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Progetto di una rete logica

28/03/2022 16:44

Antonio Costantini

Elettronica, elettronica digitale,

Progetto di una rete logica

Realizzare una rete logica significa costruire un circuito composto da porte logiche (AND, OR, NOT, ecc.) che eseguono operazioni logiche su segnali digitali.

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(la videolezione) Realizzare una rete logica significa costruire un circuito composto da porte logiche (AND, OR, NOT, ecc.) che eseguono operazioni logiche su segnali digitali. Questi circuiti possono essere semplici o complessi, e vengono utilizzati per implementare funzioni logiche e aritmetiche in dispositivi elettronici. È un processo preciso e affascinante che coinvolge osservazione, analisi, progettazione e verifica. Vediamo come si sviluppa.

1. Definizione del comportamento desiderato

Cosa deve fare il sistema in base agli ingressi?

Si identifica il numero e il tipo di ingressi: pulsanti, sensori, interruttori

Si definiscono le uscite richieste: motore ON, allarme, luce, ecc.

Si descrivi le condizioni logiche: ad es. “se due sensori sono attivi oppure il pulsante di emergenza è premuto, allora attiva l’uscita”

2. Costruzione della tabella della verità

Si tracciano tutte le possibili combinazioni degli ingressi

Con n ingressi, si anno 2^n combinazioni. Per ognuna, si definisce se l’uscita sarà 0 o 1. Esempio con 3 ingressi (A, B, C) → 8 combinazioni. Si scrive quando l’uscita è attiva.

3. Minimizzazione della funzione logica

Si determina la funzione logica minima con la mappa di Karnaugh;

4. Disegno del circuito logico

Si rappresenta graficamente la rete con porte logiche

Si crea il circuito che realizza l’espressione logica. Può essere su simulatore software o direttamente su scheda elettronica.

5. Implementazione

Si costruisce il circuito con porte logiche fisiche (integrati come 7408, 7432, ecc.), con FPGA o microcontrollore (traducendo le logiche in codice), con PLC (usando logiche booleane in ladder o testo strutturato).

6. Verifica e test

Si controlla il funzionamento con ingressi reali o simulati

Si verifica se l’uscita reagisce correttamente a tutte le combinazioni e si correggono  eventuali errori di logica o inversioni

Esempio semplice: Controllo porta automatica

Ingressi:

S1: sensore interno

S2: sensore esterno

E: emergenza attiva

Uscita: PORTA_APERTA

Logica:

Se S1 OR S2 è attivo AND NOT E → allora PORTA_APERTA = 1