位测量计大部分使用的是格雷码编码系统，但由于格雷码在日常应用中，应用不是特别普遍，因此造成大部分人对格雷码的知识了解不够，因此特在此做一简单介绍。
一、概述
格雷码 （英文：
Gray Code, Grey Code,又称作葛莱码，二进制循环码）是
1880年由法国工程师
Jean-Maurice-Emlle Baudot发明的一种编码，是一种绝对编码方式，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，虽然自然二进制码可以直接由数
/模转换器转换成模拟信号，但在某些情况，例如从十进制的
3转换为
4时二进制码的每一位都要变，能使数字电路产生很大的尖峰电流脉冲。而格雷码则没有这一缺点，它在相邻位间转换时，只有一位产生变化。它大大地减少了由一个状态到下一个状态时逻辑的混淆。由于这种编码相邻的两个码组之间只有一位不同，因而在用于风向的转角位移量－数字量的转换中，当风向的转角位移量发生微小变化
(而可能引起数字量发生变化时，格雷码仅改变一位，这样与其它编码同时改变两位或多位的情况相比更为可靠，即可减少出错的可能性。
二、特性
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。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表示中只有一个数字不同。它在任意两个相邻的数之间转换时，只有一个数位发生变化。它大大地减少了由一个状态到下一个状态时逻辑的混淆。另外由于最大数与最小数之间也仅一个数不同，故通常又叫格雷反射码或循环码。他的可靠性决定了其在水文上的可靠应用。
三、格雷码与其他编码的转换
下表为几种自然二进制码与格雷码的对照表：
┌────┬──────┬───┬────┬──────┬────
│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 │
├────┼──────┼───┼────┼──────┼────┤
│
0
│
0000
│
0000
│
8
│
1000
│
1100
│
├────┼──────┼───┼────┼──────┼────┤
│
1
│
0001
│
0001
│
9
│
1001
│
1101
│
├────┼──────┼───┼────┼──────┼────┤
│
2
│
0010
│
0011
│
10
│
1010
│
1111
│
├────┼──────┼───┼────┼──────┼────┤
│
3
│
0011
│
0010
│
11
│
1011
│
1110
│
├────┼──────┼───┼────┼──────┼────┤
│
4
│
0100
│
0110
│
12
│
1100
│
1010
│
├────┼──────┼───┼────┼──────┼────┤
│
5
│
0101
│
0111
│
13
│
1101
│
1011
│
├────┼──────┼───┼────┼──────┼────┤
│
6
│
0110
│
0101
│
14
│
1110
│
1001
│
├────┼──────┼───┼────┼──────┼────┤
│
7
│
0111
│
0100
│
15
│
1111
│
1000
│
└────┴──────┴───┴────┴──────┴────┘
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）
.
数学
(计算机
)描述：
原码：
p[0~n]；格雷码：
c[0~n](n∈
N)；编码：
c=G(p)；解码：
p=F(c)；书写时从左向右标号依次减小
.
编码：
c=p XOR p[i+1](i∈
N,0≤
i≤
n-1)，
c[n]=p[n]；
解码：
p[n]=c[n]，
p=c XOR p[i+1](i∈
N,0≤
i≤
n-1).
四、格雷码的计算
但格雷码不是权重码，每一位码没有确定的大小，不能直接进行比较大小和算术运算，也不能直接转换成液位信号，要经过一次码变换，变成自然二进制码
,再由上位机读取。解码的方法是用‘
0’和采集来的
4位格雷码的最高位（第
4位）异或，结果保留到
4位，再将异或的值和下一位（第
3位）相异或，结果保留到
3位，再将相异或的值和下一位（第
2位）异或，结果保留到
2位，依次异或，直到最低位，依次异或转换后的值（二进制数）就是格雷码转换后自然码的值
.
异或
:异或则是按位“异或”，相同为“
0”，相异为“
1”。例：
10011000
异或
01100001 结果
: 11111001
举例
:
如果采集器器采到了格雷码
:1010
就要将它变为自然二进制
:
0
与第四位
1 进行异或结果为
1
上面结果
1与第三位
0异或结果为
1
上面结果
1与第二位
1异或结果为
0
上面结果
0与第一位
0异或结果为
0
因此最终结果为
:1100 这就是二进制码即十进制
12
当然人看时只需对照表一下子就知道是
12
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