L’insegnamento consente allo studente di apprendere e applicare le tecniche di progettazione dei sistemi digitali in generale e di approfondire in particolare gli aspetti che riguardano l’implementazione tramite piattaforme programmabili. Il corso analizza la struttura tipica e la tecnologia dei moderni componenti elettronici programmabili, sviluppa la capacità di progettare un sistema elettronico digitale dalle specifiche fino all’implementazione e alla verifica sperimentale del comportamento, la capacità di redazione di un rapporto tecnico relativo al progetto e alla caratterizzazione di un componente o sistema elettronico digitale.
scheda docente materiale didattico
Classificazione dei sistemi programmabili
Campi di applicazione
Richiami di elettronica digitale:
Reti logiche
Circuiti combinatori
Circuiti sequenziali
Logiche programmabili
Sistemi di numerazione e tipi di dati:
Numeri binari ed esadecimali
Conversioni e operazioni tra numeri binari ed esadecimali
Rappresentazione binaria di numeri interi
Rappresentazione binaria di numeri reali
Organizzazione di un microcomputer:
Struttura di base
Microcontrollori vs. microprocessori
CPU
Bus
Organizzazione della memoria
Organizzazione dell’I/O
Instruction set
Introduzione agli interrupt
Programmazione embedded in linguaggio assembly:
Programmazione a basso livello
Assembler
Caratteristiche delle istruzioni assembly
Operazioni di moltiplicazione e divisione
Allocazione dati e variabili
Subroutines e Interrupt Service Routines
Programmazione embedded in linguaggio C:
Programmazione ad alto livello
Compilatori
Struttura di programmi C
Esempi
Integrazione di codice C e assembly
Principi base di interfacciamento:
Alimentazione
Clock
Power-on reset
Bootstrap
Periferiche embedded:
Tipologie di interrupt
Gestione degli interrupt
Timer e contatori
Memorie embedded
Arbitraggio del bus
Accesso diretto alla memoria (DMA)
Interfacciamento con il mondo esterno:
Porte di ingresso-uscita general purpose (GPIO)
Interfacciamento di dispositivi tramite GPIO
Interfacciamento di interruttori e pulsanti
Interfacciamento di LED
Interfacciamento di display
Interfacciamento di carichi in corrente continua
Interfacciamento di carichi in corrente alternata
Interfacciamento di motori
Comunicazione seriale:
Comunicazione di dati
Tipologie di canali seriali
UART
USB
SPI
I2C
1-Wire
Elaborazione di segnali analogici:
Sensori, Interfacciamento e condizionamento dei segnali
Amplificatori Operazionali
Comparatori
Campionamento
Convertitori ADC e DAC
Manuel Jiménez, Rogelio Palomera, Isidoro Couvertier, “Introduction to Embedded Systems: Using Microcontrollers and the MSP430“, Springer Science & Business Media, 11 set 2013.
Paolo Spirito, “Elettronica digitale”, McGraw-Hill Companies, 2002.
Materiale per le esercitazioni:
PAGINA WEB SCHEDA DI SVILUPPO - Texas Instruments MSP-EXP430FR5739
http://www.ti.com/tool/msp-exp430fr5739
GUIDA SCHEDA DI SVILUPPO - MSP-EXP430FR5739 Experimenter Board User's Guide (Rev. B)
http://www.ti.com/lit/ug/slau343b/slau343b.pdf
GUIDA MICROCONTROLLORE- MSP430FR57xx Family User's Guide (Rev. C)
http://www.ti.com.cn/cn/lit/ug/slau272c/slau272c.pdf
DATASHEET MICROCONTROLLORE - MSP430FR573x Mixed-Signal Microcontrollers (Rev. J)
http://www.ti.com/lit/ds/slas639j/slas639j.pdf
AMBIENTE DI SVILUPPO -Texas Instruments Code Composer Studio (IDE) v5 Windows/Linux
http://www.ti.com/tool/ccstudio
Programma
Introduzione ai sistemi programmabili:Classificazione dei sistemi programmabili
Campi di applicazione
Richiami di elettronica digitale:
Reti logiche
Circuiti combinatori
Circuiti sequenziali
Logiche programmabili
Sistemi di numerazione e tipi di dati:
Numeri binari ed esadecimali
Conversioni e operazioni tra numeri binari ed esadecimali
Rappresentazione binaria di numeri interi
Rappresentazione binaria di numeri reali
Organizzazione di un microcomputer:
Struttura di base
Microcontrollori vs. microprocessori
CPU
Bus
Organizzazione della memoria
Organizzazione dell’I/O
Instruction set
Introduzione agli interrupt
Programmazione embedded in linguaggio assembly:
Programmazione a basso livello
Assembler
Caratteristiche delle istruzioni assembly
Operazioni di moltiplicazione e divisione
Allocazione dati e variabili
Subroutines e Interrupt Service Routines
Programmazione embedded in linguaggio C:
Programmazione ad alto livello
Compilatori
Struttura di programmi C
Esempi
Integrazione di codice C e assembly
Principi base di interfacciamento:
Alimentazione
Clock
Power-on reset
Bootstrap
Periferiche embedded:
Tipologie di interrupt
Gestione degli interrupt
Timer e contatori
Memorie embedded
Arbitraggio del bus
Accesso diretto alla memoria (DMA)
Interfacciamento con il mondo esterno:
Porte di ingresso-uscita general purpose (GPIO)
Interfacciamento di dispositivi tramite GPIO
Interfacciamento di interruttori e pulsanti
Interfacciamento di LED
Interfacciamento di display
Interfacciamento di carichi in corrente continua
Interfacciamento di carichi in corrente alternata
Interfacciamento di motori
Comunicazione seriale:
Comunicazione di dati
Tipologie di canali seriali
UART
USB
SPI
I2C
1-Wire
Elaborazione di segnali analogici:
Sensori, Interfacciamento e condizionamento dei segnali
Amplificatori Operazionali
Comparatori
Campionamento
Convertitori ADC e DAC
Testi Adottati
Libro di testo consigliati:Manuel Jiménez, Rogelio Palomera, Isidoro Couvertier, “Introduction to Embedded Systems: Using Microcontrollers and the MSP430“, Springer Science & Business Media, 11 set 2013.
Paolo Spirito, “Elettronica digitale”, McGraw-Hill Companies, 2002.
Materiale per le esercitazioni:
PAGINA WEB SCHEDA DI SVILUPPO - Texas Instruments MSP-EXP430FR5739
http://www.ti.com/tool/msp-exp430fr5739
GUIDA SCHEDA DI SVILUPPO - MSP-EXP430FR5739 Experimenter Board User's Guide (Rev. B)
http://www.ti.com/lit/ug/slau343b/slau343b.pdf
GUIDA MICROCONTROLLORE- MSP430FR57xx Family User's Guide (Rev. C)
http://www.ti.com.cn/cn/lit/ug/slau272c/slau272c.pdf
DATASHEET MICROCONTROLLORE - MSP430FR573x Mixed-Signal Microcontrollers (Rev. J)
http://www.ti.com/lit/ds/slas639j/slas639j.pdf
AMBIENTE DI SVILUPPO -Texas Instruments Code Composer Studio (IDE) v5 Windows/Linux
http://www.ti.com/tool/ccstudio
Modalità Valutazione
nel periodo di emergenza COVID-19 l’esame di profitto sarà svolto secondo quanto previsto all’art.1 del Decreto Rettorale n°. 703 del 5 maggio 2020