INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS

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1 PROGRAMA SINTÉTICO CARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica ASIGNATURA: Microprocesadores SEMESTRE: Sexto OBJETIVO GENERAL: El alumno diseñará y construirá una microcomputadora basada en un microprocesador moderno, para aplicaciones de cómputo, control industrial, telecomunicaciones e instrumentación digital. CONTENIDO SINTÉTICO: I. Introducción a los Microprocesadores. II. Interfases del Microprocesador. III. Programación en Lenguaje Ensamblador. IV. Aplicaciones. METODOLOGÍA: *Estudio y análisis, por parte del alumno, de la información bibliográfica que complemente el material teórico expuesto en el aula. *Búsqueda y selección, por parte del alumno, de la información técnica, contenida en manuales, que respalde el funcionamiento de los circuitos integrados, que utilizará en la parte experimental de la materia, bajo la orientación permanente del profesor. * Diseño y construcción por parte del alumno de cada uno de los circuitos contenidos en la guía de prácticas, comprobando su funcionamiento bajo la aprobación del profesor. * Elaboración, por parte del alumno, de los reportes correspondientes a cada una de las prácticas, las cuales, el profesor revisará para su correcta estructuración, en un proceso de retroalimentación permanente. EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: * Tres exámenes parciales y, en su caso, un examen extraordinario para evaluar la parte teórica. * Participación del alumno en el desarrollo de ejercicios propuestos. * Reportes de todas las prácticas realizadas en el laboratorio para evaluar la parte práctica. * Trabajos extra clase realizados. BIBLIOGRAFÍA: González Vázquez, José Adolfo. Introducción a los Microcontroladores ; Mc Graw Hill. España, Intel Corp., MCS 51 Microcontroller family user s manual ; Intel Corporation, U.S.A., February Barry B Brey, Los microprocesadores de INTEL Arquitectura, programación e interfaces ; Prentice Hall Hispanoamericana, S.A., 838 pp. J. Ayala, Kenneth. The 8051 Microcontroller: Arquitecture, Programming and Applications ; West Publishing Company. USA, 1991.

2 ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica CARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica OPCIÓN: COORDINACIÓN: Academia de Computación DEPARTAMENTO: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica ASIGNATURA: Microprocesadores SEMESTRE: Sexto CLAVE: CRÉDITOS: 7.5 VIGENTE: Agosto 2005 TIPO DE ASIGNATURA: Teórico-Práctica MODALIDAD: Escolarizada TIEMPOS ASIGNADOS HORAS/SEMANA TEORÍA: HORAS/SEMANA PRÁCTICA: HORAS/SEMESTRE TEORÍA: 54.0 HORAS/SEMESTRE PRÁCTICA: 27.0 HORAS/TOTALES: 81.0 PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: ESIME Culhuacan y ESIME Zacatenco REVISADO POR: Subdirección Académica APROBADO POR: Consejos Técnicos Consultivos Escolares de la ESIME Culhuacan y ESIME Zacatenco AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas de Estudio del Consejo General Consultivo del IPN. M. en C. Miguel Ángel Rodríguez Zuno ESIME-CULHUACAN M. en C. Jesús Reyes García. ESIME-ZACATENCO

3 ASIGNATURA: Microprocesadores CLAVE: HOJA: 2 DE 8 FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA Los sistemas computacionales tienen una relación vital con la industria y están innovándose continuamente a una velocidad impresionante. Esto ha conducido a la revolución de la información, multiplicando las posibilidades de utilización de los sistemas computacionales dirigiéndose a un progreso sin antecedentes y con ello la responsabilidad del aprendizaje de la ingeniería de cómputo, que debe reflejar el estado actual del campo, por lo tanto, hay que introducir los principios que dan forma a la computación siendo indispensable en las opciones de la carrera de Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica: Computación, Electrónica, Comunicaciones, Control y Acústica. Los Ingenieros en Comunicaciones y Electrónica deben comprender que hay dentro de un sistema de computo, distinguir el software debajo del programa, el hardware debajo del gabinete de la computadora y la interacción entre ellos, obteniendo un marco de comprensión de los fundamentos de la computación. Lo que permite que el estudiante adquiera los conocimientos básicos que constituyen los antecedentes necesarios para cursos más avanzados de microcontroladores y arquitectura de computadoras a nivel licenciatura y posgrado. La presente asignatura tiene como asignaturas antecedentes Circuitos Lógicos, Fundamentos de Programación, Mediciones Eléctricas y Dispositivos Electrónicos OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno diseñará y programará una microcomputadora basada en el uso de un microprocesador moderno, para aplicaciones de cómputo, control industrial, telecomunicaciones e instrumentación digital.

4 ASIGNATURA: Microprocesadores CLAVE: HOJA: 3 DE 8 No. UNIDAD I NOMBRE: Introducción a los Microprocesadores. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno identificará los conceptos básicos de los microprocesadores y las microcomputadoras. No. TEMA T E M A S Introducción a los microprocesadores. Organización básica de un sistema de cómputo Diagrama general de un sistema de cómputo. Unidad Central de Procesamiento (CPU) Circuito de reloj. Memoria. Buses. Interfases de Entrada / Salida. Ejemplos de aplicaciones. HORAS T P EC 0.5 CLAVE BIBLIOGRÁFICA 1B,3B,10C Microprocesadores de 8 y 16 bits. Definición. Buses. Arquitecturas clásica y paralela (Pipelined). Tecnologías de fabricación. Fabricantes. Evolución y perspectivas a futuro Microcontroladores de 8 y 16 bits. Definición. Modo microprocesador (Modo expandido). Evolución y perspectivas a futuro Subtotal ESTRATEGIA DIDÁCTICA: Identificación de los conceptos y fundamentos teóricos de los temas de la unidad I, con la guía del profesor, reforzándolos con lecturas complementarias. Participación en la resolución de ejercicios y problemas tipo, seleccionados por el profesor. Realización de trabajos extra clase para comprender conceptos y fundamentos básicos del sistema de cómputo. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN: Al finalizar la unidad I se tomara en cuenta la participación del alumno en la solución de ejercicios y búsqueda de información complementaria. El primer examen parcial abarcará la unidad I.

5 ASIGNATURA: Microprocesadores CLAVE: HOJA: 4 DE 8 No. UNIDAD II NOMBRE: Interfases del Microprocesador. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno diseñará y construirá un sistema mínimo que presente una arquitectura y capacidad de procesamiento equivalentes a un microcontrolador de segunda generación en modo expandido. No. TEMA T E M A S Interfases del microprocesador. Características eléctricas del microprocesador. Diagrama de terminales del microprocesador. Niveles de voltaje y factores de carga. Voltaje de alimentación. Circuitos de reloj y reinicio. HORAS T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 1B,2B,3B,4B 5C,6C,10C Interfase con los dispositivos de memoria. Interfase con la memoria ROM. Ciclos de búsqueda y ejecución. Interfase con la memoria RAM. Ciclos de lectura y escritura en RAM Direccionamiento de memoria. Arquitectura Von Newmann. Arquitectura Harvard. Decodificación de memoria. Interfase con bancos de memoria Puertos paralelos de entrada / salida. Interfase básica de salida. Interfase básica de entrada. Direccionamiento y mapa de puertos. Decodificación de puertos. Interfase Periférica Programable (PPI). 4.5 Subtotal ESTRATEGIA DIDÁCTICA: Identificación de los conceptos y fundamentos teóricos de los temas de la unidad II, con la guía del profesor, reforzándolos con lecturas complementarias. Participación en la resolución de ejercicios y problemas tipo, seleccionados por el profesor. Búsqueda de información técnica, vertida en manuales para llevar a cabo la práctica 1 en el laboratorio con la orientación del profesor. Realización de trabajos extra clase para comprobar en forma preliminar los circuitos que se evaluarán en el laboratorio. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN: Al finalizar la unidad II se hará el primer examen departamental y se tomará en cuenta participaciones del alumno. En la fase experimental el alumno realizará la práctica 1, 2, 3, y 4 con sus reportes debidamente estructurados, los cuales se tomaran en cuenta para la calificación final.

6 ASIGNATURA: Microprocesadores CLAVE: HOJA: 5 DE 8 No. UNIDAD III NOMBRE: Programación en Lenguaje Ensamblador. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno elaborará programas en lenguaje ensamblador a través de un ambiente integrado de desarrollo, con los cuales resolverá problemas básicos de ingeniería. No. TEMA T E M A S Programación en lenguaje ensamblador Modelo de programación. Registros de Funciones Especiales (SFR) Estado inicial de los registros de la CPU Bancos de registros. Registros con bits direccionables. HORAS T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 1B, 2B, 4B 5C, 6C, 7C, 8C, 9C Modos de direccionamiento. Direccionamiento inmediato. Direccionamiento implícito. Direccionamiento por registro. Direccionamiento directo. Direccionamiento indirecto. Direccionamiento relativo. Direccionamiento absoluto. Direccionamiento indexado. Direccionamiento de la pila Conjunto de instrucciones. Instrucciones de transferencia de datos. Instrucciones aritméticas. Instrucciones lógicas Instrucciones de manejo de bits. Instrucciones de flujo de programa. Instrucciones de control del procesador Herramientas de desarrollo. Ensamblador. Simulador Emulador y terminal Técnicas para el desarrollo de programas. Diagrama de flujo. Subrutinas. Programación aplicada a la solución de problemas básicos de ingeniería. Subtotal ESTRATEGIA DIDÁCTICA: Identificación de los conceptos y fundamentos teóricos de los temas de la unidad III. Participación en la resolución de ejercicios y problemas tipo, seleccionados por el profesor. Realización de trabajos extra clase para comprobar en forma preliminar los circuitos que se evaluarán en el laboratorio. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN: Al finalizar la unidad III se aplicará el segundo examen departamental, tomando en cuenta la participación del alumno.

7 ASIGNATURA: Microprocesadores CLAVE: HOJA: 6 DE 8 No. UNIDAD IV NOMBRE: Aplicaciones OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno diseñará un proyecto de aplicación que involucre sistemas electrónicos de uso común. No. TEMA T E M A S Temporizadores y contadores. Descripción general del temporizador programable. Modos de operación de los temporizadores. Descripción del contador programable. Programación. HORAS T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 1B, 2B, 4B 5C, 6C., 7C, 8C, 9C Interrupciones Aspectos generales y tipos de interrupción Niveles de prioridad. Proceso de interrupción Fuentes de interrupción externa. Fuentes de interrupción interna. Programación Interfase de comunicación serie Introducción a la norma de comunicación EIA -232D Registros de control. Modos de operación de la UART. Programación Interfaces analógicas. Conversión analógica a digital (A/D) Conversión digital a analógica (D/A) Interfase con un convertidor A/D Interfase con un convertidor D/A. Subtotal ESTRATEGIA DIDÁCTICA: Identificación de los conceptos y fundamentos teóricos de los temas de la unidad IV, con la guía del profesor, reforzándolos con lecturas complementarias. Búsqueda de información técnica en manuales para planear las prácticas 8, 9, y 10 en el laboratorio con la orientación del profesor. Realización de trabajos extra clase para comprobar en forma preliminar los circuitos que se evaluarán en el laboratorio. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN: la unidad VI se evaluará en su aspecto experimental y el alumno deberá haber realizado la última práctica con su reporte debidamente estructurado, la cual se tomará en cuenta para la calificación final. Esta unidad está planeada para dar continuidad al plan de estudios.

8 ASIGNATURA: Microprocesadores CLAVE: HOJA: 7 DE 8 RELACIÓN DE PRÁCTICAS PRACT. No. 1 2 NOMBRE DE LA PRÁCTICA UNIDAD DURACIÓN LUGAR DE REALIZACIÓN Montaje y prueba del sistema II mínimo. Decodificación de datos, direcciones y memoria externa II Todas las prácticas se realizarán en el laboratorio 3 Puerto de salida.( Despliegue a través de display de 7 segmentos) II 4 Puerto de entrada.( Teclado lineal). II 5 Herramientas de desarrollo III Interfase para controlar un motor a pasos. III 7 Interfase con un teclado matricial y display de 7 segmentos.. III 8 Aplicación de los contadores, temporizadores e interrupciones. IV 9 Comunicación remota con una microcomputadora. IV 10 Proyecto final. IV 4.5 T o t a l 27.0

9 ASIGNATURA: Microprocesadores CLAVE: HOJA: 8 DE 8 PERÍODO UNIDAD PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN I y II III IV 60% examen escrito + 30% prácticas de laboratorio + 10% participaciones. 60% examen escrito + 30% prácticas de laboratorio + 10% participaciones. 60% examen escrito + 30% prácticas de laboratorio + 10% participaciones. La calificación final se obtendrá de promediar las evaluaciones anteriores. NOTA: En caso de que la calificación final del laboratorio no sea aprobatoria, el alumno no aprobará la asignatura ni tendrá derecho a examen extraordinario. CLAVE 1 B C BIBLIOGRAFÍA González Vázquez, José Adolfo. Introducción a los Microcontroladores ; Mc Graw Hill. España, Intel Corp., MCS 51 Microcontroller family user s manual ; Intel Corporation, U.S.A., February Barry B Brey, Los microprocesadores de INTEL Arquitectura, programación e interfaces ; Prentice Hall Hispanoamericana, S.A., 838 pp. 4 J. Ayala, Kenneth. The 8051 Microcontroller: Arquitecture, Programming and Applications ; West Publishing Company. USA, Yeralan, Sencer; Emery, Helen. Programming and Interfacing the 8051 Microcontroller in C and Assembly Riger Corporation. USA, W. Stewart, James. The 8051 Microcontroller: Hardware, Software and Interfacing ; Prentice Hall. USA, MacKenzie, Scott. The 8051 Microcontroller 3rd. Edition; Prentice Hall. U.S.A. 8 Predko, Mike. Programming and Customizing the 8051 Microcontroller ; Mc Graw Hill & TAB Electronics. First edition, USA Axelon, Jan. The Microcontroller Idea Book: Circuits, Programs & Applications Featuring the 8052 Basic Single Chip Computer ; Ed. Lakeview Research, First edition. USA, Clements, Alan. Microprocessor Systems Design Hardware, Software and Interfacing. PWS Publishing Company. 3rd. edition

10 1. DATOS GENERALES PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Unidades Culhuacan y Zacatenco. CARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica. SEMESTRE Sexto ÁREA: BÁSICAS C. INGENIERÍA D. INGENIERÍA C. SOC. y HUM. ACADEMIA: Control ASIGNATURA: Microprocesadores ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: Ingeniero en Comunicaciones y Electrónica o carrera afín, requerido con un nivel mínimo de licenciatura y amplia experiencia profesional en el diseño y manejo de proyectos que utilicen microprocesadores y microcontroladores; de preferencia con especialidad o estudios de posgrado en el área de Sistemas Digitales y/o Instrumentación Electrónica. 2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El alumno diseñará y programará una microcomputadora basada en el uso de un microprocesador moderno, para aplicaciones de cómputo, control industrial, telecomunicaciones e instrumentación digital. 3. PERFIL DOCENTE: CONOCIMIENTOS Dominio de los siguientes temas:circuitos Electrónicos, Mediciones electrónicas, Dispositivos Electrónicos y Circuitos Integrados. EPERIENCIA PROFESIONAL Haber trabajado en la industria o haber realizado proyectos de aplicación en el área afín o preferentemente tener estudios de maestría en el área. Se recomienda que el profesor haya tomado un Curso de Formación Docente. HABILIDADES Las mínimas necesarias para el profesor son: Manejo de dispositivos y circuitos integrados digitales para su montaje en tablilla de experimentación. Manejo del equipo de medición electrónica. Manejo de programas de cómputo básicos y de simulación. ACTITUDES Las principales del profesor son: Actitud propositiva y carácter ante el grupo. Liderazgo y ecuanimidad ante el grupo. Tener sólida ética profesional, ser honesto y tener compromiso social. ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ Ing. José Luis Bravo León Ing. Guillermo Santillán Guevara M. en C. Jesús Reyes García. Ing. Aurelio Gómez Velázquez M. en C. Alberto Paz Gutiérrez Ing Ernesto Mercado Escutia. PRESIDENTES DE ACADEMIA SUBDIRECTORES ACADÉMICOS DIRECTORES FECHA: 14 de Diciembre del 2004

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