\chapter{Prefazione}

Il contenuto di questo volume riflette quello del Corso di
``Laboratorio di Fisica V'' tenuto da uno degli autori (V.F.) per gli
studenti del terzo anno del Corso di Laurea in Fisica presso
l'Universit\`a di Pisa.

L'impostazione che si \`e data \`e tale da non richiedere una
conoscenza dell'elettronica analogica, argomento che nel corso
specifico \`e trattato al secondo semestre e che sar\`a l'oggetto di
un successivo volume. I soli presupposti, per lo studente che debba
iniziare lo studio dell'elettronica digitale sono, oltre alle
necessarie basi di matematica, una conoscenza dei concetti
fondamentali dell'elettricit\`a e dei circuiti elettrici.

Il volume \`e diviso in tre capitoli. 

Nel primo, dopo una
presentazione dei vari sistemi di numerazione adoperati, viene
discussa l'algebra di Boole, che \`e alla base dei circuiti digitali,
le porte logiche (AND, OR, NOT...), i metodi per implementare e
semplificare le funzioni logiche, i circuiti di somma e sottrazione
per numeri binari, i comparatori, i multiplexer e demultiplexer. Si
affrontano poi gli elementi che sono alla base dei circuiti
sequenziali, cio\`e i Flip-Flop e poi i registri, di cui vengono anche
analizzate alcune applicazioni. Tra queste viene dato un certo rilievo
ai generatori di sequenze casuali. Vengono infine descritti circuiti
per realizzare operazioni di moltiplicazione e divisione tra numeri
binari. 

Nel secondo capitolo vengono discusse le strutture di alcuni tipi di
memorie e poi le matrici logiche programmabili. Dato il grande
sviluppo che in questi ultimi anni hanno avuto i ``gate arrays''
programmabili, abbiamo discusso con un certo dettaglio i Field
Programmable Gate Arrays (FPGA).

Il terzo capitolo infine descrive sistemi logici di maggiore
complessit\`a, a partire dalle macchine a stati finiti. Vengono poi
analizzati i microcontrollori/microprocesso\-ri, con particolare
riguardo al PIC\textsuperscript{\textregistered}16F877 della
Microchip\textsuperscript{\textregistered}. Vengono infine descritte
le strutture logiche dei BUS, a partire dai BUS interni, per poi
discutere i BUS di espansione e quelli di input/output.

Abbiamo cercato di chiarire quanto esposto con alcuni esempi ed
applicazioni. Nel far ci\`o abbiamo fatto ricorso alla
versione ``Demo'' del programma di simulazione
MICROCAP~7~\cite{microcap}.  Questo \`e stato adoperato anche per
ottenere molti dei grafici contenuti nel testo. Ringraziamo la
Spectrum Software per il permesso di far uso di tale programma, il cui
utilizzo (peraltro gratuito) consigliamo a tutti gli studenti.

Desideriamo ringraziare i numerosi Colleghi che hanno collaborato con
noi in questi anni, contribuendo a sviluppare la parte pratica del
Corso, assistendo gli studenti e mettendo inoltre in evidenza numerosi
errori contenuti nelle prime stesure dei relativi ``appunti''.  In
particolare desideriamo ringraziare: Antonio Bardi, Alessandro
Cardini, Alessandro Cerri, Roberto Dell'Orso, Francesco Forti, Paola
Giannetti, Enrico Mazzoni, Donato Nicol\`o e Sara Vecchio.

Un ringraziamento particolare, per la dedizione e la competenza con
cui hanno gestito i laboratori didattici del secondo biennio di Fisica
in tutti questi anni, al Responsabile dei laboratori, Carlo Bianchi,
ed ai Tecnici Fabrizio Tellini e Virginio Merlin. Grazie al loro
impegno il nostro lavoro \`e stato reso enormemente pi\`u agevole.

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