Sistemas Digitales. Carrera: IngenierÄa ElÇctrica. ELC Participantes Representante de las academias de la carrera

Transcripción

1 1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Carrera: Clave de la asignatura: Horas teoräa-horas pråctica-crçditos Sistemas Digitales IngenierÄa ElÅctrica ELC HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de elaboraciçn o revisiçn Instituto TecnolÉgico de Morelia, del 31 de mayo al 4 de junio del Institutos TecnolÉgicos de Orizaba, Saltillo y Tlalnepantla, de junio a octubre del Instituto TecnolÉgico de MÇrida, del 18 al 22 de octubre del Participantes Representante de las academias de la carrera de IngenierÄa ElÇctrica de los Institutos TecnolÉgicos. Academia de la carrera de IngenierÄa ElÇctrica. ComitÇ de ConsolidaciÉn de la carrera de IngenierÄa ElÇctrica. Observaciones (cambios y justificaciçn) ReuniÉn Nacional de EvaluaciÉn Curricular de la carrera de IngenierÄa ElÇctrica. AnÅlisis y enriquecimiento de las propuestas de los programas diseñados en la ReuniÉn Nacional de EvaluaciÉn Curricular. DefiniciÉn de los programas de estudio de la carrera de IngenierÄa ElÇctrica. 3.- UBICACION DE LA ASIGNATURA a) RelaciÇn con otras asignaturas del plan de estudios Anteriores Posteriores Asignaturas Temas Asignaturas Temas - UtilizaciÉn de Controladores Instrumentos de LÉgicos medicién Programables Mediciones ElÇctricas - LÉgica combinacional - LÉgica secuencial - Memorias - Registros

2 b) AportaciÇn de la asignatura al perfil del egresado Analizar, diseñar y construir sistemas digitales combinacionales y secuenciales. 4.- OBJETIVO(S) GENERALES(ES) DEL CURSO ObtendrÅ los conocimientos, habilidades y herramientas para el anålisis y diseño de sistemas digitales combinacionales y secuenciales, asä como el uso de dispositivos légicos programables. 5.- TEMARIO Unidad Temas Subtemas 1 Fundamentos de sistemas digitales y numçricos 1.1 Fundamentos de los sistemas digitales SeÑales analégicas y digitales RelaciÉn entre los sistemas analégicos y los sistemas digitales 1.2 Sistemas numçricos y cédigos Sistemas numçricos. Bases numçricas. ConversiÉn entre bases. Operaciones con las diferentes bases CÉdigos. NumÇricos. AlfanumÇricos. DetecciÉn y correccién de error. 2 Ölgebra Booleana, compuerta y familias 2.1 Compuertas Tablas de verdad Compuertas simples Compuertas compuestas 2.2 Ölgebra booleana y teoremas de DeMorgan Teoremas Leyes Postulados MinimizaciÉn de funciones de circuitos. 2.3 Familias TTL CMOS.

3 5.- TEMARIO (ContinuaciÇn) Unidad Temas Subtemas 3 LÉgica combinacional. 3.1 MinitÇrminos y maxitçrminos. 3.2 Universalidad de las compuertas. 3.3 MinimizaciÉn de funciones Karnaugh Quine McCluskey (apoyo computacional) 3.4 ImplementaciÉn de circuitos combinacionales con SSI Sumador, restador, comparador, complemento a dos, multiplicador. 3.5 ImplementaciÉn de circuitos combinacionales con MSI Circuitos aritmçticos Multiplexores. Directo. Una variable residual. Dos variables residuales Demultiplexores Decodificadores Codificadores Displayás. 4 Dispositivos légicos programables. 4.1 Tipos CaracterÄsticas Funcionamiento. 4.2 ProgramaciÉn HDL. (utilizando el software especäfico para el programador universal) Lenguaje de descripcién del hardware. (HDL) Fundamentos de lenguaje HDL Elementos de lenguaje Declaraciones båsicas. 4.3 ImplementaciÉn de circuitos combinacionales con PLDás.

4 5.- TEMARIO (ContinuaciÇn) Unidad Temas Subtemas 5 LÉgica secuencial 5.1 Fundamentos de elementos secuenciales. asäncrona Tipos, caracterästicas y funcionamiento Flip Flop. R-S. T. D. J-K Tipos de pulsos de reloj Conversiones entre Flip Flops Contadores. 6.- APRENDIZAJES REQUERIDOS Habilidad de lectura y comprensién de textos en inglçs. Destreza en el manejo de equipo de medicién. Habilidad de un lenguaje de programacién. Habilidad en metodologäas de investigacién documental. Destreza en tçcnicas de comunicacién humana. (Trabajo en equipo) 7.- SUGERENCIAS DIDÉCTICAS Estimular al alumno al desarrollo de su pensamiento légico y creativo. Propiciar la investigacién mediante la bàsqueda y seleccién de los temas del curso. DiseÑar pråcticas para que el alumno las desarrolle en el laboratorio y solicitar el informe correspondiente. Estimular la participacién en clase. Fomentar el uso de software en el diseño de sistemas digitales. Promover la solucién de problemas referentes a los temas vistos en clase. Estimular la formacién de comunidades de aprendizaje. (Trabajo en equipo) Fomentar en la academia la generacién de proyectos integrales de las materias que involucren a los microcontroladores, microprocesadores, la electrénica digital y los controladores légicos programables. Coordinar la bàsqueda y seleccién documental de temas para la elaboracién de un anteproyecto. Realizar visitas industriales en donde se puedan observar aplicaciones de los sistemas digitales

5 8. SUGERENCIAS DE EVALUACIÑN Revisar los reportes y actividades realizadas en el laboratorio de acuerdo con un formato previamente establecido. Aplicar exåmenes escritos considerando que no sea el factor decisivo para la acreditacién del curso. Considerar la participacién en las actividades programadas en la materia: o ParticipaciÉn en clase. o Cumplimiento de tareas y ejercicios. o ExposiciÉn de temas. o Asistencia. o Paneles. o ParticipaciÉn en congresos o concursos. Propiciar la realimentacién continua de los temas vistos. Considerar el desempeño integral del alumno. Revisar el desarrollo de la investigacién documental. 9. UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1: Fundamentos de Sistemas Digitales y NumÅricos. El estudiante conocerå las bases de las señales analégicas y digitales. AplicarÅ las propiedades de los sistemas numçricos en operaciones numçricas båsicas y cédigos. Buscar y seleccionar informacién general de los sistemas y cédigos numçricos. Aprender a diferenciar entre señales analégicas y digitales. Realizar ejercicios de conversién entre sistemas numçricos. Realizar operaciones aritmçticas båsicas con sistemas numçricos. Realizar representaciones con los cédigos. Identificar los cédigos 8421, ASCII, BCD, UNICODE, GRAY, CRC, paridad

6 Unidad 2: Élgebra Booleana, Compuertas y Familias LÇgicas. AplicarÅ el Ålgebra booleana en la minimizacién de funciones légicas y conocerå las familias Buscar y seleccionar informacién general acerca del Ålgebra booleana, compuertas y familias Identificar y comparar las familias Realizar demostraciones de los teoremas de DeMorgan, Boole y de los postulados. Realizar reducciones de funciones Unidad 3: LÇgica Combinacional. DiseÑarÅ y construirå circuitos combinacionales mediante dispositivos SSI y MSI. Buscar y seleccionar informacién general acerca de circuitos combinacionales. Realizar reducciones de funcionas Representar funciones légicas con minitçrminos y maxitçrminos. DiseÑar y construir circuitos combinacionales utilizando dispositivos SSI y MSI

7 Unidad 4: Dispositivos LÇgicos Programables (PLD s). AplicarÅ dispositivos PLD en circuitos de légica combinacional. Buscar y seleccionar informacién acerca de PLDás y lenguaje de programacién. Aplicar las tçcnicas de diseño en la implementacién de sistemas combinacionales utilizando PLDás. Aplicar las tçcnicas de programacién de PLDás basado en el software disponible. Simular y programar los PLDás para la implementacién de circuitos de légica combinacional utilizando la paqueteräa de software seleccionado Unidad 5: LÇgica Secuencial AsÄncrona. AnalizarÅ y diseñarå circuitos secuenciales asäncronos. 5.1Buscar y seleccionar informacién acerca de los dispositivos secuenciales asäncronos. 5.2 Comprobar los circuitos combinacionales y secuenciales. 5.3 Analizar y diseñar circuitos secuenciales asäncronos. 1, 2, 3 4, 7, 9 10, FUENTES DE INFORMACIÑN

8 1. Floyd. Fundamentos de sistemas digitales Ed. Prentice Hall. (EdiciÉn mås reciente) 2. Tocci, R. J. Sistemas digitales, Principios y aplicaciones Ed. Prentice Hall. 3. Mano, Morris. LÉgica digital y diseño de computadoras Ed. Prentice Hall. 4. Acha, Castro, PÇrez y Rioseras. ElectrÉnica digital, introduccién a la légica digital, teoräa, problemas y simulacién Ed. Alfaomega. 5. Fletcher, William. Engineering approach to digital design Ed. Prentice Hall. 6. Wakerly, John F. DiseÑo digital, principios y pråcticas. 7. Manuales de datos TTL y CMOS (Texas Instruments) 8. Manuales de datos PLDás. 9. Manual de software de aplicacién (simulacién, aplicacién y programacién de PLDás) 10.Nashelsky, Louis Fundamentos de sistemas digitales Ed. Noriega Limusa 11.Nelson, Victor P., Nagle, H. Troy, Irwin, J. David AnÅlisis y diseño de circuitos légicos digitales Ed. Prentice Hall.

9 11.- PRÉCTICAS PROPUESTAS. ConstrucciÉn de circuitos para comprobar la tabla de verdad de las compuertas ConstrucciÉn de circuitos para comprobar las funciones légicas utilizando las familias ConstrucciÉn de los siguientes circuitos combinacionales utilizando légica SSI: a. Sumador. b. Restador. c. Comparador. d. Complemento. e. Multiplicador. ConstrucciÉn de circuitos combinacionales utilizando HDL: a. Circuitos aritmçticos. b. Multiplexores. c. Directo d. Una variable residual. e. Dos variables residuales. f. Demultiplexores. g. Decodificadores. h. Displayás. ConstrucciÉn de circuitos secuenciales asäncronos utilizando HDL: a. Flip Flop. b. R S. c. T. d. D. e. J K. f. Contadores. g. Registros.