Nombre de la asignatura: Electrónica Digital Créditos: 2-4-6 Aportación al perfil Conocer y analizar la diferencia entre circuitos analógicos y digitales y la relación existente entre ellos. Analizar sistemas numéricos utilizados en sistemas digitales. Investigar, conocer, simplificar y aplicar las funciones booleanas en la solución de problemas. Diseñar, simular y construir circuitos lógicos combinacionales en la solución de problemas mecatrónicos. Diseñar, simular y construir circuitos lógicos secuenciales para el control de sistemas mecatrónicos. Objetivo de aprendizaje Conocer, diseñar y aplicar los circuitos digitales para el control de los diferentes sistemas mecatrónicos. Competencias previas Solución de problemas algebraicos. Análisis y solución problemas de circuitos eléctricos. Cálculo y medición de voltaje y corriente eléctrica. Conocimientos básicos de programación y manejo de paquetería de simulación. 1
Temario 1. Fundamentos de sistemas digitales Fundamentos de los sistemas digitales Señales análogas y digitales. Relación entre los sistemas análogos y los sistemas digitales 2. CÓDIGO Y SISTEMAS NUMÈRICOS o NÚMEROS BINARIOS o SISTEMAS NUMÈRICOS. o BINARIO o OCTAL o HEXADECIMAL o CONVERSIÒN ENTRE SISTEMAS NUMÈRICOS. o OPERCIONES BÀSICAS o SUMA o RESTA o MULTIPLICACIÒN o DIVISIÒN o CÒDIGOS BINARIOS Y ALFANUMERICOS o GRAY o BCD o ASCII o UNICODE 3. COMPUERTAS LÒGICAS COMPUERTAS BÀSICAS. o AND o OR o NOT o NAND o NOR o XOR FAMILIAS LÒGICAS o LÒGICA TRANSISTOR TRANSISTOR (TTL) o METAL ÓXIDO SEMICONDUCTOR (CMOS) o SILICIO SOBRE AISLANTE (SOI) o CARÁCTERISTICAS DEL FABRICANTE o COMPATIBILIDAD ENTRE FAMILIAS LÓGICAS ALGEBRA BOOLEANA o TEOREMAS Y POSTULADOS FUNDAMENTALES o FUNCIONES BOOLANAS SIMPLES o FUNCIONES BOOLEANAS COMPUESTAS SIMPLIFICACIÒN DE FUNCIONES BOOLEANAS o MINITÈRMINOS Y MAXITÈRMINOS o MAPAS DE KARNAUGH o MÈTODO DE QUINE-McCLAUSKY 2
4. CIRCUITOS COMBINACIONALES o PROCEDIMIENTO DE DISEÑO o CIRCUITOS COMBINACIONALES BÀSICOS o SIMULACIÒN DE LOS CIRCUITOS COMBINACIONALES o Multiplexores. o Demultiplexores. o Decodificadores. o Codificadores. o Indicadores numéricos (Display s) o DISPOSITIVOS LÒGICOS PROGRAMABLES o LENGUAJES VHDL 5. CIRCUITOS SECUENCIALES o TEMPORIZADORES o CIRCUITO 555 MODO MONOESTABLE o CIRCUITO 555 MODO ASTABLE o FLIP FLOPS o R-S o J-K o D o T o MAESTRO-ESCLAVO o DIAGRAMAS Y ECUACIONS DE ESTADO o CIRCUITOS SINCRONOS Y ASINCRONOS o CIRCUITOS SECUENCIALES BÀSICOS o Registros o Contadores o Memorias o DAC Y ADC o CIRCUITOS LÒGICOS PROGRAMABLES o DESCRIPCIÒN DE CIRCUITOS MEDIANTE VHDL 3
Definición de las competencias específicas Distinguir la diferencia entre los sistemas analógicos y digitales, asì como la combinación de ambos para su aplicación en el control de sistemas mecatrónicos. Analizar y aplicar los sistemas numéricos para el diseño de códigos binarios y la aplicación en circuitos lógicos. Conocer las compuertas lógicas y su combinación para construir circuitos para solucionar problemas en sistemas mecatrónicos. Diseñar, simular y construir circuitos secuenciales en dispositivos de alta escala de integración para utilizarlos y su aplicación en sistemas digitales e interfaces. 4
Sugerencias didácticas transversales para el desarrollo de competencias profesionales Promover el trabajo en equipo, para investigar y exponer sobre las tecnologías de integración de circuitos semiconductores. Diseñar circuitos lógicos apoyándose en software de simulación como multisim, OrCad, Proteus. Llevar a cabos prácticas con circuitos digitales combinacionales y secuenciales para verificar su funcionamiento con el uso de osciloscopio y multímetro. Programar circuitos digitales con uso de HDL Elaborar proyectos de aplicación para sistemas mecatrónicos. Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis de información en distintas fuentes. Propiciar el uso de las nuevas tecnologías en el desarrollo de los contenidos de la asignatura. Propiciar, en el estudiante, el desarrollo de actividades intelectuales de inducción-deducción y análisis-síntesis, las cuales lo encaminan hacia la investigación, la aplicación de conocimientos y la solución de problemas. Llevar a cabo actividades prácticas que promuevan el desarrollo de habilidades para la experimentación, tales como: observación, identificación manejo y control de de variables y datos relevantes, planteamiento de hipótesis, de trabajo en equipo. Desarrollar actividades de aprendizaje que propicien la aplicación de los conceptos, modelos y metodologías que se van aprendiendo en el desarrollo de la asignatura. Propiciar el uso adecuado de conceptos, y de ternimología científicotecnológica Proponer problemas que permitan al estudiante la integración de contenidos de la asignatura y entre distintas asignaturas, para su análisis y solución. Relacionar los contenidos de la asignatura con el cuidado del medio ambiente; así como con las prácticas de una ingeniería con enfoque sustentable. Observar y analizar fenómenos y problemáticas propias del campo ocupacional. Relacionar los contenidos de esta asignatura con las demás del plan de estudios para desarrollar una visión interdisciplinaria en el estudiante. 5
Prácticas Diseñar, simular y construir los circuitos que comprueben el funcionamiento de las compuertas OR, AND, NOT, NAND, NOR, EXOR. Diseñar, simular y construir los circuitos que comprueben el funcionamiento de los flip-flops RS, JK, T y D. Diseñar, simular y construir un circuito de registro utilizando flip-flops. Diseñar, simular y construir un circuito contador utilizando flip-flops. Diseñar, simular y construir un decodificador BCD a Siete segmentos que realice un conteo ascendente, descendente. Con el uso del lenguaje VDLH programar un circuito PAL o GAL que realice un conteo ascendente/descendente. 6
Criterios de evaluación: La evaluación de la asignatura se hará con base en siguiente desempeño: Trabajos de investigación Reporte de Prácticas Presentación de proyectos Examen teórico-práctico 7