Programma di Elettronica 2016

Programma di
ELETTROTECNICA E ELETTRONICA
Istituto: IISS “E. MATTEI” Maglie
anno scol.: 2013-14
Classe: 3 D
Docente: ROBERTO SPEDICATO
ITP: PIERO ALABRESE
N. di ore settimanali di lezione: 4 di teoria e 3 di laboratorio
Libro di Testo: E&E-E
ELETTRONICA di E. Cuniberti, L. De Lucchi - Ed. Petrini
Alto materiale didattico: Documentazione approntata dal docente e pubblicata su un blog
appositamente realizzato
ACCOGLIENZA - TEST D’INGRESSO
 Presentazione del corso e modalità di utilizzo del
laboratorio
 Test d’ingresso e breve riepilogo sui sistemi di
numerazione e operazioni binarie
GRANDEZZE ELETTRICHE FONDAMENTALI
 Resistenze, simboli elettrici, resistori
 Resistività e conduttività dei materiali
 Resistenze in serie e in parallelo
 Generatori di tensione e di corrente ideali e reali
 Legge di Ohm e principi di Kirchhoff
 Teoremi di Thevenin, Millman e sovrapposizione degli
effetti
 Partitore resistivo di tensione e di corrente
 Potenza e lavoro
 Segnali elettrici analogici e digitali
 Duty cycle. Tempi di salita, discesa, durata.
SEMICONDUTTORI, DIODI E TRANSISTOR
 Struttura della materia, isolanti, conduttori e
semiconduttori
 Cenni sui drogaggi e la tecnologia dei semiconduttori
 Struttura e funzionamento del diodo a giunzione PN, sua
polarizzazione, modelli
 Caratteristiche dei vari diodi (raddrizzatori, LED, Zener,
laser, IR, Varicap, Schottky, …)
 Impiego dei diodi (Circuiti raddrizzatori a 1 e 2 semionde.
Ponte di Graetz, rivelazione di segnale, potenza, ecc.)
 Transistor BJT e MOS
 Utilizzo di BJT e MOS nel funzionamento ON/OFF e nel
pilotaggio di led
 BJT con carico induttivo e diodo di libera circolazione.
CIRCUITI DIGITALI E FAMIGLIE LOGICHE
 Logica positiva e negativa, Logica combinatoria,
sequenziale e programmabile: confronto e applicazioni
 Porte logiche (NOT, AND, OR, NAND, NOR, X-OR, X-NOR)
 Logica dei contatti
 Pin out e package dei C.I.
 Porte usate come gate di controllo
 Livelli attivi e connessioni di porte
 Famiglie logiche e loro principali caratteristiche
1
 Parametri dei circuiti digitali (potenza assorbita,
frequenza massima, tempi di commutazione, SPP, livelli
di tensione in ingresso e uscita, margine di rumore,
correnti limite e fan out)
 Cenni sulla tecnologia per la realizzazione dei C.I.
 Caratteristiche ingresso/uscita delle famiglie TTL e CMOS
 Il wired AND
 Configurazioni speciali (open collector, open drain, uscite
tristate, buffer, trigger di Schmitt, transceiver, analog
switch)
ALGEBRA di BOOLE
 Regole e proprietà dell’Algebra di Boole
 Teoremi di De Morgan
 Gruppi di porte universali
 Semplificazione di funzioni con l’Algebra di Boole
 Dalla funzione di commutazione al circuito e viceversa
 Trasformazione dei circuiti con porte a soli NOR e soli
NAND
 Sintesi con porte AOI
 Funzioni nelle forme canoniche
 Mintermini e Maxtermini
 Mappe, Condizioni d’indifferenza e coperture ottimali
 Minimizzazione del circuito con le mappe di Karnagh
 Richiami sui codici BCD, Gray, ASCII
 Le fasi di progetto di reti combinatorie
CIRCUITI COMBINATORI E NUMERICI
 Richiami su: sistemi di numerazione; Conversione tra
sistemi di numerazione; Complemento a 1 e a 2;
operazioni con n. binari
 Encoder e loro applicazioni
 Decoder e loro applicazioni
 Convertitori di codice Binario-Decimale e BCD-7 Segmenti
 Multiplexer e Demultiplexer
 Display a LED (7 seg., a matrice di punti) e a LCD
 Generazione di funzioni di commutazione con MUX
 Half Adder, Full Adder, sottrattori e Unità AritmeticoLogica
 Comparatori, generazione di bit di parità e circuiti
aritmetici Integrati
 Il simbolismo americano ed europeo per i C.I.
GENERATORI DI CLOCK E DI IMPULSI
 Condensatori e transitori di carica e scarica
 Generatori di clock (astabile con trigger di Schmitt, porte
CMOS e generatori al quarzo)
 Generatore d’impulsi e reset dei circuiti
 Monostabile a porte NOR
 Timer 555 e suo impiego come astabile
LABORATORIO
 Codice colori dei resistori e loro impiego
 Bread Board e Digital lab
 Multimetro digitale e Alimentatore variabile stabilizzato
 Misura di resistenze in serie e in parallelo e calcolo delle
tolleranze
 Misura di resistenze equivalenti, tensioni e correnti con
multimetro e verifica di Ohm e Kirchhoff
 Misure di tensioni e correnti in circuiti con diodi
rettificatori e led
 Generatore di funzioni
 Oscilloscopio
 Impostazione di segnali assegnati (sinusoidali,
rettangolari e triangolari) sul GDF e misura di tensioni,
tempi, DC, frequenze con oscilloscopio
 Contenitori, alimentazioni e pin-out di circuiti integrati
 Verifica di funzionamento di porte logiche e rilievo della
tabella di verità di alcuni circuiti digitali
 Pilotaggio di un led con BJT o MOS come interruttore
 Interpretazione dei fogli tecnici con le caratteristiche dei
componenti.
 Il programma Multisim per la simulazione di circuiti
 Misurazione dei tempi di propagazione, di salita e di
discesa di porte logiche
 Progetto e verifica di funzionamento di una rete
combinatoria per riconoscere i n. pari tra 0 e 15
 Visualizzazione e misura dei transitori di carica e scarica
di un condensatore. Codice colori dei condensatori
 Progettazione e realizzazione di un semplice antifurto
 Realizzazione di un astabile con 555 con DC assegnato,
verifica di funzionamento e rilievi strumentali
 Misure su circuiti con trigger di Schmitt
 Realizzazione e verifica di funzionamento di una semplice
sonda logica
 Decodifica e visualizzazione su display a 7 seg. e loro
pilotaggio mediante decoder 74LS48
 Simulazione di circuito con Encoder decimale/BCD,
Decoder BCD/7 Segmenti, Display 7 Segmenti
 Realizzazione e misurazioni su due generatori di clock
realizzati con trigger di Schmitt e con porte CMOS
 Realizzazione e verifica di funzionamento di divisore di
frequenza con FF JK
 Montaggio e verifica di funzionamento di un sistema di
conteggio binario e visualizzazione con 7493, 9368,
display 7 seg.
 Montaggio e verifica di funzionamento di un Contatore
asincrono mod. 24
 Introduzione alla struttura, alla programmazione e
all’utilizzo di Arduino
CIRCUITI SEQUENZIALI
 Latch SR e D, con e senza abilitazione
 Flip-Flop SR, D, JK, T
 Ingressi diretti e tipi di clock
 Circuiti anti rimbalzo a NAND e a NOR
 Latch e FF integrati
 Registri a scorrimento SISO, SIPO, PISO, PIPO, ad anello,
bidirezionali e universali. Registri integrati
 Contatori asincroni binari, decimali, a modulo arbitrario,
avanti/indietro
 Contatori sincroni binari, decimali, a modulo arbitrario,
avanti/indietro, ad anello, Johnson
 Tabelle di transizione dei FF e progetto di contatori
sincroni.
 Conteggio UP/DOWN con sequenza arbitraria
 Il problema del conteggio, decodifica, visualizzazione e
multiplazione.
MEMORIE
 Classificazione delle Memorie (sequenziali e random;
volatili e non volatili, magnetiche, ottiche e a
semiconduttore)
 Parametri Caratteristici delle memorie (accesso, tipo,
capacità, organizzazione, temporizzazioni, linee di
controllo, livelli elettrici, potenza dissipata)
 Espansione di parola e capacità di memoria
 Memorie, ROM, PROM, EPROM, EEPROM, FLASH, seriali,
statiche, dinamiche
 Classificazione, principali caratteristiche e architettura di
C.I. ASIC’s. e cenni su PLD, PLA, PAL, PLS, PLD, EPLD,
EEPLD, FPGA, Nutchip e sugli strumenti CAM/CAD/CAE/
per la progettazione e la produzione di PLD
ARDUINO
 Cenni sui microprocessori, microcontrollori, PLC
 Architettura di Arduino
Maglie, 04-06-2016
I docenti
Gli alunni
………………………….........................................................
2
....................................................…………………………