Sistemi Elettronici Programmabili

Sistemi Elettronici Programmabili LEZIONE N° 2 • Codifica BCD, GRAY, ASCII • Convertitori A to D e D to A • Richiami su segnali campionati • Circuito Sampling- Hold • Pulse Code Modulation (PCM) • Pulse Amplitude Modulation (PAM) • Pulse width Modulation (PWM) SEP – Ing. Saponara

CODICI • Numeri binarii OK per sistemi elettronici digitali • Numeri decimali OK per sistema “uomo” • Necessità di rappresentare anche non numeri • Codifica binaria di informazioni varie • Esempio • Codifica binaria di numeri decimali SEP – Ing. Saponara

BCD (Binary-Coded Decimal numbers) • Necessità di rappresentare i numeri decimali in codice binario • 8421 BCD • si codifica in binario ciascuna cifra decimale utilizzando i primi 10 numeri binari su 4 bit • Esempio • 45310 • 010001010011 • è possibile eseguire somme e sottrazioni in BCD SEP – Ing. Saponara

a f b g e c d BCD – Sette Segmenti • Per visualizzare le cifre decimali si usa frequentemente un Display a sette segmenti • È possibile realizzare un codificatore • BCD SETTE SEGMENTI SEP – Ing. Saponara

Tabella di “Corrispondenze” SEP – Ing. Saponara

Codice Gray • Codici a distanza unitaria • La codifica di n e n+1 differiscono sempre di un solo bit 3 2 1 SEP – Ing. Saponara

Codice Gray a 4 bit SEP – Ing. Saponara

ENCODER 1 SEP – Ing. Saponara

Codici alfanumerici • Necessità di rappresentare caratteri alfabetici con un codice binario • Alfabeto = 26 simboli diversi • Necessità di maiuscole e minuscole • Numeri = 10 simboli • Caratteri speciali • Codice ASCII a 128 simboli • UNICODE 16 bit simboli e ideogrammi (universale) SEP – Ing. Saponara

Codice ASCII SEP – Ing. Saponara

Riconoscimento d’errore • Errore di trasmissione a distanza (Disturbi) • Stringa digitale di “0” e “1” • L’errore si manifesta nel convertire uno 0 in 1 o viceversa • Su una parola di “K” bit la probabilità che ci siano due errori è molto bassa • Codici a ridondanza (già visti “5043210” e due su cinque) • Esempio • Numero 7 => 1000100 ricevuto 1010100 SEP – Ing. Saponara

Bit di parità • Necessità di individuare eventuali errori di trasmissione • Si aggiunge un bit (rappresentazione su 8 bit) • Il numero complessivo di “1” è sempre pari SEP – Ing. Saponara

~ ~ ~ ~ ~ ~ Sequenz. (M.S.F.) A.U. (R.C.) L.U. (R.C) MEM (RAM) REG. (F - F) I / O (M.S.F.) Sistema Elettronico ELABORATORE SENSORE ATTUATORE ELABORATORE DIGITALE AMP A / D D / A AMP Filtro anti aliasing SEP – Ing. Saponara

Spettro • Spettro del segnale • Spettro del segnale Campionato |V| V t f |V| V t Fc/2 Fc f SEP – Ing. Saponara

Filtro anti aliasing • La frequenza max del segnale deve essere minore di Fc/2 • Filtro reale |V| Fc/2 f |V| Fc/2 f SEP – Ing. Saponara

Filtro d’uscita • La ricostruzione mediante gradinata presenta uno spettro con alte frequenze • Per eliminare la “scalinatura” si deve filtrare le alte frequenze V t SEP – Ing. Saponara

Sampling – Hold 1 • Per effettuare la conversione A / D occorre un certo tempo TC • Durante TC il segnale deve essere costante V t SEP – Ing. Saponara

Sampling – Hold 2 • Campionamento e memorizzazione • Schema di principio • Schema reale fc + - Ri + - fc RL Vi VU SEP – Ing. Saponara

Forma d’onda reale • Carica dovuta a Ri Scarica dovuta a RL V t SEP – Ing. Saponara

Conversione A to D • Codifica PCM (Pulse Code Modulation) • Rappresentazione in traslazione V 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 0111 t 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000 SEP – Ing. Saponara

Conversione D to A • Convertitore PAM (Pulse Amplitude Modulation) • Complementare al PCM V 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 0111 t 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000 SEP – Ing. Saponara

Conclusioni • Richiami su segnali campionati • Circuito Sampling- Hold • Pulse Code Modulation (PCM) • Pulse Amplitude Modulation (PAM) SEP – Ing. Saponara

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