FCBI - Universidad de los Llanos

UNIVERSIDAD DE LOS LLANOS
VICERRECTORIA ACADEMICA
SECRETARIA TECNICA DE ACREDITACION
FACULTAD:
PREGRADO:
POSTGRADO:
Nro
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Ciencias Básicas e Ingeniería
Ingeniería Electrónica
CARACTERISTICAS
DENOMINACION DEL CURSO:
CODIGO:
AREA:
CURSO PROGRAMATICO:
PERIODO ACADEMICO:
NATURALEZA
CARÁCTER:
CREDITOS:
TOTAL INTENSIDAD HORARIA
Intensidad de trabajo presencial
Intensidad de trabajo independiente
10. JUSTIFICACION:
INFORMACION
Circuitos Digitales I
612202
Profesional
Introducción a la ingeniería
Teórico - práctica
Obligatoria
4
192 horas
96 horas
96 horas
La asignatura de Circuitos Digitales I es de especial importancia en la formación profesional del estudiante
de Ingeniería Electrónica, ya que en los sistemas digitales la información se representa en forma discreta
(cero lógico y uno lógico) teniendo como base el Álgebra de Boole y esta a su vez es el punto de partida
para el análisis y optimización de los circuitos combinacionales. Por esta razón el curso inicia con el
estudio del sistema de numeración binario y el Álgebra de Boole, para finalizar con la utilización de Lógica
reconfigurable y la Lógica secuencial.
11. PROPOSITOS:
Comprender los principios fundamentales del diseño de sistemas digitales
Comprender los fundamentos del Álgebra Booleana, necesarios para el análisis y diseño de
sistemas digitales
Comprender las diferentes técnicas de síntesis, simplificación e implementación de sistemas
combinacionales
Analizar, diseñar e implementar sistemas digitales de baja y mediana complejidad
Comprender los diferentes dispositivos lógicos reconfigurables.
Comprender las características internas de los diferentes circuitos integrados utilizados en la
electrónica digital.
12. COMPETENCIAS QUE DESARROLLARA EL CURSO:
El curso desarrolla en el estudiante habilidades y destrezas en el análisis, diseño e
implementación de soluciones óptimas utilizando circuitos tanto combinacionales, secuenciales y
técnicas de descripción de hardware.
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13. DIMENSIONES DE LAS COMPETENCIAS QUE DESARROLLA:
COGNITIVA
PRAXIOLOGICA
ACTITUDINAL
Comprensión
de
los
conceptos matemáticos de
los sistemas numéricos que
permiten
explicar
el
funcionamiento y operación
de los sistemas digitales.
Generalización de las reglas
y propiedades del álgebra
de
boole
para
la
simplificación
de
expresiones lógicas.
Dominio
en
la Disposición para el
representación de trabajo en equipo
códigos binarios.
Iniciativa para el
Manipulación
y planteamiento
de
operación
de soluciones
circuitos
lógicos tecnológicas
combinacionales
Valoración
y
Manipulación
y compromiso social y
operación
de ambiental.
circuitos
secuenciales
con
dispositivos
digitales del tipo
flip-flop
COMUNICATIVA
El estudiante se inicia
en
la
correcta
utilización y manejo
del lenguaje propio de
los circuitos digitales,
específicamente
el
RTL
(Register
Transfer Language) y
los lenguajes HDL
(Hardware
Description
Language)
Comprensión
del
funcionamiento
de
los
dispositivos que conforman
los
sistemas
digitales
combinacionales
y Dominio,
secuenciales.
identificación
y
explicación de las
diferentes
Comprensión
de
los características
de
fundamentos, propiedades y los
dispositivos
características operativas de reconfigurables
y
las familias lógicas digitales. su utilización en la
construcción
de
Comprensión
del soluciones
funcionamiento
de
los combinacionales de
dispositivos
de lógica gran integración.
reconfigurable.
14. UNIDADES TEMATICAS:
UNIDAD TEMATICA
ESTRATEGIA
PEDAGIGICA
1.Sistema de numeración binario, -Cátedra
operaciones y códigos
-Talleres
-Mapas
1.1 Sistema binario
conceptuales
1.2 Números binarios con y sin signo.
1.3 Operaciones
aritméticas
de
números binarios con y sin signo.
RECURSOS
PEDAGOGICOS
-Computador
portátil
-Video Beam
-Aula.
TIEMP.
PRES.
TIEMP.
INDEP.
6
6
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1.4 Representación de números en
punto flotante.
1.5 Operaciones
aritméticas
con
números en punto flotante.
2 Fundamentos
de
circuitos -cátedra
lógicos.
-Talleres
-Laboratorio
2.1 Ecuaciones booleanas en producto
de sumas y suma de productos.
2.2 Implementación de funciones con
compuertas lógicas.
2.3 Ejemplos de diseño de circuitos en
suma de productos o productos de
suma.
2.4 Diseño de circuitos combinacionales
básicos usando herramientas CAD.
3 Simplificación
de
circuitos -cátedra
lógicos
-Talleres
-Laboratorio
3.1 Formas
suma
de
productos
(minterminos) y producto de sumas
(maxterminos).
3.2 Mapas de Karnaugh para funciones
lógicas de 5 y 6 variables.
3.3 Condiciones de no importa.
3.4 Algoritmo de Quine-Mccluskeyn o
método de tabulado para seis
variables en adelante.
4 Circuitos lógicos Combinatorios
4.1 Decodificadores binarios de n
líneas.
4.2 Decodificadores BCD a 7
segmentos.
4.3 Registros de 3 estados.
4.4 Codificadores.
4.5 Multiplexores y demultiplexores.
4.6 Generadores de paridad.
4.7 Comparadores.
4.8 Circuitos aritméticos.
4.9 Sumador y restador de 4 bits.
4.10 Sumador BCD.
4.11 Unidad aritmética y lógica ALU.
4.12 Multiplicador combinatorio.
4.13 Diseño, síntesis e
implementación de circuitos
-cátedra
-Talleres
-Laboratorio
-Computador
portátil
-videoBeam
-aula
-laboratorio.
6
6
-Computador
portátil
-videoBeam
-aula
-laboratorio.
6
6
-Computador
portátil
-videoBeam
-aula
-laboratorio.
12
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utilizando descripción de hardware
(VHDL).
5 Dispositivos
Lógicos -cátedra
Programables.
-Talleres
-Laboratorio
5.1 Diseño lógico hoy día.
5.2 Herramientas computacionales
utilizadas en las metodologías de
diseño descendente (top/down).
5.3 Herramientas para la
automatización del diseño
electrónico (EDA tools).
5.4 Principios y aplicaciones de los
dispositivos lógicos. programables
como los PALs y los PLDs.
5.5 Programación en lenguaje HDL.
Nota: Este capítulo se debe integrar a
todo el desarrollo del curso.
6 Cerrojos y flip-flop.
-cátedra
-Talleres
6.1 Definición de la lógica secuencial.
-Laboratorio
6.2 Cerrojos con compuertas.
6.3 Estado metaestable.
6.4 Interruptor sin rebote.
6.5 Flip-Flops.
6.6 Flip-Flops construidos con
compuertas de transmisión e
inversores.
7 Contadores y registros
-cátedra
-Talleres
7.1 Contadores de propagación.
-Laboratorio
7.2 Contadores sincrónicos.
7.3 Ejemplos de contadores en circuito
integrado.
7.4 Registros de corrimiento.
7.5 Contador en anillo.
7.6 Circuitos integrados para relojes.
8 Análisis y Diseño de Circuitos -cátedra
-Talleres
Secuenciales.
-Laboratorio
8.1 Teoría de máquinas de estado
(FSM).
8.2 Análisis y diseño de circuitos
secuenciales sincrónicos.
8.3 Análisis de circuitos secuenciales
asincrónicos.
8.4 Ejemplos de Control Secuencial
-Computador
portátil
-videoBeam
-aula
-laboratorio.
6
6
-Computador
portátil
-videoBeam
-aula
-laboratorio.
6
6
-Computador
portátil
-videoBeam
-aula
-laboratorio.
12
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-Computador
portátil
-videoBeam
-aula
-laboratorio.
12
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9 PLDs Secuenciales.
9.1 Arquitectura de diversos PLDs
secuenciales.
9.2 Ejemplos de programación.
10 Memorias.
10.1 Aspectos Generales sobre
Memorias.
10.2 Memorias de Acceso Aleatorio.
10.3 Memorias de solo Lectura
(ROM).
10.4 Aplicaciones de las Memorias.
10.5 Memorias comerciales.
11 Procesadores digitales.
11.1 Configuración.
11.2 Arquitectura de un
microcomputador.
11.3 Decodificadores.
11.4 Puertos.
11.5 Memorias.
11.6 Instrucciones en lenguaje
ensamblador.
11.7 Microcontroladores.
15. SISTEMA DE EVALUACION
-cátedra
-Talleres
-Laboratorio
-cátedra
-Talleres
-Laboratorio
-cátedra
-Talleres
-Laboratorio
-Computador
portátil
-videoBeam
-aula
-laboratorio.
-Computador
portátil
-videoBeam
-aula
-laboratorio.
-Computador
portátil
-videoBeam
-aula
-laboratorio.
6
6
12
12
12
12
96
96
Dos parciales escritos universales e individuales……………………………………….30%
Trabajo en clase e independiente…………………………………………………….………..5%
Laboratorio…………………………………………………………………………………………….…25%
Proyecto final……………………………………………………………………………………………20%
Examen Final……………………………………………………………………………………..….…20%
16. FUENTES BIBLIOGRAFICAS:
16.1 FUENTES DE CONSULTA BASICA
FLOYD, Thomas L. Fundamentos de sistemas digitales, Prentice Hall, 7ed.
TOCCI. Sistemas Digitales principios y aplicaciones, Prentice Hall, 6ed.
WAKERLY. Diseño digital principios y prácticas, Prentice Hall.
MANO. Diseño digital, Prentice Hall
TOKHEIM, ROGER. Principios digital, Prentice Hall
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NELSON, VICTOR P. Análisis y diseño de circuitos lógicos digitales, Prentice Hall
Maxinez, David G. El arte de programar sistemas digitales.
16.2 FUENTES DE CONSULTA PARA PROFUNDIZACION:
BROWN S. Fundamentals of Digital logic with VHDL Design, McGraw Hill, 2000.
Hwang, Enoch O. Microprocessor Design, Principles and Practices With VHDL, Brooks / Cole 2004
Pedroni, Volnei A. Ciruit design with VHDL, MIT Press, Cambridge Massachusetts, London,
England, 2004.
16.3 Fuente de consulta e-libro
Computación IV Diseño de los sistemas digitales: combinatorios, secuenciales, funcionales e
iterativos Autor: Ibarra Quevedo, Raúl Serrano López, Miguel
Diseño VHDL de sistemas digitales sobre dispositivos lógicos programables FPGAS
Autor: Ballesteros Larrotta, Dora María Piraján Aranguren, Alexis Javier
17. RECURSOS Y MEDIOS TECNOLOGICOS:
Computador
Video beam
Equipos electrónicos de laboratorio
18. RECURSOS HUMANOS (Equipo profesional que participará en el desarrollo del curso)
Docente Ingeniero Electrónico, con experiencia en el diseño de sistemas digitales basados en
circuitos integrados y dispositivos reconfigurables.