Obiettivi formativi
Il corso fornisce gli elementi introduttivi alla comprensione del funzionamento dei sistemi digitali. Al termine del corso, lo studente acquisisce una visione funzionale dei sistemi digitali, familiarizza con alcuni degli strumenti di simulazione ed è in grado di completare semplici esperienze progettuali impiegando schede di sviluppo a basso costo.
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
Il Modulo 2 del corso di Elementi e Laboratorio di Elettronica Digitale prevede 3 crediti formativi, che corrispondono a 24 ore di lezione. Esso si propone di fornire allo studente i criteri generali per analizzare il comportamento di circuiti elettronici digitali di base attraverso l’impiego di ambienti di simulazione e/o schede di sviluppo tipo Arduino. Perciò, durante lo svolgimento del corso sono proposte lezioni di laboratorio sui seguenti argomenti:
- Flusso di progettazione dei sistemi digitali
- Schede di sviluppo programmabili
- Descrizione di circuiti logici e sequenziali
- Simulazione e programmazione middleware con schede di sviluppo.
Programma esteso
INTRODUZIONE AL CORSO (2 ore)
INTRODUZIONE A MATLAB E SIMULINK (12 ore)
- Variabili e Workspace di MATLAB;
- Strumento Figure di MATLAB;
- Modelli di reti logiche con Simulink per la simulazione di transitorio con ingressi variabili nel tempo;
- Elementi fondamentali in Simulink, quali porte logiche, costanti, Signal Builder e Scope;
- Esercitazioni con diversi circuiti digitali.
INTRODUZIONE ALLE SCHEDE DI SVILUPPO PROGRAMMABILI (2 ore):
- Microcontrollori e microprocessori;
- Siti di riferimento;
- Dettagli sulla scheda Arduino UNO;
- Cenni ad altre schede;
- Introduzione agli shield;
- Introduzione a Thinkercad.
AMBIENTE DI PROGRAMMAZIONE E SIMULAZIONE DI ARDUINO (2 ore):
- download e installazione di IDE;il bootloader;
- lo sketch (loop e setup);
- Hello Led! (programmazione del primo esempio).
IMPLEMENTAZIONE DI MODELLI PER LA SIMULAZIONE DI RETI COMBINATORIE E SEQUENZIALI (6 ore):
- Programmazione di Arduino per l’implementazione di reti logiche combinatorie e sequenziali.
Bibliografia
Lo studente può far riferimento ai seguenti testi per la preparazione dell’esame:
- Paolo Aliverti, Il manuale di Arduino: Guida completa, zeppelinmaker.it
- ESERCIZI DI AUTOMAZIONE di Gianfranco Annessa, ISBN 9781291240368
Oltre a questi libri, per lo studio, gli studenti potranno utilizzare le note di quanto esposto durante le lezioni e le esercitazioni, che saranno resi disponibili sulla piattaforma Elly.
Metodi didattici
Il modulo prevede principalmente attività di laboratorio, dove saranno impiegati diversi software applicativi in ambiente Windows.
Le stesse applicazioni software, oltre a permettere di simulare delle reti logiche, consentiranno di programmare delle schede hardware per la prototipazione, tipo Arduino.
Modalità verifica apprendimento
L'esame prevede una valutazione delle attività di laboratorio e una prova scritta con esercizi sugli argomenti trattati durante il corso.
Per accedere alla prova scritta è necessario superare la prova di laboratorio che consisterà nella simulazione di reti logiche combinatorie e sequenziali utilizzando gli strumenti software presentati durante lo svolgimento del corso. Questa prova richiederà, oltre ai tool di simulazione e programmazione suddetti, di acquisire familiarità con l’uso di calcolatori elettronici con sistema operativo Windows. Infatti la prova sarà svolta in laboratori di informatica e gli elaborati (file dei modelli e dei programmi sviluppati) saranno raccolti in maniera automatica tutti allo stesso tempo, solo da specifiche cartelle del terminale utilizzato da ciascun studente partecipante alla prova.
Altre informazioni
Il materiale didattico e di supporto alle lezioni sarà disponibile al portale Elly del Dipartimento di Ingegneria e Architettura dell’Università di Parma.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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