ELECTRÓNICA DIGITAL Y MICROCONTROLADORES

ELECTRÓNICA DIGITAL Y MICROCONTROLADORES

OBJETIVO GENERALDiseñar sistemas electrónicos digitales básicos apoyándose en sus principios y leyes, inculcando el sentido de responsabilidad, creatividad, pensamiento analítico y trabajo en equipo para el desarrollo de proyectos en el área de la ingeniería biomédica.

METODOLOGÍA

• Clases magistrales• Laboratorios• Análisis• Diseño• Simulación

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CONTENIDO

• Sistemas digitales

• Sistemas combinacionales de mayor integración

• Sistemas secuenciales

• Microcontroladores2/20


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PRÁCTICAS DE LABORATORIO OBJETIVO GENERAL

1. Compuertas digitales (2 horas)

Clasificar las diferentes compuertas digitales de acuerdo a su

respuesta lógica.

2. Sistema digital en FPGA (2 horas)

Implementar un sistema combinacional básico en una FPGA

3. Sistema digital combinacional (2 horas)

Diseñar un sistema digital basado en lógica combinacional.

4. Sistema digital secuencial (2 horas)

Diseñar un sistema digital basado en lógica secuencial.

5. Microcontroladores (programación en lenguaje

ensamblador (2 horas)

Implementar una aplicación básica con microcontroladores

programados en lenguaje ensamblador.

6.Sistema basado en microcontroladores (2 horas)

Implementar una aplicación completa de microcontroladores

(programación + hardware).


EVALUACIÓN

• Parcial (20%) martes 14 de septiembre

• Final (30%) martes 16 de noviembre. Tema: Todo.

• Laboratorios (20%) -6-

• Proyecto integrador (15%)

• Exámenes cortos (15%) -5-

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BIBLIOGRAFÍA

MARCOVITZ, Alan B. Diseño digital. 2 ed. México: McGraw-Hill, 2005. (621.395/M321).MANO, M. Diseño Digital. 3 ed. México: Prentice Hall, 2003. (621.395/M877).FLOYD, Thomas L. Fundamentos de sistemas digitales. 7 ed. Upper Saddle River: Pearson/Prentice Hall, 2000. (621.382/F645/7ed).ANGULO, José María y ANGULO, Ignacio. Microcontroladores PIC: la solución en un chip. 5 ed. México : McGraw-Hill, 2006. (004.24/C965m/5ed).VALDÉS, Fernando E. y PALLÁS, Ramón. Microcontroladores: fundamentos y aplicaciones con PIC. México: Alfaomega S.A. 2007. (004.24/V145).UYEMURA, John. Diseño de sistemas digitales. 6. ed. México: Prentice-Hall, 1997.MANO, Morris. y KIME, Charles. Fundamentos de diseño lógico y de computadores. México: Pearson, 1998. (621.39/M875/3ed).ANGULO, José María y ANGULO, Ignacio. Microcontroladores PIC: diseño práctico de aplicaciones. Primera parte: el PIC16F84. Lenguajes PBASIC y ensamblador. 3 ed. Madrid: McGraw-Hill, 2003. (004.24/A594).KIME, Charles R. y MORRIS, M. Fundamentos de diseño lógico y de computadores. 3 ed. Madrid : Pearson/Prentice Hall, 2005. (621.39/M875).BROWN, Stephen y VRANESIC, Zvonko. Fundamentals of digital logic with VHDL design. 3 ed. New York: McGraw-Hill, 2009. (621.395/B877/3ed). MORRIS, M. Diseño digital. 3 ed. México: Pearson/Prentice Hall, 2003. (621.395/M877).GARCÍA, Eduardo. Compilador C CCS y simulador Proteus para microcontroladores PIC. México: Alfaomega S.A. 2008. (005.45/G216). 5/20

CAPITULO 1: SISTEMAS DIGITALES1.1 INTRODUCCIÓN: Mundo discreto

6/20Forma natural de las señales. Tiene infinitos puntos: función continua

http://elizabethredmond.greenoptions.com/files/images/electric%20generator_0.jpg

http://static.howstuffworks.com/gif/cd-sample0.gif

CAPITULO 1: SISTEMAS DIGITALES1.1 INTRODUCCIÓN: Mundo discreto o muestreado

7/20Tiene puntos finitos: Señal discontinua

http://nexus404.com/Blog/2007/04/18/animated-led-clock/ http://thestereobus.com/wp-content/uploads/2008/01/sampled_signal.png

Digitalización de una señal analógica

8/20http://rodrigocadiz.com/imc/html/img156.png

Muestreada (tiempo)

Analógica

Cuantizada (Amplitud)

Digital (Tiempo-ampitud)

Sistema de conversión A/D-D/A

9/20http://images.apple.com/uk/pro/techniques/connectingguitar/images/image_connectingguitar2.jpg

Analógico Digital AnalógicoConversión A/D Conversión D/A

Sistema de conversión A/D-D/A

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Filtro antialising

ConversorA/D

Procesamiento digital

ConversorD/A

Filtro anti-imagen

Salida analógica

Entrada analógica

Proceso de cuantización

11/20http://www.webkinesia.com/games/images/

Resolución en amplitud

Proceso de muestreo

12/20http://zone.ni.com/images/reference/en-XX/help/371361B-01/loc_eps_samples.gif

Resolución temporal

Teorema del muestreo

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Teorema de Shanon-Nyquist: Para reproducir fielmente una señal analógica se debe muestrear como mínimo al doble del máximo componente frecuencial de la señal

señalladefreccompMaxfmuestreodeFrecuenciafff

s

m

sm

::

*2

El filtro antialising garantiza que la señal a muestrear tenga un rango definido de frecuencias

Representación de señales digitales

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Estados lógicos: Los valores que toma una señal digital se construyen a partir de una representación de dos estados lógicos

Apagado

Encendido

http://www.hispapanels.com/tienda/images/onoffon.jpg

http://www.opencockpits.com/catalog/images/onoff.jpg

http://www.artistsvalley.com/images


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Funciones lógicas: Es la relación que se establece entre dos variables lógicas

Interruptor BombillaApagado Apagado

Encendido Encendido

I BFalso Falso

Verdadero Verdadero

I B0 01 1

Tabla de verdad

Variables lógicas


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Funciones lógicas de varias variables

SW1 SW2 L10 00 11 01 1

SW1

SW-SPST

SW2

SW-SPST

L112V

BAT19V


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Funciones lógicas de varias variables

SW3 SW4 L20 00 11 01 1

SW3

SW-SPST

SW4

SW-SPST

L212VBAT2

9V

Compuertas lógicas

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Son representaciones esquemáticas de funciones lógicas, tienen su propia tabla de verdad y permiten la formación de diagramas lógicos

http://lc.fie.umich.mx/~jfelix/LabDigI/Practicas/P4/Lab_Digital_I-4_html_m41e0209.png

Compuertas lógicas

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Construcción circuital

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Compuertas lógicas

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Construcción circuital

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