Roberto Roncella
Scheda informativa del corso di elettronica, per la parte di sistemi digitali - in continuo aggiornamento
Informazioni sul corso
Elettronica
è un corso da 12 CFU del secondo anno della laurea in
ingegneria biomedica. Per coprire con una certa completezza gli aspetti
a fondamento delle discipline elettroniche il corso è diviso in
due parti, dello stesso peso: sistemi digitali ed elettronica analogica.
La parte analogica è affidata a un altro docente del raggruppamento di
elettronica, al quale è bene rivolgersi per avere informazioni e
materiale didattico aggiornato.
Obiettivi di apprendimento
Formativi
Acquisire
i concetti alla base del funzionamento dei sistemi digitali, dalla conoscenza dell'algebra di Boole fino al microcontrollore.
Acquisire il concetto di segnale digitale e di sistema digitale per
l'elaborazione dell'informazione. Comprendere il collegamento tra
descrizione logica e realizzazione fisica di una rete digitale.
Acquisire
i concetti di base che permettono di comprendere il funzionamento dei
principali componenti elettronici. Approfondire le tecniche di analisi
dei circuiti elettronici per grandi e piccoli segnali. Comprensione
della tecnica di linearizzazione di un circuito.
Acquisire i concetti di base che abilitano alla comprensione del
funzionamento e dell'utilità applicativa dei principali circuiti usati
nei sistemi elettronici analogici.
Informativi
Conoscere un
microcontrollore di larga diffusione e il relativo linguaggio macchina.
Acquisire il lessico specifico dei sistemi digitali.
Conoscere le principali tecnologie per la realizzazione di sistemi digitali.
Conoscere i principali componenti usati nell'elettronica analogica.
Conoscere le topologie circuitali dei sistemi elettronici più comuni,
presenti all'interno degli attuali dispositivi elettromedicali.
Operativi
Capacità
di usare un microcontrollore, programmandolo in linguaggio macchina.
Capacità di sintesi di semplici reti digitali con diversa potenzialità.
Capacità di gestire semplici aspetti elettrici delle reti digitali
(interfacciamento, margini, capacità di pilotaggio, controllo
dell'impedenza di uscita, ...).
Capacità di analisi in DC e in AC di semplici circuiti elettronici con
diodi e transistori di diverso tipo. Capacità basiche di
dimensionamento dei prinicipali circuiti dell'elettronica analogica
(raddrizzatori, regolatori, amplificatori, filtri, ...).
Rapporti con gli altri corsi
Prerequisiti
Capacità di leggere documenti tecnici e libri di testo in lingua inglese.
Buone conoscenze di matematica, informatica e fisica di base.
Conoscenza
dei teoremi fondamentali e delle metodologie di analisi di semplici circuiti
elettrici lineari.
Corequisiti
Lo
studio dei sistemi digitali può essere svolto con vantaggio insieme
allo studio dell'elettrotecnica e dell'elettronica analogica.
Propedeuticità
Il corso di sistemi digitali è un corso di base e fornisce contenuti propedeutici (anche se non formalmente) per i corsi successivi
del settore di ingegneria biomedica con indirizzo informazione. In
particolare traggono vantaggio dalle conoscenze di sistemi digitali i
corsi in cui si approfondiscono le architetture dei sistemi di
elaborazione dei segnali digitale e quelli in cui si apprendono le
tecniche di programmazione evoluta.
Indicazioni metodologiche
Programma del corso
Sistemi digitali
Microcontrollore e assembly.
Algebra di Boole. Reti combinatorie. Sintesi e reti combinatorie particolari.
Flip-flop. Reti sequenziali sincrone. Sintesi strutturata e reti sincrone particolari.
Reti sequenziali asincrone.
Memorie.
Architettura dei sistemi di elaborazione complessi.
Periferiche del microcontrollore: porte di I/O e comparatore analogico.
Le porte logiche dal punto di vista hardware. Tecnologie bipolari e CMOS.
Esercitazioni
Il corso prevede
esercitazioni numeriche che favoriscano la comprensione dei contenuti
proposti e aiutino lo studente ad affrontare la verifica conclusiva. In
massima parte gli esempi proposti sono tratti da precedenti compiti di
esame.
Materiale didattico e testi di riferimento
Lucidi proposti dal docente a lezione. Appunti e altre risorse presenti sul sito. Data sheet dei componenti elettronici presentati. Esercizi di esame svolti.
Testi di riferimento
Sistemi digitali: D. D. Givone, "Digital Principles and Design", McGraw Hill, 1ed. 2003
Elettronica analogica: J. Millman, A. Grabel, P. Terreni, "Elettronica di Millman", McGraw Hill Italia, 4ed. 2008
Altri testi utili per l'approfondimento
Mano
Balabian
