Sistemi Elettronici Programmabili LEZIONE N° 2 Codifica BCD, GRAY, ASCII Convertitori A to D e D to A Richiami su segnali campionati Circuito Sampling- Hold Pulse Code Modulation (PCM) Pulse Amplitude Modulation (PAM) Pulse width Modulation (PWM) SEP – Ing. Saponara

CODICI Numeri binarii OK per sistemi elettronici digitali Numeri decimali OK per sistema “uomo” Necessità di rappresentare anche non numeri Codifica binaria di informazioni varie Esempio Codifica binaria di numeri decimali SEP – Ing. Saponara

BCD (Binary-Coded Decimal numbers) Necessità di rappresentare i numeri decimali in codice binario 8421 BCD si codifica in binario ciascuna cifra decimale utilizzando i primi 10 numeri binari su 4 bit Esempio 45310 010001010011 è possibile eseguire somme e sottrazioni in BCD SEP – Ing. Saponara

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

Tabella di “Corrispondenze” base 10 a b c d e f g 1 2 3 4 5 6 7 8 9 SEP – Ing. Saponara

Codice Gray Codici a distanza unitaria 1 1 1 3 2 1 La codifica di n e n+1 differiscono sempre di un solo bit 3 2 1 1 1 1 SEP – Ing. Saponara

Codice Gray a 4 bit SEP – Ing. Saponara Dec ExD Binario Gray 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A 11 B 12 C 13 D 14 E 15 F SEP – Ing. Saponara

ENCODER 1 SEP – Ing. Saponara

Codici alfanumerici Necessità di rappresentare caratteri alfabetici con un codice binario Alfabeto = 26 simboli diversi Necessità di maiuscole e minuscole Numeri = 10 simboli Caratteri speciali Codice ASCII a 128 simboli UNICODE 16 bit simboli e ideogrammi (universale) SEP – Ing. Saponara

Codice ASCII SEP – Ing. Saponara

Riconoscimento d’errore Errore di trasmissione a distanza (Disturbi) Stringa digitale di “0” e “1” L’errore 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 bassa Codici a ridondanza (già visti “5043210” e due su cinque) Esempio Numero 7 => 1000100 ricevuto 1010100 SEP – Ing. Saponara

Bit di parità Necessità di individuare eventuali errori di trasmissione Si aggiunge un bit (rappresentazione su 8 bit) Il numero complessivo di “1” è sempre pari Simbolo Codice ASCII Parità PARI DISPARI T 1010100 11010100 01010100 7 0110111 10110111 00110111 - 0101101 00101101 10101101 SEP – Ing. Saponara

Sistema Elettronico ~ ~ Filtro anti aliasing ELABORATORE SENSORE ATTUATORE ELABORATORE DIGITALE AMP ~ A / D D / A ~ AMP Sequenz. (M.S.F.) A.U. (R.C.) MEM (RAM) REG. (F - F) L.U. (R.C) I / O Filtro anti aliasing SEP – Ing. Saponara

Spettro Spettro del segnale Spettro del segnale Campionato |V| V t f Fc/2 Fc f SEP – Ing. Saponara

Filtro anti aliasing La frequenza max del segnale deve essere minore di Fc/2 Filtro reale |V| Fc/2 f |V| Fc/2 f SEP – Ing. Saponara

Filtro d’uscita La ricostruzione mediante gradinata presenta uno spettro con alte frequenze Per eliminare la “scalinatura” si deve filtrare le alte frequenze V t SEP – Ing. Saponara

Sampling – Hold 1 Per effettuare la conversione A / D occorre un certo tempo TC Durante TC il segnale deve essere costante V t SEP – Ing. Saponara

Sampling – Hold 2 Campionamento e memorizzazione Schema di principio Schema reale fc + - Ri + - fc RL Vi VU SEP – Ing. Saponara

Forma d’onda reale Carica dovuta a Ri Scarica dovuta a RL V t SEP – Ing. Saponara

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

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

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