UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE
Facultad de ingeniería
SILABO DEL CURSO
ELECTRONICA DIGITAL
(Período 2000-1)
I.
DATOS GENERALES
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
Carrera
: Ingeniería de Sistemas
Departamento
: Electrónica
Tipo de curso
: Obligatorio
Ciclo
: V
Créditos
: 4
Extensión horaria : Teoría (4 horas)
Duración
: 18 semanas
Prerrequisito
: Física Eléctrica.
Profesor
: Mg. José Soriano Alva
II.
DESCRIPCIÓN DEL CURSO
Esta asignatura, en su primera parte, da una visión de la naturaleza y utilidad de los circuitos
electrónicos digitales dentro de los sistemas modernos de ingeniería. Trata sobre las formas de
representación de los datos e información dentro de los computadores, y estudia las herramientas lógico matemáticas para la descripción y elaboración de soluciones hardware a problemas
del mundo real. Además, permite al alumno conocer la función y modo de funcionamiento de
cada una de las principales unidades lógicas elementales, así como aspectos de las tecnologías
digitales de implementación. En la segunda parte, se realiza el estudio de las unidades fundamentales de un computador, su modo de funcionamiento y las clases de programas que aquel requiere. Se presentan las características generales de las familias de procesadores centrales CISC y
las dos principales líneas de fabricación. Finalmente, trata sobre la estructura, función y modos
de explotación de algunos de los dispositivos esenciales de soporte al microprocesador.
III. PROGRAMACIÓN ACADÉMICA
Unidad I : INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS
Objetivos : Poseer un conocimiento general de la naturaleza, utilidad y posibilidades de la te cnología electrónica digital.
3.1.1 Sistema moderno de ingeniería :- Objetivos. Características. Elementos.
3.1.2 Mundo real :- Variables y magnitudes. Naturaleza de lo analógico y digital.
3.1.3 Electrónica digital :- Objetivo. Ventajas y requerimientos. Características. Tendencia.
Unidad II : SISTEMAS DE NUMERACIÓN Y CODIFICACIÓN DE LA INFORM ACIÓN
ELECTRÓNICA DIGITAL
-2-
Objetivo : Conocer los principales sistemas de representación de información utilizados en los
equipos informáticos.
3.2.1
3.2.2
3.2.3
3.2.4
Datos e información. Codificación de la información.
Sistemas de numeración :- Justificación. Sistemas útiles.
Representación de números sin signo y con signo. Aritmética binaria.
Sistemas de codificación. Códigos de detección/corrección de error.
Unidad III : ELEMENTOS DE LÓGICA DIGITAL
Objetivo : Conocer las herramientas y elementos lógicos que permiten la definición y descripción de soluciones a problemas de diversa naturaleza, para ser elaborados mediante ci rcuitos electrónico digitales o mediante programas de computadora .
3.3.1 Algebra booleana :- Función Booleana. Formas comunes de representación.
3.3.2 Minimización de funciones :- Método algebraico. Método gráfico de Karnaugh.
3.3.3 Funciones incompletamente especificadas.
3.3.4 Puertas lógicas :- Tabla de verdad y diagramas lógicos.
3.3.5 Universalidad de las puertas NAND y NOR.
3.3.6 Notación lógica de nivel activo.
Caso de estudio : Interpretación de diagramas lógicos y de tiempos proporcionados por
fabricantes de dispositivos o equipos.
Unidad IV : CIRCUITOS INTEGRADOS DIGITALES
Objetivo : Adquirir un conocimiento básico sobre aspectos físicos y eléctricos, y las capacidades y limitaciones de los componentes electrónicos empleados en la construcción de los sist emas digitales.
3.4.1 Circuitos integrados digitales :- características básicas. Escalas de integración. Puertas lógicas
básicas disponibles en circuitos integrados. Codificación de niveles lógicos mediante voltajes.
3.4.2 Familias lógicas :- Clasificación. Características. Comparación. Aplicaciones.
Unidad V : LOGICA COMBINACIONAL Y SECUENCIAL
3.5.1 Unidades combinacionales. Características. Unidades fundamentales.
3.5.2 Implementación de funciones lógicas mediante MUX y ROM.
3.5.3 Unidades secuenciales. Características. Tipos.
3.5.4 Señal de reloj :- Función. Parámetros.
3.5.5 Flip flops :- Tipos. Tablas de verdad. Símbolos. Diagramas de tiempo. Tablas de excitación.
3.5.6 Máquina de estados finitos. Asignación de estados. Tabla de estados.
3.5.7 Unidades secuenciales fundamentales.
Unidad VI
: ESTRUCTURA Y ORGANIZACIÓN BÁSICAS DE UN COMPUTADOR
DIGITAL
Objetivo : Conocer la estructura y organización básicas de las unidades que conforman un
computador digital, los principios que mantienen y persiguen las familias de microprocesad ores; así como los aspectos que caracterizan a las dos principales líneas de fabricación de microprocesadores CISC.
3.6.1 Clases de máquinas : cableadas, de programa almacenado, de programa externo.
3.6.2 Máquina Von Newman :- Características, ventajas, limitaciones.
3.6.3 Computador digital :- Unidades fundamentales. Estructura. Operaciones. Funcionamiento.
3.6.4 Características comunes de los microprocesadores. Familias de microprocesadores.
2
ELECTRÓNICA DIGITAL
3.6.5
3.6.6
3.6.7
3.6.8
-3-
Memoria principal :- Tipos de memoria de semiconductores. Tiempo de acceso.
Memoria lógica y memoria física. Espacios de direccionamiento y mapas, para la memoria y
E/S.
Ciclos de lectura y escritura : sobre memoria y sobre dispositivos de E/S.
Descodificación de dirección de memoria y de E/S.
Unidad VII
: DISPOSITIVOS Y PROCESADORES ESPECIALIZADOS ESENCIALES
EN UN SISTEMA BASADO EN MICROPROCESADOR.
Objetivo : Conocer la función, estructura y modos de utilización de importantes dispositivos
que sirven de soporte al microprocesador dentro de los computadores.
3.7.1 Temporizador programable. Estructura. Funcionamiento. Programación.
Caso de estudio : Temporización para la ejecución de un programa.
3.7.2 Controlador Programable de Interrupciones. Estructura del PIC 8259-Intel. Secuencia de
eventos. Programación.
Caso de estudio : Reloj de tiempo real. Ejecución periódica de tareas.
3.7.3 Controlador de Comunicaciones Seriales Asíncronas. Estructura del UART 8250 Intel. Funcionamiento. Programación.
Caso de estudio : Comunicación serial asíncrona entre computadoras.
IV.
ESTRATEGIAS INSTRUCCIONALES
4.1
Para alcanzar los objetivos cognoscitivos :
 Se proporcionará al estudiante indicaciones, motivaciones, y algunas veces guías o separatas que le permitan investigar y familiarizarse con el tema a ser estudiado.
 Presentación y/o ampliación del tema a través de exposición, haciendo uso de medios audiovisuales.
 Se hará demostraciones de módulos, unidades de hardware y/o programas, para ilustrar
 aspectos importantes de los temas estudiados.
 Complementar los conocimientos presentados en clase, mediante la lectura bibliográfica en
casa.
Para lograr las habilidades :
 Serán propuestos problemas y ejercicios para ser resueltos en casa.
 Se dejarán trabajos que conduzca al alumnos a realizar labores de análisis, diseño e implementación a través de experiencias de laboratorio.
Las actitudes se esperan formar mediante exposiciones u observaciones del alumno; también
mediante el debate sobre alternativas de solución a problemas, sus ventajas y restricciones, tomando para el análisis casos reales y prácticos.
4.2
4.3
V.
EVALUACIÓN
Durante el ciclo el alumno rendirá cuatro prácticas (PC) calificadas, un examen parcial, y un
examen final (EF). La nota final del curso será obtenida de la siguiente fórmula :
Nota_final = 0.5(PPC) + 0.2(EP) + 0.3(EF)
en donde :
PPC = Promedio de las cuatro prácticas calificadas.
EP = Examen parcial (de mitad de ciclo).
3
ELECTRÓNICA DIGITAL
-4-
EF = Examen final.
El alumno que resultara desaprobado, podrá someterse a un examen de recuperación para sustituir la nota del examen final, parcial o de alguna práctica calificada a la que no pudo asistir para
ser evaluado.
VI.
BIBLIOGRAFÍA
1) “Sistemas Digitales: Principios y aplicaciones"
Autor
: Ronal Tocci.
Editorial : Prentice Hall
2) “Electrónica Digital"
Autor
: Cuesta.
Editorial : McGraw Hill
3) "Diseño Digital - Principios y Prácticas"
Autor
: John Wakerly.
Editorial : Prentice Hall
4) “Fundamentos de Microprocesadores"
Autor
: Tokhein R.
Editorial : McGraw Hill
5) “Introducción al Diseño Lógico Digital"
Autor
: Hayes.
Editorial : Addison Wesley
6) "Los Microprocesadores Intel 8086-80486"
Autor
: Barry Brey
Editorial : Prentice Hall
Trujillo, marzo del 2000.
4