Horas teóricas: 1 Horas prácticas: 4 Total de Horas: 5 Total de créditos: 6 Microcontroladores

Transcripción

1 PROGRAMA DE ESTUDIO Programa Educativo: Área de Formación : Licenciatura en Ciencias Computacionales Integral Profesional Horas teóricas: 1 Horas prácticas: 4 Total de Horas: 5 Total de créditos: 6 Microcontroladores Clave: F1331 Tipo : Asignatura Carácter de la asignatura Optativa Programa elaborado por: Academia de Ciencias Computacionales Fecha de elaboración: Agosto 2004 Fecha de última actualización: Julio 2010 Seriación explícita Asignatura antecedente Ninguna No Asignatura Subsecuente Ninguna Seriación implícita Conocimientos previos: No Circuitos eléctricos, Diseño de Sistemas Digitales II, manejo de equipo de medición electrónica (osciloscopio, generador de señales, etc. F1331 Microcontroladores 1 de 10

2 Presentación Los microcontroladores hoy en día cumplen un papel importante en muchas áreas de la electrónica, las comunicaciones y los sistemas de control para la automatización de los procesos. Por medio del estudio de estos procesadores tanto a nivel de hardware y software podemos entender su funcionamiento así como la manera de utilizarlo para la automatización procesos que usamos en nuestra vida diaria. Objetivo General Que el estudiante sea capaz de diseñar aplicaciones basadas en un microcontroladores para la automatización de sistemas y procesos. Competencias que se desarrollaran en esta asignatura Diseño en aplicaciones de control en sistemas embebidos, hábil en el manejo y comprensión de algoritmos Competencias del perfil de egreso que apoya esta asignatura Colabora con grupos interdisciplinarios en proyectos de investigación científica en área de sistemas embebidos y software de aplicaciones distribuidas F1331 Microcontroladores 2 de 10

3 Escenario de aprendizaje Salón de clases para desarrollo teórico con programas en C, CCS para microcontroladores de 32 bits, biblioteca, sala de cómputo para desarrollo de programas de simulación, laboratorio de electrónica y laboratorio de robótica para implementar físicamente el prototipo, trabajo de campo, exposiciones y conferencias. Perfil sugerido del docente Profesionista de preferencia doctor en el área de la Computación con conocimientos en electrónica. Con actitud positiva y creativa para la promoción del aprendizaje participativo basado en proyectos y problemas; con capacidad para generar un clima de respeto en el aula. Saber enseñar al alumno a Aprender a Aprender, Aprender a Hacer y Aprender a Ser Contenido Temático Unidad No. 1 ESPECIFICACIONES DEL MICROCONTROLADOR Objetivo particular Describir la función de cada terminal de un Microcontrolador y sus características de C.D. Demultiplexar y acoplar los buses del Microcontrolador e interpretar los diagramas de temporización Hrs. estimadas 18 F1331 Microcontroladores 3 de 10

4 Temas Resultados del aprendizaje Sugerencias didácticas Estrategias y criterios de evaluación 1.1. Arquitectura básica según Von Neumann y Harvard Terminales y funciones del Microprocesador 1.3. Demultiplexión y acoplamiento del canal Bases de tiempo y C.I. periféricos 1.5. Temporización y sincronización del canal 1.6. Comunicación entre el Microcontrolador y la memoria Características de los dispositivos de E/S 1.8. Estructuras de Interrupciones y Transferencia por interrupciones 1.9. Mecanismos de vector: Almacenados en memoria y en el dispositivo Dispositivo de entrada y salida del Microcontrolador Introducción. Modos de comunicación serie. Desarrollar la capacidad de abstraer un microcontrolador (MC). Desarrollo de inventiva para integrar el MC en circuitos o sistemas eléctricos y electrónicos. Desarrollo del pensamiento práctico. Asociar las aplicaciones del MC con las ciencias y los procesos reales. Desarrollo de proyectos en aplicaciones prácticas. Desarrollo de habilidades para simular circuitos que contengan MC mediante software de simulación. GENERAL 1.- Indicar a los estudiantes las habilidades que la materia fortalecerá su perfil de egreso. 2.- Diagnostico para determinar el grado de habilidades que posee el estudiante y que son necesarias para el curso. 3.- Diagnostico para determinar las formas de aprendizaje de los estudiantes y que serán tomadas para rediseñar las estrategias de aprendizaje. 4.- El proceso educativo estará basado en: Aprender a aprender, aprender a hacer, aprender a ser. PARTICULARES DEL TEMA. 1.- Exposición del profesor y de estudiantes 2.- Lectura de literatura relacionada con microcontroladores. Tareas Prácticas Participación individual y grupal Exposiciones F1331 Microcontroladores 4 de 10

5 1.12. El estándar I2C, niveles de tensión, Circuitos de interfase Velocidad de comunicación con periféricos. 3.- Organizadores previos 4.- Realización de problemas. 5.- Trabajo en equipo. 6.- Elaboración de mapas conceptuales Unidad No. 2 INSTRUCCIONES DEL MICROCONTROLADOR SELECCIONADO Objetivo particular El alumno desarrollara programas para utilizar microcontroladores. Hrs. estimadas 17 Temas Resultados del aprendizaje Sugerencias didácticas Estrategias y criterios de evaluación 2.1 Controlador y Microcontrolador 2.2 Diferencia entre microprocesador y microcontrolador 2.3. Aplicaciones de los microcontroladores 2.4. Recursos comunes a Desarrollo del pensamiento crítico para lograr el funcionamiento óptimo de circuitos que estén integrados por el MC y otros componentes 1.- Exposición del profesor y de estudiantes 2.- Lectura de literatura relacionada con aplicaciones de microcontroladores. 3.- Realización de prácticas de laboratorio. 4.- Realización de Prácticas Participación individual y grupal Exposiciones F1331 Microcontroladores 5 de 10

6 todos los microcontroladores Arquitectura básica El procesador o CPU Memoria Puertas de Entrada y Salida Reloj principal problemas. 5.- Trabajo en equipo. 6.- Elaboración de mapas conceptuales 2.5. Recursos especiales Temporizadores o Timers Perro guardián o Watchdog Protección ante fallo de alimentación o Brownout Estado de reposo ó de bajo consumo Conversor A/D (CAD) Conversor D/A (CDA) Comparador analógico Modulador de anchura de impulsos o PWM Puertas de comunicación Herramientas para el desarrollo de aplicaciones. F1331 Microcontroladores 6 de 10

7 Unidad No. 3 Programas con microcontroladores Objetivo particular Desarrollar programas con Microcontroladores Hrs. estimadas 20 Temas Resultados del aprendizaje Sugerencias didácticas Estrategias y criterios de evaluación 3.1. CARACTERÍSTICAS RELEVANTES Arquitectura Segmentación Formato de las instrucciones Juego de instrucciones Todas las instrucciones son ortogonales Arquitectura basada en un banco de registros Diversidad de modelos de microcontroladores con prestaciones y recursos diferentes Herramientas de soporte potentes y 1.- Clasificar el conjunto de instrucciones de los microcontroladores. 2.- Usar herramientas de programación para los microcontroladores. 3. Desarrollar programas y usar los bancos de memorias de los microcontroladores 4.- Desarrollo del pensamiento práctico. 5.- Asociar las aplicaciones del MC con las ciencias y los procesos reales. 1.- Exposición del profesor y de estudiantes 2.- Lectura de literatura relacionada con aplicaciones de microcontroladores. 3.- Realización de prácticas de laboratorio. 4.- Realización de problemas. 5.- Trabajo en equipo. 6.- Elaboración de mapas conceptuales 7.- Inicio Planteamiento aplicaciones Tareas Prácticas Participación individual y grupal Exposiciones Examen Parcial F1331 Microcontroladores 7 de 10

8 económicas para la programación Las clasificaciones de los microcontroladores La clasificación de 8 terminales Clasificación baja o básica, con instrucciones de 12 bits Clasificación media, con instrucciones de 14 bits Clasificación alta, con instrucciones de 16 bits 3.3. Los registros de la clasificación media Organización de la memoria de datos Registros específicos Repertorio de instrucciones para las clasificaciones bajas, medias y altas Características generales Definiciones y abreviaturas Introducción a la programación en ensamblador y Lenguaje C Ejemplos de programas. F1331 Microcontroladores 8 de 10

9 Unidad No. 4 DISEÑO DE UN SISTEMA CON MICROCONTROLADOR Objetivo particular Diseñar y Construir un sistema basado en MC Hrs. estimadas 25 Temas Resultados del aprendizaje Sugerencias didácticas Estrategias y criterios de evaluación 4.1. Establecimiento del problema Establecimiento del transductor a utilizar y la ecuación del sistema Diseño del Hardware y la interfase análoga Procedimiento de calibración Diseño del Software Programa de aplicación Prueba y depuración del programa de aplicación. 1.-Desarrollo de proyectos en aplicaciones prácticas. 2.-Desarrollo de habilidades para simular circuitos que contengan MC mediante software de simulación. 1.- Exposición del profesor y de estudiantes 2.- Lectura de literatura relacionada con aplicaciones de microcontroladores. 3.- Realización de prácticas de laboratorio. 4.- Realización de problemas. 5.- Trabajo en equipo. 6.- Elaboración de mapas conceptuales Prácticas Participación individual y grupal Exposiciones Examen Parcial Proyecto Final F1331 Microcontroladores 9 de 10

10 Bibliografía básica 1.- Vesga, J. C. (2008). Microcontroladores Motorola-Freescale. Alfaomega. 2.- Valdés, F. y Pallas, R. (2007). Microcontroladores. Marcombo. 3.- Galeano, G. (2009). Programación de sistemas embebidos, Alfaomega. 4.- García, E. (2008). Compilador C, CCS y Simulador Proteus para PIC. Alfaomega-Marcombo. 5.- Reverter, Ferran y Pallas, Ramón (2009). Circuitos de Interfaz directa sensor- microcontrolador. Alfaomega- Marcombo. Bibliografía complementaria 1.- Luque, David (2006). Electrónica Digital Y Microprogramable. Alfaomega- Rama. 2.- Palacios, Enrique y Remiro Fernando (2009). Microcontroladores PIC16F84. Alfaomega-Rama. 3.- Bolton, William (2008). Mecatrónica, (3 a ed). Alfaomega. F1331 Microcontroladores 10 de 10