PROGRAMMA SVOLTO I.T.I.S. “E. Fermi“ a.s. 2013/2014 ITI Fermi Modena A.S. 2012/2013 Disciplina: SISTEMI AUTOMATICI Prof.ssa: Cuoghi Stefania I.T.P.: prof. Cavalli Giovanni Classe: 3° A ore settimanali 5 (3); ore annuali 165 (99) CONTENUTI DISCIPLINARI A) SISTEMI ELETTRICI o Concetto di sistema, modello matematico, variabili di ingresso, di uscita, parametri o Sistemi Analogici e Digitali: caratteristiche fondamentali, campi di applicabilità, conversione di grandezze analogiche in digitali e da digitali ad analogiche o Classificazione dei sistemi digitali: a logica cablata, a logica programmata B) SISTEMI DIGITALI COMBINATORI Algebra booleana e funzioni logiche o Generalità : variabili logiche, funzioni logiche. o Operatori logici fondamentali : somma logica, prodotto logico, negazione: definizioni e tabelle della verità. o Proprietà e teoremi fondamentali dell'algebra di Boole, teoremi di De Morgan. o Funzioni logiche AND, OR, NOT, NAND, NOR, OR, EX-OR Logica combinatoria o Porte logiche elementari: AND, OR, NOT, NAND, NOR, OR, EX-OR, tabelle di verità, simboli logici. o Analisi di un circuito combinatorio: dal circuito all'espressione logica (modello matematico del sistema), alla tabella di vetità (relazione Ingresso/uscita del sistema) o Sintesi di un circuito combinatorio: dal problema alla tabella di verità e al circuito attraverso l'espressione logica ottenuta dalla definizione di minterm, maxterm, dalle forme canoniche del primo e secondo tipo. o Problema di minimizzazione di un circuito: uso dei teoremi e principi dell'algebra di Boole per la semplificazione delle funzioni logiche e mediante il metodo delle mappe di Karnaugh. Circuiti combinatori con integrati MSI o Le famiglie logiche: le scale di integrazione SSI, MSI, LSI, VLSI, ULSI o Progetto e analisi di reti logiche MSI: - Multiplexer: definizione, data sheet, uso del multiplexer per realizzare reti combinatorie - Demultiplexer: definizione, data sheet, conversione serie parallelo di dati - Encoder: conversione decimale/codice BCD - Decoder: conversione binario/decimale, per display a LED -Comparatore tra due numeri di 4 bit, progetto e caratteristiche generali. -Transcodifica da BCD a 7 segmenti. -Applicazione del multiplexer nel progetto delle reti con una sola uscita. -Progetto di reti logiche. Circuiti sequenziali Latch, Flip-Flop, contatori up/down D) SISTEMI DI NUMERAZIONE PER CALCOLATORI o Sistemi di numerazione binario: conversione di numeri interi e frazionari decimale-binario, binariodecimale o Sistema di numerazione esadecimale e BCD: conversioni tra diversi sistemi o Rappresentazione in virgola mobile. E) ALGORITMI E PROGRAMMAZIONE IN LINGUAGGIO C o Programmazione strutturata o Visione di insieme del linguaggio C e dell' ambiente di compilazione o Struttura di un programma in C o Variabili, espressioni, assegnazioni, scrittura, lettura o Strutture condizionali o Cicli o Vettori e matrici o Funzioni o Sottoprogrammi ATTIVITA' DI LABORATORIO Il programma è stato integrato con specifiche esercitazioni di laboratorio, con particolare attenzione alla verifica del funzionamento dei principali componenti elettronici via via introdotti nel corso della teoria. Per queste verifiche è stata utilizzata la scheda Nexys 3 della Digilent programmando l'FPGA utilizzando l'ambiente di programmazione ISE della XILINX; per la simulazione di alcuni circuiti combinatori è stato utilizzato l'ambiente di programmazione grafica Labview della National Instruments. Una parte delle ore di laboratorio è stata dedicata all'apprendimento di elementi del linguaggio VHDL e del programma di simulazione e sintesi di reti logiche. Per quanto riguarda la parte di programmazione in linguaggio C, sono state realizzati numerosi esercizi per rafforzare e consolidare l'uso delle strutture fondamentali del linguaggio di programmazioni con il SW CodeBlocks. Le esrcitazioni sono state create per sviluppare una "mentalità" necessaria a sintetizzare algoritmi a partire da problemi "Reali" utilizzando il "C" come linguaggio. Esempio: orologio digitale, contatore up/down Modena, giugno 2014 Gli insegnanti: Cuoghi Stefania Cavalli Giovanni I rappresentanti degli studenti