ITALIANO

Sistemi elettronici digitali basati su microcontrollore. Periferiche interne per l’I/O digitale, per la comunicazione parallela e seriale, per la conversione analogico-digitale. Timers e canali di I/O. Sistemi elettronici analogici per le telecomunicazioni. Amplificatori e filtri per le telecomunicazioni. Mixer, oscillatori e PLL. Sintetizzatori di frequenza e modulatori. Elementi di sistemi elettronici di piccola potenza.

· F. Zappa, Microcontrollers – Hardware and firmware for 8-bit and 32-bit devices, Esculapio Ed., 2017
· S. Buso, Introduzione alle applicazioni industriali di Microcontrollori e DSP, Esculapio Ed., 2018
· B. Razavi, RF Microelectronics, Prentice Hall, 2012
· J. R. Smith, Modern Communication Circuits, McGraw-Hill Int. Edit., 1998
· N. Mohan, T. M. Undeland, W. P. Robbins, Power Electronics: Converters, Applications and Design, John Wiley & Sons, 2002

Al termine dell’insegnamento, lo studente deve:
· conoscere i più comuni circuiti elettronici impiegati nei sistemi elettronici digitali, analogici e di potenza;
· saper analizzare e progettare i circuiti elettronici impiegati nei sistemi elettronici digitali, analogici e di potenza.

Conoscenze di base dell’elettronica analogica e digitale.

L’insegnamento prevede sia lezioni in aula che esercitazioni numeriche e sperimentali in laboratorio.

La verifica dell'apprendimento è basata su una prova orale. La prova si prefigge l’obiettivo di accertare la capacità di saper analizzare e progettare i tipici circuiti elettronici per i sistemi elettronici digitali, analogici e di potenza. Essa consiste in un colloquio articolato in domande sugli argomenti dell’insegnamento. Viene valutata in trentesimi.

Sono disponibili le slides delle lezioni.

Sistemi elettronici digitali basati su microcontrollore. Architettura dei microcontrollori. Comunicazione tra CPU e periferiche basata su polling, interrupt e DMA (Direct Memory Access). Firmware dei microcontrollori.
Periferiche interne di clock. Port di I/O. Circuiti di interfaccia esterni per segnali digitali. Comunicazione parallela, seriale asincrona e seriale sincrona. Comunicazione con display LCD. Comunicazione UART e SPI.
Convertitori Analogico-Digitale ADC e circuiti di sample and hold. Circuiti di interfaccia per sensori analogici. Convertitore ADC in modalità polling, con interrupt e con DMA.
Generazione di segnali analogici con microcontrollore. Convertitori Digitale-Analogico DAC. Modulatori digitali PWM. Timers. Architettura e canali del timers. Sensing e generazione di segnali con i timers. Generazione elettronica di note musicali. Comunicazione ad infrarossi IR. Filtri digitali e controllori.
Sistemi elettronici analogici per le telecomunicazioni. Architettura dei circuiti elettronici per ricetrasmettitori. Principali stadi di un circuito ricevitore e di un circuito trasmettitore.
Amplificatori per sistemi di telecomunicazione. Risposta in frequenza e tecniche di allargamento della banda. Amplificatori selettivi con singolo e doppio circuito risonante. Amplificatori di potenza per alta frequenza. Filtri per sistemi di telecomunicazione.
Mixer per sistemi di telecomunicazione. Rivelatori di fase. Oscillatori e VCO. Divisori di frequenza. Anelli ad aggancio di fase. Sintetizzatori di frequenza. Modulatori e demodulatori.
Elementi di sistemi elettronici di piccola potenza. Dispositivi elettronici di potenza. Convertitori DC-DC per regolatori di tensione: buck, boost, buck-boost e full-bridge. Convertitori DC-DC isolati di tipo flyback, forward e full-bridge. Inverter per piccoli attuatori: half-bridge e full-bridge.

Italian

Digital electronic systems based on microcontrollers. Internal peripherals for digital I/O, for parallel and serial communication and for analog-digital conversion. Timers and I/O channels. Analog electronic systems for communications. Amplifiers and filters for communications. Mixers, oscillators and phase-locked loops. Frequency synthesizers and modulators. Basics of low power electronic systems.

· F. Zappa, Microcontrollers – Hardware and firmware for 8-bit and 32-bit devices, Esculapio Ed., 2017
· S. Buso, Introduzione alle applicazioni industriali di Microcontrollori e DSP, Esculapio Ed., 2018
· B. Razavi, RF Microelectronics, Prentice Hall, 2012
· J. R. Smith, Modern Communication Circuits, McGraw-Hill Int. Edit., 1998
· N. Mohan, T. M. Undeland, W. P. Robbins, Power Electronics: Converters, Applications and Design, John Wiley & Sons, 2002

At the end of the course, the student should:
· know the most common electronic circuits employed in digital, analog and power electronic systems;
· be able to analyze and design the electronic circuits employed in digital, analog and power electronic systems.

Basic knowledge of analog and digital electronics

The course includes both theoretical lessons as well as numerical and laboratory practice.

The evaluation is based on an oral exam. The exam aims to ascertain the ability to analyze and design typical electronic circuits for analog, digital and power electronic systems. It consists in an interview with questions on the course topics. It is evaluated in thirtieths.

The lecture slides are available.

Digital electronic systems based on microcontrollers. Architecture of microcontrollers. Communication between CPU and internal peripherals based on polling, interrupt and DMA (Direct Memory Access). Firmware for microcontrollers.
Clock internal peripherals. I/O ports. External interface circuits for digital signals. Parallel, serial asynchronous and serial synchronous communications. Communication with LCD display. UART and SPI communications.
Analog-Digital converters and sample&hold circuits. Interface circuits for analog sensors. ADC converters operating in polling, interrupt and DMA modes.
Generation of analog signals with microcontrollers. Digital-Analog converters. Digital PWM modulators. Timers. Architecture and channels of timers. Sensing and generation of signals by timers. Electronic generation of musical notes. Infrared Communication. Digital filters and controllers.
Analog electronic systems for communications. Architecture of electronic circuits for transceivers. Main stages of a receiver circuit and of a transmitter circuit.
Amplifiers for communication systems. Frequency response and bandwidth expansion techniques. Selective amplifiers with single and double resonant circuit. High frequency power amplifiers. Filters for communication systems.
Mixers for communication systems. Phase detectors. Oscillators and VCOs. Frequency dividers. Phase-locked loops. Frequency synthesizers. Modulators and demodulators.
Basics of low power electronic systems. Power electronic devices. DC-DC converters: buck, boost, buck-boost and full-bridge. Isolated DC-DC converters: flyback, forward and full-bridge. Inverters for small actuators: half-bridge and full-bridge.