Circuitos Digitales I

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UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL
FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA E INFORMÁTICA
SÍLABO
ASIGNATURA: CIRCUITOS DIGITALES I
1.
CÓDIGO: 8F0011
DATOS GENERALES:
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
1.10
Departamento Académico
Escuela Profesional
Ciclo de estudios
Créditos
Condición
Requisito
Horas de clases semanal
Horas de clases total
Profesor responsible
Año académico
: Ingeniería Electrónica e Informática
: Ingeniería Mecatrónica.
: III Ciclo – Segundo Año
: 04
: Obligatorio
: Ninguno
: 05 (Teoría 03 – Práctica 02)
: 85
: Gabriel Percy Michhue Vela
Sumoso
: 2014-I Huamán
2.
SUMILLA:
La asignatura Circuitos Digitales I es de naturaleza teórico-práctico e
introduce al estudiante en los fundamentos de hardware del
procesador, necesarios para comprender su estructura lógica
circuital. Se empleará metodologías de análisis y diseño de los
sistemas digitales, constituido por módulos combinacionales,
aritméticos y secuenciales dando énfasis a las herramientas de
simulación computacional y la implementación en tarjetas de
prototipos.
3.
COMPETENCIA GENERAL:
Analiza, diseña e implementa correctamente los circuitos integrados
combinacionales y secuenciales del procesador, valorando sus
respectivas aplicaciones.
4.
ORGANIZACIÓN DE LAS UNIDADES DE APRENDIZAJE:
UNIDAD
DENOMINACIÓN
Nº DE HORAS
I
Herramientas
matemáticas
para
el
análisis y diseño de circuitos digitales, análisis
y diseño de circuitos combinacionales.
35
II
Análisis y diseño con bloques aritméticos.
Dispositivos lógicos programables. Análisis y
diseño
de
circuitos
secuenciales con unidades básicas bi estables.
40
Evaluaciones
Total Horas:
10
85
1
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FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA E INFORMÁTICA
5.
PROGRAMACIÓN DE LAS UNIDADES DE APRENDIZAJE:
UNIDAD I: HERRAMIENTAS MATEMÁTICAS PARA EL ANÁLISIS Y
DISEÑO DE CIRCUITOS COMBINACIONALES, ANÁLISIS Y DISEÑO
DE BLOQUES COMBINACIONALES.
Competencia específica 1: Conoce y aplica las identidades de Boole,
sistemas de numeración y mapas de Karnaugh. Analiza e identifica las
características técnicas de los dispositivos semiconductores y circuitos
integrados.
Competencia específica 2: Analiza, diseña,
circuitos combinacionales.
simula e implementa
.
Contenidos:
CONCEPTUAL
Introducción al curso.
Sistemas electrónicos
analógicos, sistemas
digitales. Sistemas de
numeración.
Operaciones aritméticas
en complemento a 2 y
Códigos binarios.
Álgebra de Boole
Tecnologías de Circuitos
Integrados.
Funciones lógicas,
SOP, POS, Mini-términos,
maxi-términos, Mapas de
Karnaugh.
PROCEDIMENTAL
Analiza y a plica las
reglas de los sistemas
de numeración para la
conversión entre las
bases.
Efectúa
operaciones
aritméticas
en
complemento a dos.
Identifica, reconoce los
códigos
binarios de
los
sistemas
de
transmisión de datos.
ACTITUDINAL
Escucha
las
indicaciones
del
profesor y se interesa
por la secuencia que
establece el profesor
para el desarrollo del
contenido teórico.
Demuestra habilidad
manual en el uso de
Circuitos integrados y
sus aplicaciones.
Analiza, simplifica
empleando álgebra de
Boole e implementa
circuitos lógicos de las
funciones en forma de
arreglos AND-OR,ORAND
Participa y ayuda a
sus compañeros en
la solución de los
problemas planteados
en clase y laboratorio.
Aplica el mapa de
Karnaugh de 2, 3, 4, 5
variables.
Disposición para el
aprendizaje y participa
activamente con sus
compañeros.
2
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Análisis y diseño de
circuitos combinacionales.
Diseña e implementa
circuitos
combinacionales
empleando
la
metodología.
Analiza,
diseña
e
Análisis y diseño con
implementa circuitos
bloques combinacionales
con bloques
(Codificador Decodificador). combinacionales
decodificares y
codificadores.
Perseverancia en la
solución
de
problemas planteados
en clase.
Actitud sólida para
apoyar en el avance
y
mejora
de
desempeño de sus
compañeros
en
clase.
Análisis y diseño con
bloques
combinacionales,
(Multiplexores,
Demultiplexores)
Analiza,
diseña
e
implementa
circuitos Solidario para apoyar
con
bloques en el aprendizaje de
multiplexores
y sus compañeros.
demultiplexores.
Examen parcial
Resuelve los problemas Muestra
y ejercicios planteados. responsabilidad
ética
en
desarrollo
examen.
y
el
del
UNIDAD II: ANÁLISIS Y DISEÑO DE BLOQUES ARITMÉTICOS,
DISPOSITIVOS
LÓGICOS
PROGRAMABLES,
CIRCUITOS
SECUENCIALES
Competencia específica 1: Analiza y diseña circuitos con bloques
aritméticos e implementa circuitos combinacionales en dispositivos
lógicos programables.
Competencia específica 2: Analiza, diseña, simula e implementa
circuitos secuenciales síncronos y asíncronos. Se usara un CPLD junto
con la herramienta de simulación del fabricante (Quartus II de Altera).
Contenidos:
CONCEPTUAL
Análisis y Diseño con
bloques Aritméticos
(Sumadores,
Comparadores).
PROCEDIMENTAL
Analiza, diseña e
implementa circuitos
bloques aritméticos,
implementando
circuitos con
dispositivos
integrados.
ACTITUDINAL
Responsabilidad
en el
cumplimiento
de los
trabajos y desarrollo de
actividades
de
aprendizaje.
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Dispositivos lógicos
programables PLD, PLD
combinacionales.
Analiza, diseña e
implementa circuitos
diversos empleando
dispositivos PLDs
combinacionales.
Observa y pregunta
en clase sobre el
desarrollo de la parte
teórica
y
ejercicios
desarrollados en clase.
Fundamentos de circuitos
secuenciales: Circuitos
Latch, Biestables, Timer
555.
Analiza y aplica los
circuitos Latch y el
modo Astable del
Timer
para
su
aplicación.
Disposición para el
aprendizaje
y
participa activamente
con sus compañeros.
Circuitos
secuenciales, Tipos de Flip
Flop. Diagramas temporales
de los Flip Flop, entradas
síncronas y asíncronas.
Análisis temporal de
circuitos secuenciales
síncronos y asíncronos,
Metodología.PLD
secuenciales
Análisis de circuitos
secuenciales
síncronos y
asíncronos.
Diseño de circuitos
secuenciales síncronos
y asíncronos.
Examen final
6.
Conoce, diferencia y
aplica los tipos de
Perseverancia
en
la
Flip Flop y efectúa el
solución de problemas
análisis temporal de
planteados en clase y
cada uno de ellos.
laboratorio.
Analiza los circuitos
secuenciales
y
obtiene el diagrama
temporal aplicando la
metodología,
implementa diseños
de
circuitos
secuenciales
en
PLDs
Analiza los circuitos
secuenciales
síncronos
y
asíncronos aplicando
la metodología.
Diseña los circuitos
secuenciales
síncronos
y
asíncronos aplicando
la
metodología
respectiva.
Resuelve
los
problemas
y
ejercicios planteados.
Actitud
sólida
para
apoyar en el avance y
mejora de desempeño de
sus compañeros
en
clase.
Demuestra
interés y
apertura hacia el avance
tecnológico.
Responsabilidad en
el cumplimiento de los
trabajos y desarrollo de
actividades
de
aprendizaje.
Muestra
responsabilidad y ética
en
la
solución del
examen.
ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS:
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Utilización de herramientas computacionales para la simulación de
diseños lógicos e implementación en tarjetas electrónicas.
Utilización de la metodología activa participativa.
Exposición, participación y diálogo conjunto del estudiante y el
docente.
Desarrollo de tareas para ser elaboradas por los estudiantes en casa.
Dinámicas grupales de análisis de soluciones analíticas de casos
presentados en clase.
Prácticas Calificadas. Se consideran cuatro prácticas calificadas, dos
en la primera unidad y dos en la segunda unidad más un proyecto
final.
7.
MEDIOS Y MATERIALES:
Documentos impresos y manuscritos: Libros, folletos, revistas,
entre otros materiales impresos.
Material audiovisual e informático: Simulador lógico digital, Quartus
II (Altera).
Otros materiales: Módulos de laboratorio.
Equipos: Computadora, Proyector multimedia, ecran.
8.
EVALUACIÓN:
Se realizarán evaluaciones escritas y orales durante todas las clases y se
evaluará trabajos prácticos.
La estructura a considerar será la siguiente:
Promedio de prácticas calificadas: PC= ( PC1 + PC2+ PC3 + PC4) /4
Proyecto Final
: ProF
Promedio de Laboratorio
: PL
Promedio de Prácticas
: PP = (PC+PL+2*ProF)/4
Examen Parcial
: EP
Examen Final
: EF
Promedio final
9.
: PF= (EP +EF+PP) /3
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
FLOYD, THOMAS L. Fundamentos De Sistemas Digitales. 9ª
Edición: Prentice Hall, 2006. ISBN: 9788483220856.
WAKERLY, JOHN F. Diseño Digital Principios Y Prácticas. 3ª Edición.
Pearson Prentice Hall México. 2006
ISBN: 9789702607205.
5
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FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA E INFORMÁTICA
TOKHEIM, ROGER L. Electrónica Digital, 7ª edición: McGraw-Hill/
interamericana de México, 2008 ISBN: 9789701066676.
ANTONIO J. GIL PADILLA; FERNANDO REMIRO DOMÍNGUEZ;
LUIS MIGUEL CUESTA GARCIA. Lógica Digital y Microprogramable.
Grado Superior. 3ª edición. McGraw- Hill/INTERAMERICANA DE
ESPAÑA, 2007.
RONALD TOCCI, NEALD WIDMER. SISTEMAS DIGITALES,
Principios y aplicaciones. Décima edición. Prentice Hall México, 2007.
ISBN: 9789702609704.
GARCIA ZUBIA, JAVIER y ANGULO MARTINEZ, IGNACIO.
Sistemas Digitales y Tecnología De Computadores. 2ª edición:
THOMSON
PARANINFO,
S.A,
2007:
ISBN:
9788497324861.
FLOYD, THOMAS L. Principios de Circuitos Eléctricos. 8º edición.
Pearson Educación 2007.
RAMOS PEINADO GERMAN. Diseño Electrónico Con OrCAD.1º
edición. Universidad Politécnica de Valladolid 2008.
Novo Pio. Lógica digital y Microprogramable: Editorial Marcombo
,2008 (en línea).
Charles Roth Jr., Fundamento De Diseño Lógico. Thompson 2005.
Alan B. Marcovitz. Diseño Digital. Mc Graw Hill. Interamericana
2005,2002
Bibliografía de problemas
ALMOACID PUCHE, G., Desarrollo y Aplicaciones de Sistemas
Digitales, Paraninfo, 1995.
BAENA, C. y OTROS, Problemas de Circuitos y Sistemas Digitales,
Ed. McGraw-Hill, 1997.
LÓPEZ, P. y MARTÍNEZ, J.M., Sistemas Digitales (Problemas). Publ.
U.P. Valencia, 1987.
OJEDA CHERTA, F., Problemas de Electrónica Digital, Ed. Paraninfo,
1994.
PADILLA, I., Ejercicios de Electrónica Digital,
Servicio
de
Publicaciones de la E.T.S.I. Telecomunicación, Madrid. 1989.
VELASCO, J. y OTERO, J., Problemas de Sistemas Electrónicos
Digitales, Ed. Paraninfo, 1995.
Bibliografía complementaria
CARTER, J. W., Digital Designing with Programmable Logic Devices,
Ed. Prentice Hall, 1997.
HAYES, J.P., Introducción al Diseño Lógico Digital, Ed. AddisonWesley Iberoamericana, 1996.
Miguel
de
Priego,
Arturo,
Simulador
TTL
lógico.
http://www.tourdigital.net/SimuladorTTLconEscenarios.htm
6
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