Elettronica digitale: esercizi e domande d’esame

Numeri binari, porte logiche e algebra di Boole, mappe di Karnaugh, blocchi combinatori come i multiplexer, flip-flop, contatori e registri a scorrimento, e la conversione tra segnali analogici e digitali. Gli esami combinano brevi calcoli a mano con schemi di circuiti e diagrammi temporali.

Pacchetto last-minute (PDF)Formulari, passaggi del metodo ed esercizi con soluzioni complete, pronti da stampare.

Argomenti di questo corso

  1. Sistemi di numerazioneda binario ed esadecimale a decimale · complemento a due · bit, intervalli e memoriacalcoli
  2. Logica digitale: porte, mappe K e flip-flopporte, tabelle di verità e ritardi · algebra di Boole, mappe K e multiplexer · indifferenze, flip-flop e contatoricalcoli
  3. Acquisizione dati e campionamentoNyquist, LSB e velocità dei dati · aliasing, bit e frame UART · armoniche, SQNR e progetto del sistemacalcoli

Consigli per l’esame di Elettronica digitale

  • Etichetta la mappa di Karnaugh in codice Gray (00, 01, 11, 10) prima di scrivere un solo 1.
  • Fai i gruppi il più grandi possibile e lasciali richiudere sui bordi; usa le condizioni di indifferenza solo quando servono.
  • Nei diagrammi temporali, leggi ogni ingresso esattamente sul fronte attivo del clock e scrivi Q dopo ogni fronte in una tabella.

Esempi svolti

Sistemi di numerazioneFacile
pesi delle posizioni2256B16E1

Converti il numero esadecimale 0x2BE in decimale. Trova N.

0x2BEA = 10 … F = 15

Calcola N

Mostra i suggerimenti
  1. In esadecimale le posizioni valgono 1, 16, 256, 4096 da destra.
  2. Sostituisci le lettere con il loro valore (A = 10 … F = 15), moltiplica per il peso e somma.
  3. 2 = 2, B = 11, E = 14.
Mostra la risposta e la soluzione passo passo

Sistemi di numerazione posizionali: ogni cifra vale il suo valore per una potenza della base. In binario le posizioni valgono 1, 2, 4, 8, 16, …; in esadecimale 1, 16, 256, …, con A–F per 10–15. Nel complemento a due a 8 bit il bit più a sinistra vale −128 invece di +128: così si memorizzano i numeri negativi.

Moltiplica ogni cifra per il suo peso

2·256 + 11·16 + 14·1 = 702

Risposta

0x2BE = 702
Logica digitale: porte, mappe K e flip-flopMedia
ABCD00011110000111101111111

In questa mappa di Karnaugh esattamente un 1 non ha 1 vicini, quindi resta un gruppo di una cella (un mintermine completo di quattro letterali) nella forma SOP minima. Contano anche i vicini attraverso i bordi della mappa. Clicca su quella cella.

F = Σm(0, 3, 4, 10, 13, 14, 15)
  1. 1AB = 00, CD = 00
  2. 2AB = 00, CD = 01
  3. 3AB = 00, CD = 11
  4. 4AB = 00, CD = 10
  5. 5AB = 01, CD = 00
  6. 6AB = 01, CD = 01
  7. 7AB = 01, CD = 11
  8. 8AB = 01, CD = 10
  9. 9AB = 11, CD = 00
  10. 10AB = 11, CD = 01
  11. 11AB = 11, CD = 11
  12. 12AB = 11, CD = 10
  13. 13AB = 10, CD = 00
  14. 14AB = 10, CD = 01
  15. 15AB = 10, CD = 11
  16. 16AB = 10, CD = 10
Mostra i suggerimenti
  1. Le celle vicine differiscono per esattamente una variabile.
  2. Le colonne più a sinistra e più a destra sono vicine, e così le righe in alto e in basso.
  3. Controlla i quattro vicini (sopra, sotto, sinistra, destra, richiudendo la mappa sui bordi) di ogni 1.
Mostra la risposta e la spiegazione

Mappe di Karnaugh: le celle sono ordinate in codice Gray (00, 01, 11, 10), quindi le celle vicine, comprese quelle attraverso i bordi, differiscono per esattamente una variabile. Raggruppa gli 1 in rettangoli di 1, 2, 4, 8 o 16 celle, i più grandi e il meno numerosi possibile, finché ogni 1 non è coperto. Ogni gruppo è un termine prodotto: le variabili che restano costanti al suo interno. Un gruppo di 2ᵏ celle perde k variabili. Le condizioni di indifferenza (X) possono servire a ingrandire i gruppi ma non devono mai essere coperte. Raggruppando invece gli 0 si ottiene la forma POS minima.

Vicini di ogni 1

Un 1 con un 1 vicino può far parte di un gruppo di due o più.

m3: m2, m1, m7, m11 → 0
ABCD00011110000111101111111

L’1 isolato

m3 = A′B′CD → AB = 00, CD = 11

Risposta

AB = 00, CD = 11

Come funziona l’esercitazione

  • “Esercitati su questo corso” mescola esercizi di tutti i suoi argomenti, come in un vero esame.
  • Ogni esercizio ha valori nuovi, così impari il metodo invece di una risposta.
  • Bloccato? Apri prima un piccolo suggerimento e la spiegazione completa solo quando ti serve.
  • Le simulazioni d’esame sono a tempo e senza suggerimenti; alla fine ricevi il punteggio e una revisione completa.

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