UNIDAD CURRICULAR: CIRCUITOS DIGITALES I. Prof. Marín Washington M. Eje de Formación Prelación HAD HTIE FUNDAMENTACIÓN

Transcripción

1 PROGRAMA ANALÍTICO FACULTAD: INGENIERÍA ESCUELA: INGENIERÍA ELECTRÓNICA UNIDAD CURRICULAR: CIRCUITOS DIGITALES I Código de la Escuela Código Período Elaborado por Fecha Elaboración Plan de Estudios V Prof. Marín Washington M. Octubre Eje de Formación Prelación HAD HTIE Unidades de Crédito Práctica - Profesional Electrónica I HAD: Horas de Acompañamiento Docente Semanales HTIE: Horas de Trabajo Independiente del Estudiante Semanales FUNDAMENTACIÓN La lógica digital trata de la interconexión, puesta en marcha y funcionamiento entre componentes digitales. A Ingenieros y Técnicos Electrónicos, no sólo les corresponde identificar los componentes electrónicos y detectar fallos a resolver, reemplazando dichos componentes, sino que además deben estar en capacidad de diseñar dispositivos que resuelvan problemas en la industria o en su lugar de trabajo. Por ejemplo, la necesidad de automatizar procesos siempre está latente en su vida profesional, para ello requiere, el manejo de la lógica digital, su aplicación en el funcionamiento de los circuitos integrados y, por ende, el manejo y diseño de circuitos con lógica combinatoria y secuencial. Al alcanzar un buen nivel de diseño lógico, su espectro laboral se amplía enormemente, pues las posibilidades de adentrarse en procesos de automatización se le facilitarán enormemente, solo requerirá profundizar en procesos de control usando microcontroladores. A nivel de comunicaciones tendrá las herramientas para interpretar el rol de los diferentes dispositivos y desarrollarlos; bastará con que profundice en la transmisión de señales y las redes de comunicación. En síntesis con una buena comprensión del diseño de circuitos digitales se abre todo su espectro para que estos profesionales potencien su accionar. Esta unidad curricular fortalece las siguientes competencias genéricas del Ingeniero Electrónico: Capacidad de análisis y síntesis. Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas. Capacidad para tomar decisiones con iniciativa, creatividad y razonamiento crítico.

2 COMPETENCIAS DEL PERFIL PROFESIONAL VINCULADAS CON LA UNIDAD CURRICULAR La unidad curricular Circuitos Digitales I inicia al estudiante en el estudio de la electrónica digital y está relacionada directamente en el desarrollo de las siguientes competencias específicas en la carrera: Aplica conocimiento de los fundamentos de la electrónica. Aplica el enfoque sistémico en el análisis y resolución de problemas. Aplica estándares de calidad en el desarrollo y evaluación de soluciones electrónicas. COMPETENCIAS DE LA UNIDAD CURRICULAR Las siguientes competencias comprenden la unidad curricular: Diseña circuitos digitales combinatorios. Construye circuitos multiplexores y demultiplexores. Reconoce el funcionamiento de los componentes y circuitos secuenciales. Diseña circuitos secuenciales basados en máquinas de estados finitos. Construye aplicaciones con circuitos secuenciales. MÓDULOS MÓDULO I. CONCEPTOS INTRODUCTORIOS, CONVERSIONES Y OPERACIONES CON LOS DIFERENTES SISTEMAS DE NUMERACIÓN Conceptos de circuitos y sistemas digitales, magnitudes continuas y discretas. Sistemas de numeración: decimal, binario, octal y hexadecimal. Conversión entre sistemas de numeración. Representación de magnitudes binarias con signo: magnitud verdadera, complemento 1 y complemento 2. Operaciones aritméticas con números binarios. Sistemas de representación: BCD, GRAY, X3, otros. Reconoce las magnitudes discretas y continuas. Cambia el valor de una magnitud entre los diferentes sistemas de numeración. Calcula operaciones aritméticas con magnitudes binarias. Codifica magnitudes binarias usando sistemas de representación. MÓDULO II. TEOREMAS LÓGICOS Y SIMPLIFICACIÓN DE FUNCIONES Operaciones lógicas. Estudio de las familias lógicas, análisis de las familias TTL

3 y CMOS. Leyes de Boole y Teoremas de De Morgan. Tablas de la verdad, Minterm y Maxterm. Simplificación de expresiones, mapas de Karnaugh. Identifica circuitos digitales según la estructura interna de fabricación. Expresa circuitos digitales usando operaciones lógicas. Simplifica circuitos digitales usando leyes de algebra booleana. MÓDULO III. CODIFICADORES y DECODIFICADORES. Codificación y decodificación. Codificadores: decimal a BCD con prioridad, BCD a 7 segmentos (para display ánodo común y cátodo común), codificadores binarios de posición. Diseño de codificadores y decodificadores. Emplea codificadores y decodificadores en aplicaciones con circuitos digitales. Estructura circuitos digitales comerciales codificadores y decodificadores. Diseña circuitos digitales codificadores y decodificadores. MÓDULO IV. MULTIPLEXORES (MUX) Y DEMULTIPLEXORES (DEMUX) Multiplexación y demultiplexación, diseño de multiplexores (MUX) y demultiplexores (DEMUX). Distingue entre los conceptos Multiplexación y Demultiplexación. Diseña MUX y DEMUX según requerimientos y recursos de una situación específica. MÓDULO V. FUNDAMENTOS DE FLIP-FLOPS (FF) y Circuitos Secuenciales. Lógica secuencial y sistemas secuenciales. Circuitos biestables, tipos de Flip-Flop (FF): RS, JK, D, T. Registros de desplazamiento, análisis de circuitos secuenciales. Distingue entre lógica combinatoria y secuencial. Identifica los componentes estructurales de lógica secuencial. Opera las estructuras de circuitos secuenciales. Interpreta el funcionamiento de los diferentes Registros. Examina circuitos secuenciales. MÓDULO VI. Diseño de Circuitos Secuenciales Máquinas de estados finitos: Mealy y Moore. Diagramas de estados para secuenciadotes. Máquinas de estados para detectores de secuencia. Implementación de circuitos secuenciales. Memorias: RAM Y ROM, memorias no volátiles EEPROM.

4 Contrasta los modelos de máquinas de estados finitos. Construye secuenciadores. Describe los diferentes tipos de memorias. ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS Pruebas escritas cerradas Trabajos escritos Tareas en casa Prácticas de laboratorio Proyectos de desarrollo ESTRATEGIAS DE EVALUACIÓN El estudiante desarrolla sus competencias a través del trabajo individual y grupal en un ambiente de permanente autoevaluación de resultados. La evaluación de las competencias se hace a través estrategias que permiten medir la evolución del aprendizaje, en cuanto al logro individual y grupal de los objetivos planteados. Los resultados de los proyectos presentados se conservan operativos y se exhiben al inicio del próximo semestre a fin de estimular el interés de los estudiantes que se inician en el estudio de electrónica digital. Pruebas escritas Trabajos escritos Resolución de problemas Exposiciones Proyectos de desarrollo REFERENCIAS Antonio Lloris, Alberto Prieto. (1997) Sistemas Digitales. España: Editorial Mc. Graw Hill. Hall.Tokheim Roger. (2008) Electrónica Digital: Principios y aplicaciones. España: 7ma Ed. Mc.Graw Hill. Marcovitz Alan B. (2006) Diseño Digital. España: Editorial Mc. Graw Hill. Morris Mano. (2008) Circuitos Digitales. México: Editorial Prentice Hall. Morris Mano. Michael D. Ciletti. (2009) Digital Design, 5/E. México: Editorial Prentice

5 Nelson V, Nagle H, Carroll B. (1996) Digital Logic Circuit Analysis and Design. New York: Editorial Prentice Hall.