sep – ing. saponara2.1 sistemi elettronici programmabili lezione n° 2 codifica bcd, gray,...

SEP – Ing. SaponaraSEP – Ing. Saponara 2.2.11

Sistemi Elettronici Sistemi Elettronici ProgrammabiliProgrammabili

LEZIONE N° 2LEZIONE N° 2

• Codifica BCD, GRAY, ASCIICodifica BCD, GRAY, ASCII• Convertitori A to D e D to AConvertitori A to D e D to A

• Richiami su segnali campionatiRichiami su segnali campionati• Circuito Circuito Sampling- HoldSampling- Hold• Pulse Code Modulation (PCM)Pulse Code Modulation (PCM)• Pulse Amplitude Modulation (PAM)Pulse Amplitude Modulation (PAM)• Pulse width Modulation (PWM)Pulse width Modulation (PWM)


CODICICODICI

• Numeri binarii OK per sistemi elettronici Numeri binarii OK per sistemi elettronici digitalidigitali

• Numeri decimali OK per sistema “uomo”Numeri decimali OK per sistema “uomo”• Necessità di rappresentare anche non Necessità di rappresentare anche non

numerinumeri• Codifica binaria di informazioni varieCodifica binaria di informazioni varie• EsempioEsempio

– Codifica binaria di numeri decimaliCodifica binaria di numeri decimali


BCD (BCD (Binary-Coded Decimal Binary-Coded Decimal numbersnumbers))

• Necessità di rappresentare i numeri decimali Necessità di rappresentare i numeri decimali in codice binarioin codice binario

• 8421 BCD8421 BCD• si codifica in binario ciascuna cifra decimale si codifica in binario ciascuna cifra decimale

utilizzando i primi 10 numeri binari su 4 bitutilizzando i primi 10 numeri binari su 4 bit• EsempioEsempio

• 4534531010

• 010001010011010001010011• è possibile eseguire somme e sottrazioni in è possibile eseguire somme e sottrazioni in

BCDBCD

001101010100354


BCD – Sette SegmentiBCD – Sette Segmenti

• Per visualizzare le cifre decimali si usa Per visualizzare le cifre decimali si usa frequentemente un Display a sette frequentemente un Display a sette segmentisegmenti

• È possibile realizzare un codificatore È possibile realizzare un codificatore • BCD SETTE SEGMENTIBCD SETTE SEGMENTI

a

b

ce

f

d

g


Tabella di “Corrispondenze”Tabella di “Corrispondenze”

basbase e

1010

aa bb cc dd ee ff gg

00 00 00 00 00 11 11 11 11 11 11 00

11 00 00 00 11 00 11 11 00 00 00 00

22 00 00 11 00 11 11 00 11 11 00 11

33 00 00 11 11 11 11 11 11 00 00 11

44 00 11 00 00 00 11 11 00 00 11 11

55 00 11 00 11 11 00 11 11 00 11 11

66 00 11 11 00 11 00 11 11 11 11 11

77 00 11 11 11 11 11 11 00 00 11 00

88 11 00 00 00 11 11 11 11 11 11 11

99 11 00 00 11 11 11 11 11 00 11 11


Codice GrayCodice Gray

• Codici a distanza unitariaCodici a distanza unitaria– La codifica di n e n+1 differiscono sempre di un solo La codifica di n e n+1 differiscono sempre di un solo

bitbit

0011

00 0000 1111 1111 00

00 00 0000 00 1100 11 1100 11 0011 11 0011 11 1111 00 1111 00 00

12

3


Codice Codice Gray a 4 Gray a 4

bit bit

DeDecc

ExExDD

BinarioBinario GrayGray

00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

11 11 00 00 00 11 00 00 00 11

22 22 00 00 11 00 00 00 11 11

33 33 00 00 11 11 00 00 11 00

44 44 00 11 00 00 00 11 11 00

55 55 00 11 00 11 00 11 11 11

66 66 00 11 11 00 00 11 00 11

77 77 00 11 11 11 00 11 00 00

88 88 11 00 00 00 11 11 00 00

99 99 11 00 00 11 11 11 00 11

1010 A A 11 00 11 00 11 11 11 11

1111 BB 11 00 11 11 11 11 11 00

1212 CC 11 11 00 00 11 00 11 00

1313 DD 11 11 00 11 11 00 11 11

1414 EE 11 11 11 00 11 00 00 11

1515 FF 11 11 11 11 11 00 00 00


ENCODER 1ENCODER 1


Codici alfanumericiCodici alfanumerici

• Necessità di rappresentare caratteri Necessità di rappresentare caratteri alfabetici con un codice binarioalfabetici con un codice binario

• Alfabeto = 26 simboli diversiAlfabeto = 26 simboli diversi• Necessità di maiuscole e minuscoleNecessità di maiuscole e minuscole• Numeri = 10 simboliNumeri = 10 simboli• Caratteri specialiCaratteri speciali• Codice ASCII a 128 simboliCodice ASCII a 128 simboli• UNICODE 16 bit UNICODE 16 bit simboli e simboli e

ideogrammi (universale)ideogrammi (universale)


Codice ASCIICodice ASCII


Riconoscimento d’erroreRiconoscimento d’errore

• Errore di trasmissione a distanza Errore di trasmissione a distanza (Disturbi)(Disturbi)

• Stringa digitale di “0” e “1”Stringa digitale di “0” e “1”• L’errore si manifesta nel convertire uno 0 L’errore si manifesta nel convertire uno 0

in 1 o viceversain 1 o viceversa• Su una parola di “K” bit la probabilità che Su una parola di “K” bit la probabilità che

ci siano due errori è molto bassaci siano due errori è molto bassa• Codici a ridondanza (già visti “Codici a ridondanza (già visti “5043210” e 5043210” e

due su cinque)due su cinque)• EsempioEsempio

– Numero 7 => Numero 7 => 1010000100 ricevuto 100100 ricevuto 101101000100


Bit di paritàBit di parità

• Necessità di individuare eventuali errori di Necessità di individuare eventuali errori di trasmissionetrasmissione

• Si aggiunge un bit (rappresentazione su 8 bit)Si aggiunge un bit (rappresentazione su 8 bit)• Il numero complessivo di “1” è sempre pariIl numero complessivo di “1” è sempre pari

SimboloSimbolo CodiceCodice

ASCIIASCIIParitàParità

PARIPARIParitàParità

DISPARIDISPARI

TT 10101001010100 1101010110101000

0101010010101000

77 01101110110111 1011011101101111

0011011001101111

-- 01011010101101 0010110001011011

1010110101011011


Sistema ElettronicoSistema Elettronico

SENSORESENSORESENSORESENSORE ATTUATOREATTUATOREATTUATOREATTUATOREELABORATOREELABORATOREELABORATOREELABORATORE

~~~~~~

AMPAMP A / DA / D~~~~~~

AMPAMPD / AD / AELABORATORE DIGITALE

ELABORATORE DIGITALE

Sequenz.(M.S.F.)

Sequenz.(M.S.F.)

A.U.(R.C.)A.U.

(R.C.)

MEM(RAM)MEM

(RAM)REG.(F - F)REG.(F - F)

L.U.(R.C)L.U.(R.C)

I / O(M.S.F.)

I / O(M.S.F.)

Filtro anti aliasing


SpettroSpettro

• Spettro del segnaleSpettro del segnale

• Spettro del segnale CampionatoSpettro del segnale Campionato

V

t

V

t

|V|

f

|V|

fFcFc/2


Filtro anti aliasingFiltro anti aliasing

• La frequenza max del segnale deve La frequenza max del segnale deve essere minore di Fessere minore di Fcc/2/2

• Filtro realeFiltro reale

|V|

fFc/2

|V|

fFc/2


Filtro d’uscitaFiltro d’uscita

• La ricostruzione mediante gradinata La ricostruzione mediante gradinata presenta uno spettro con alte frequenzepresenta uno spettro con alte frequenze

• Per eliminare la “scalinatura” si deve Per eliminare la “scalinatura” si deve filtrare le alte frequenzefiltrare le alte frequenze

V

t


Sampling – Hold 1Sampling – Hold 1

• Per effettuare la conversione A / D Per effettuare la conversione A / D occorre un certo tempo Toccorre un certo tempo TCC

• Durante TDurante TCC il segnale deve essere il segnale deve essere costantecostanteV

t


Sampling – Hold 2Sampling – Hold 2

• Campionamento e memorizzazioneCampionamento e memorizzazione• Schema di principioSchema di principio

• Schema realeSchema reale

fc

fc+ -Vi

Ri RL

+

-

VU


Forma d’onda realeForma d’onda reale

• Carica dovuta a RCarica dovuta a Rii Scarica dovuta a R Scarica dovuta a RLL

V

t


Conversione A to DConversione A to D

• Codifica PCM (Pulse Code Modulation)Codifica PCM (Pulse Code Modulation)• Rappresentazione in traslazioneRappresentazione in traslazione

V

t

00000001001000110100010101100111

10001001101010111100110111101111


Conversione D to A Conversione D to A

• Convertitore PAM (Pulse Amplitude Convertitore PAM (Pulse Amplitude Modulation)Modulation)

• Complementare al PCMComplementare al PCMV

t

00000001001000110100010101100111

10001001101010111100110111101111


ConclusioniConclusioni

• Richiami su segnali campionatiRichiami su segnali campionati• Circuito Circuito Sampling- HoldSampling- Hold• Pulse Code Modulation (PCM)Pulse Code Modulation (PCM)• Pulse Amplitude Modulation (PAM)Pulse Amplitude Modulation (PAM)

sep – ing. saponara2.1 sistemi elettronici programmabili lezione n° 2 codifica bcd, gray,...

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