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SEP – Ing. Saponara2.1 Sistemi Elettronici Programmabili LEZIONE N° 2 Codifica BCD, GRAY, ASCIICodifica BCD, GRAY, ASCII Convertitori A to D e D to AConvertitori.

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1 SEP – Ing. Saponara2.1 Sistemi Elettronici Programmabili LEZIONE 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 Sampling- HoldCircuito Sampling- 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)

2 SEP – Ing. Saponara2.2 CODICI Numeri binarii OK per sistemi elettronici digitaliNumeri binarii OK per sistemi elettronici digitali Numeri decimali OK per sistema uomoNumeri decimali OK per sistema uomo Necessità di rappresentare anche non numeriNecessità di rappresentare anche non numeri Codifica binaria di informazioni varieCodifica binaria di informazioni varie EsempioEsempio –Codifica binaria di numeri decimali

3 SEP – Ing. Saponara2.3 BCD (Binary-Coded Decimal numbers) Necessità di rappresentare i numeri decimali in codice binarioNecessità di rappresentare i numeri decimali in codice binario 8421 BCD8421 BCD si codifica in binario ciascuna cifra decimale utilizzando i primi 10 numeri binari su 4 bitsi codifica in binario ciascuna cifra decimale utilizzando i primi 10 numeri binari su 4 bit EsempioEsempio 453 10453 10 010001010011010001010011 è possibile eseguire somme e sottrazioni in BCDè possibile eseguire somme e sottrazioni in BCD

4 SEP – Ing. Saponara2.4 BCD – Sette Segmenti Per visualizzare le cifre decimali si usa frequentemente un Display a sette segmentiPer visualizzare le cifre decimali si usa frequentemente un Display a sette segmenti È possibile realizzare un codificatoreÈ possibile realizzare un codificatore BCD SETTE SEGMENTIBCD SETTE SEGMENTI a b c e f d g

5 SEP – Ing. Saponara2.5 Tabella di Corrispondenze base 10 abcdefg 000001111110 100010110000 200101101101 300111111001 401000110011 501011011011 601101011111 701111110010 810001111111 910011111011

6 SEP – Ing. Saponara2.6 Codice Gray Codici a distanza unitariaCodici a distanza unitaria –La codifica di n e n+1 differiscono sempre di un solo bit 01 0001 11 10 000001 011 010 110 111 101 100 1 2 3

7 SEP – Ing. Saponara2.7 Codice Gray a 4 bit DecExDBinarioGray 0000000000 1100010001 2200100011 3300110010 4401000110 5501010111 6601100101 7701110100 8810001100 9910011101 10A10101111 11B10111110 12C11001010 13D11011011 14E11101001 15F11111000

8 SEP – Ing. Saponara2.8 ENCODER 1

9 SEP – Ing. Saponara2.9 Codici alfanumerici Necessità di rappresentare caratteri alfabetici con un codice binarioNecessità di rappresentare caratteri alfabetici 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 simboli e ideogrammi (universale)UNICODE 16 bit simboli e ideogrammi (universale)

10 SEP – Ing. Saponara2.10 Codice ASCII

11 SEP – Ing. Saponara2.11 Riconoscimento derrore Errore di trasmissione a distanza (Disturbi)Errore di trasmissione a distanza (Disturbi) Stringa digitale di 0 e 1Stringa digitale di 0 e 1 Lerrore si manifesta nel convertire uno 0 in 1 o viceversaLerrore 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 bassaSu 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)Codici a ridondanza (già visti 5043210 e due su cinque) EsempioEsempio –Numero 7 => 1000100 ricevuto 1010100

12 SEP – Ing. Saponara2.12 Bit di parità Necessità di individuare eventuali errori di trasmissioneNecessità di individuare eventuali errori di trasmissione 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 SimboloCodiceASCIIParitàPARIParitàDISPARI T10101001101010001010100 701101111011011100110111 -01011010010110110101101

13 SEP – Ing. Saponara2.13 Sistema Elettronico SENSORESENSOREATTUATOREATTUATORE ELABORATOREELABORATORE ~~~~~~ ~~~~~~ AMP A / D ~~~~~~ ~~~~~~ AMP D / A 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

14 SEP – Ing. Saponara2.14 Spettro Spettro del segnaleSpettro del segnale Spettro del segnale CampionatoSpettro del segnale Campionato V t V t |V| f fFcFc F c /2

15 SEP – Ing. Saponara2.15 Filtro anti aliasing La frequenza max del segnale deve essere minore di F c /2La frequenza max del segnale deve essere minore di F c /2 Filtro realeFiltro reale |V| fF c /2 |V| fF c /2

16 SEP – Ing. Saponara2.16 Filtro duscita La ricostruzione mediante gradinata presenta uno spettro con alte frequenzeLa ricostruzione mediante gradinata presenta uno spettro con alte frequenze Per eliminare la scalinatura si deve filtrare le alte frequenzePer eliminare la scalinatura si deve filtrare le alte frequenze V t

17 SEP – Ing. Saponara2.17 Sampling – Hold 1 Per effettuare la conversione A / D occorre un certo tempo T CPer effettuare la conversione A / D occorre un certo tempo T C Durante T C il segnale deve essere costanteDurante T C il segnale deve essere costante V t

18 SEP – Ing. Saponara2.18 Sampling – Hold 2 Campionamento e memorizzazioneCampionamento e memorizzazione Schema di principioSchema di principio Schema realeSchema reale fcfc fcfc + - ViVi RiRi RLRL + - VUVU

19 SEP – Ing. Saponara2.19 Forma donda reale Carica dovuta a R i Scarica dovuta a R LCarica dovuta a R i Scarica dovuta a R L V t

20 SEP – Ing. Saponara2.20 Conversione A to D Codifica PCM (Pulse Code Modulation)Codifica PCM (Pulse Code Modulation) Rappresentazione in traslazioneRappresentazione in traslazione V t 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111

21 SEP – Ing. Saponara2.21 Conversione D to A Convertitore PAM (Pulse Amplitude Modulation)Convertitore PAM (Pulse Amplitude Modulation) Complementare al PCMComplementare al PCM V t 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111

22 SEP – Ing. Saponara2.22 Conclusioni Richiami su segnali campionatiRichiami su segnali campionati Circuito Sampling- HoldCircuito Sampling- Hold Pulse Code Modulation (PCM)Pulse Code Modulation (PCM) Pulse Amplitude Modulation (PAM)Pulse Amplitude Modulation (PAM)


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