Lógica y Circuitos Digitales 2009

PROGRAMA DE LÓGICA Y CIRCUITOS DIGITALES
Carrera: Ingeniería Informática
Ubicación dentro del Plan de Estudios: 3° año, 1° cuatrimestre
Carga Horaria: 5 Hs./Sem. – Total: 80 hs.
Materias Correlativas:
Docentes:
- Titular / Asociado / Adjunto a Cargo: Alejandro Silvestri
- Adjunto a cargo: Carlos Bronzini
- Adjunto: Marcos Bamonte
- Jefe de Trabajos Prácticos / Ayudante:
Objetivos
-
-
Introducir al alumno en la relación entre la informática y la electrónica, a
través de las técnicas digitales, para formar criterios amplios sobre las
posibilidades de ambas disciplinas, que le permitirán comprender el
alcance de las nuevas tecnologías que surjan en el futuro.
Aprender la programación de bajo nivel, en Assembler, como medio para
la comprensión de los elementos fundamentales de la informática.
Temario Analítico
UNIDAD 1 - Introducción al mundo digital
Historia del desarrollo de las técnicas digitales en el marco del desarrollo de las
ciencias físicas. Aplicación de las técnicas digitales. Las técnicas digitales
como capa intermedia entre la electrónica y el lenguaje Assembler. Magnitudes
físicas analógicas. Señales analógicas. Señales digitales
UNIDAD 2 - Electrónica de las compuertas
Repaso de electrotecnia: Leyes de Ohm, Kirchoff, Teoremas de superposición,
Thevenin y Norton. Estructura interna: compuertas NOT, AND, NAND, OR y
NOR con transistores MOS-FET. Parámetros eléctricos de las compuertas
electrónicas. Hojas de datos. Hoja de datos de las compuertas. Hojas de datos
del conversor BCD/7 segmentos 4511. Familias lógicas: CMOS. Carrera.
Tiempos de respuesta.
UNIDAD 3 - Multivibradores
Carga del capacitor. Multivibradores monoestables o retardos. Multivibradores
1
estables u osciladores. Osciladores a cristal. Energía de conmutación. Potencia
de conmutación. Capacidades y resistencias parásitas. Limitación de velocidad
de conmutación.
UNIDAD 4 - Puertas lógicas
Álgebra de Boole. Puertas NOT, AND y OR. Expresiones y operadores. Tablas
de verdad. Mapas. Teorema de De Morgan. Otras puertas: NAND, NOR y
XOR. Puertas AND y OR como puertas controladas. Síntesis de tablas: ORAND, AND-OR, NAND y NOR. Puerta XOR como inversor controlado. Hoja de
datos del conversor de BCD/7 segmentos 4511.
UNIDAD 5 - Sistemas de numeración
Binario. Hexadecimal. Complemento a uno. Operaciones en binario. Binario en
complemento a dos. Operaciones en complemento a dos. Código BCD.
Circuito sumador completo. Sumador de n bits. Fast carry.
UNIDAD 6 - Latches y flips-flops
Realimentación digital positiva. Latch RS asincrónico. F/F RS y D sincrónicos
por nivel. F/F RS, D y JK sincrónicos por flanco. Estructura interna de los slipflops. Tablas de verdad.
UNIDAD 7 - Circuitos digitales
Decodificador o selector. Multiplexor. Demultiplexor. Cerrojos (latch). Registros
de desplazamiento. Divisor de frecuencia. Contador up/down preseteables y de
módulo arbitrario. Método de simplificación: Método Tabular de QuineMcCluskey. Máquina de estados.
UNIDAD 8 - Modulador de ancho de pulso
Modulador de ancho de pulso (MAP). Ancho de pulso. Carga inductiva y carga
resistiva. Rendimiento energético. Rango dinámico. Modulador modelo.
Aplicaciones.
2
UNIDAD 9 - Conversión digital a analógica
Conversión digital a analógica. Conversión por división resistiva. R2R.
DAC0810. Error de digitalización. Linealidad. Granuralidad o resolución.
Cantidad de bits. Cantidad de bits con error. Frecuencia de muestreo.
Principio de Nyquist.
UNIDAD 10 - Conversión analógica a digital
Conversión analógica a digital. Conversión flash. Conversión escalera.
Conversión por aproximaciones sucesivas. ADC0804: diseño interno,
funcionamiento y aplicaciones. ADC interno de un microcontrolador.
UNIDAD 11 - Memorias
Memorias RAM. Memorias ROM. Memorias EPROM. Memorias Flash. Bus de
datos. Bus de direcciones. Líneas de control. Gráficos temporales: ciclos de
lectura y escritura, tiempo de acceso. El MM6264.
UNIDAD 12 - Microcontroladores
Introducción a los microcontroladores.
Estructura interna.
Lenguaje
assembler. Ports. Barrido de teclado. Comunicación serie. Interrupciones.
Timers.
Bibliografía
Básica:
Digital Fundamentals – Thomas Floyd.
Manual de hojas de datos de integrados digitales, línea CD4000.
Hojas de datos de microcontroladores PIC.
Microntrolador PIC16F84. Desarrollo de proyectos - Palacio-Remiro-López Alfaomega.
Microcontroladores PIC. Diseño práctico de aplicaciones. 2ºParte. PIC16F87X y
PIC18FXX (2da edición) - Angulo Usategui, Romero Yesa, Angulo Martínez
- McGraw Hill
De Consulta:
Electrónica Digital - Cuesta-Gil, Padilla-Remiro. Ed. Mc Graw-Hill.
Principios Digitales - Roger Tokheim. Ed. Mc Graw-Hill.
3
Metodología de Enseñanza y Evaluación
El proceso de aprendizaje se desarrollará a través de los siguientes métodos:
 Investigación individual y grupal
 Prácticas de Laboratorio
 Proyección de diapositivas
La metodología de Evaluación para aprobar la condición de Cursada de la
materia y estar habilitado para rendir Examen Final consistirá en aprobar todas
y cada una de las siguientes evaluaciones:





prácticas de laboratorio grupales
examen individual oral sobre las prácticas de laboratorio
resumen de clase oral e individual
investigación individual o grupal, con exposición oral
exámenes parciales escritos
Cada práctica de laboratorio grupal tendrá dos evaluaciones:


una grupal, sobre el entregable de la práctica, en la que influirá el
cumplimiento de la fecha de entrega, y
una individual, a partir de un examen oral sobre la práctica
Las investigaciones serán solicitadas por el profesor en las clases de teoría,
serán preferentemente grupales y tendrán tres entregables:



Presentación oral en clase
Diapositivas para la presentación
Informe
La evaluación comienza siendo grupal, y podrá diferir entre los miembros del
grupo de acuerdo a la calidad de exposición de cada uno.
Los exámenes parciales serán individuales y escritos, e incluirán temas
teóricos y de laboratorio.
El examen final consistirá de un examen escrito seguido de una evaluación
oral, dividida en tres partes:



Preguntas sobre el desarrollo del examen escrito
Exposición de un tema a elección del alumno
Preguntas sobre el resto del temario
Los exámenes parciales y final incluyen los temas de laboratorio, que consisten
en la experiencia adquirida a través de las prácticas, y los temas dictados en
ese recinto.
4
Cronograma de Actividades
Clase Semana
(2009)
1
09/Mar
2
16/Mar
3
23/Mar
4
30/Mar
5
06/Abr
6
13/Abr
7
20/Abr
8
27/Abr
9
04/May
10
11/May
11
18/May
12
25/May
13
01/Jun
14
08/Jun
15
15/Jun
16
22/Jun
Clase teórica
Unidad
1 - Introducción a la materia
2 - Electrónica de las compuertas
4 - Puertas lógicas
5 - Sistemas de numeración
6 - Latches y flip-flops
7 - Circuitos digitales
7 - Máquina de estados
1º parcial
8- Modulador de ancho de pulso
8- Modulador de ancho de pulso
9 - DAC y 10 - ADC
11- Memorias
12- Microcontroladores
3 - Multivibradores
2º parcial
Recuperatorios y entrega de notas
Laboratorio
Unidad
(Los Feriados, Parciales y Actividades especiales se indicarán en Negrita)
5