1 A. IDENTIFICACIÓN ASIGNATURA: ELECTRONICA DIGITAL II

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO
FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA E INGENIERÍA ELECTRÓNICA
A. IDENTIFICACIÓN
ASIGNATURA:
SIGLA:
SEMESTRE:
PRE-REQUISITO:
PROGRAMA:
ELECTRONICA DIGITAL II
ELT3722
SÉPTIMO – Ing. Electrónica, mención Telecomunicaciones
SÉPTIMO – Ing. Electrónica, mención Automática
ELT2680 ELECTRONICA DIGITAL I
INGENIERÍA ELECTRONICA
B. CONTRIBUCIÓN AL PERFIL
Metas:
Con ésta asignatura, se pretende que los alumnos adquieran conocimientos de diseño de sistemas
síncronos y asíncronos, así como conocer diversos tipos de circuitos digitales como conversores
analógicos digitales, digitales analógicos y otros.
1. Comprender el diseño de circuitos digitales síncronos, asíncronos en dos modos.
2. Analizar circuitos digitales, diseñar mediante metodologías.
3. Aplicar conocimientos de minimización para poder implementar circuitos.
4. Conocer diversos circuitos digitales presentes en todos los equipos tanto domésticos como
industriales.
5. Aprender a realizar proyectos monográficos en base a estándares ya vigentes..
6. Aprender a buscar aplicaciones prácticas de los diferentes temas de estudio.
Objetivos de la asignatura:
Al finalizar el curso, el alumno deberá ser capaz de analizar, diseñar circuitos digitales aplicados e
implementarlos en el laboratorio.
Contenido Mínimo:
Lógica secuencial síncrona.- Contadores.- Registros.- Introducción al VHDL - Memorias.- Lógica
secuencial asíncrona modo nivel.- Conversores Análogo digital y digital análogo.- Lógica secuencial
asíncrona modo pulso.- Circuitos especiales – Proyecto.
Descriptores:
Circuito digital. Diseño. Implementación. Simulación. Análisis. Aplicaciones prácticas. Investigación.
Competencias genéricas o transversales:
Competencia CGB1 (Contribución 2): Aplicar conocimientos de la materia en resolver problemas del
campo de ejercicio de la profesión.
Competencia CGB6 (Contribución 2): Aplicar métodos de investigación en los diferentes capítulos de la
asignatura.
Competencia CGB10. Entender términos en lengua extranjera más utilizada en estas tecnologías.
Competencias específicas de ingeniería
Competencia CEB16 (Contribución 3): Se aplica una metodología de resolución, que incide en el
ingeniero a saber resolver un problema.
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DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA E INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Competencia CEB18: El ingeniero al resolver un problema verifica los resultados ya sea con un método
de análisis, o mediante simulación o implementación.
Competencia CIB 20 (Contribución 3): El ingeniero diseña, desarrolla un método de resolución de un
problema para que cumpla un cometido y luego lo simula o implementa a fin de corroborar su hipótesis.
C. UNIDADES DE COMPETENCIA A DESARROLLAR EN LA ASIGNATURA
Habilidades y destrezas
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Diseñar un sistema digital
Utilizar herramientas analíticas para poder resolver problemas
Implementar circuitos digitales
Analizar un circuito digital de diversas topologías
Conocer características electrónicas de los dispositivos
Investigar diversos temas relacionados
Conocimientos
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Flip flops.
Registros de desplazamiento
Contadores electrónicos
Buffers
Interconexión de elementos
Conversores digitales y analógicos
Lenguajes de aplicación
Simulación de procesos
Investigación de diversos elementos
Proyecto
Actitudes
1. Puntualidad
2. Asistencia
3. Investigación
Valores
1. Respeto mutuo
2. Responsabilidad en el avance
D. PROGRAMA ANALÍTICO.
Unidad I: LOGICA SECUENCIAL SINCRONA
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
1.
Comprender clase de lógica empleada.
2.
Conocer un método de diseño.
Total 21 horas
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
Comprender
Conocer
Aplicar
Evidencias de desempeño:
Analiza el tipo de circuito a diseñar
Elabora un método bien definido de
diseño.
2
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3.
En el proyecto se verifican las aplicaciones Comprender
de este tipo de circuito.
Conocer
Aplicar
Temario:
Elige aplicaciones prácticas del
sistema.
12 horas
1.1 Introducción
1.2 Flip Flops síncronos
1.3 Ecuación de los flip flops
1.4 Análisis
1.5 Tabla de Estado.
1.6 Diagrama de Estado.
1.7 Ecuaciones de Estado.
1.9 Tablas de Excitación
1.10 Reducción de estados.
1.11 Asignación de estados.
1.12 Procedimiento de Diseño, Mealy y Moore.
Clase práctica CPI.1: Ejercicio de diseño completo
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
1.
Identifica y luego diseña
metodológicamente un circuito.
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
Laboratorio LI.1: Actividad del laboratorio
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos)
1.
Realizar un laboratorio de diseño
secuencial completo por semana
1.
2.
3.
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
Criterios de
ejecución:
Comprender
Comprender clase de lógica empleada.
Conocer
Aplicar
Conocer un método de diseño.
Comprender
Conocer
Aplicar
En el proyecto se verifican las aplicaciones Comprender
de este tipo de circuito.
Conocer
Aplicar
Temario:
Evidencias de desempeño:
Práctica realizada y simulada.
6 horas
Unidad II: CONTADORES
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
3 horas
Evidencias de desempeño:
Implementación en laboratorio
Total 6 horas
Evidencias de desempeño:
Analiza y entiende los diferentes
tipos a diseñar
Elabora un método bien definido de
diseño.
Elige aplicaciones prácticas del
sistema.
4 horas
2.1 Introducción
3
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2.2 Diseño de contadores
2.3 Diseño mediante ecuaciones de estado
2.4 Contadores en cascada.
2.5 Contadores serie 74
2.5.1 El contador 74160
2.5.2 El contador 74163
Clase Práctica SII.1: Ejercicio de diseño
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
1.
Diseña circuitos de varias formas.
1 horas
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
Laboratorio LII.1: Actividad del laboratorio
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos)
1.
Realizar un laboratorio de diseño de
contadores completo.
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
3.
Evidencias de desempeño:
Implementación en laboratorio
Total 6 horas
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
2.
Permite la familiarización del método
práctico.
2 horas
Unidad III: REGISTROS
1.
Evidencias de desempeño:
Criterios de
ejecución:
Comprender clase de registros empleados Comprender
Conocer
en los sistemas.
Aplicar
Conocer varios tipos de circuitos registros. Comprender
Conocer
Aplicar
En el proyecto se verifican las aplicaciones Comprender
de este tipo de circuito.
Conocer
Aplicar
Temario:
Evidencias de desempeño:
Comprende a que tipos de circuitos
se refiere el capitlo.
Elabora varios tipos de cicuitos que
sirven para tal fin.
Elige aplicaciones prácticas del
sistema.
4 horas
3.1 Introducción
3.2 Registros Entrada Serial Salida Serial
3.3 Registros Entrada Serial Salida Paralela
3.4 Registros Entrada Paralela Salida Serial
3.5 Registros Entrada Paralela Salida Paralela
3.6 Registros bidireccionales de desplazamiento
Clase Práctica SIII.1: Ejercicio de diseño
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
1.
Armado de un cricuito de registro.
1 horas
Criterios de
ejecución:
Comprender
Evidencias de desempeño:
Permite la utilización práctica.
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Conocer
Aplicar
Laboratorio LIII.1: Actividad del laboratorio
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos)
1.
Realizar un laboratorio de registros
2 horas
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
Unidad IV: INTRODUCCION AL VHDL
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
1.
2.
Conocer la descripción del hardware que
sirve para modelar, simular y sintetizar un
circuito lógico.
Comprender los fundamentos y los
conceptos fundamentales del lenguaje.
Evidencias de desempeño:
Implementación en laboratorio
Total 13 horas
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
Comprender
Conocer
Aplicar
Temario:
Evidencias de desempeño:
Utiliza descriptores para poder
realizar un pequeño diseño
Comprende los alcances de este
método
8 horas
4.1 Introducción
4.2 El lenguaje VHDL
4.3 Fundamentos del lenguaje
4.4 Elementos del lenguaje
4.5 Declaraciones básicas
4.6 Diseño secuencial
Clase práctica SIV.1: Ejemplos de diseño
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
1.
Diseño digital con VHDL
2 horas
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
Laboratorio LIV.1: Actividad del laboratorio
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos)
1.
Realizar un programa en VHDL
Comprende la transición de una
metodología a otra.
4 horas
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
Unidad V: MEMORIAS
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
Evidencias de desempeño:
Evidencias de desempeño:
Simulación en laboratorio
Total 13 horas
Criterios de
Evidencias de desempeño:
5
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1.
Conocer el desarrollo desde una memoria
antigua a una moderna.
2.
Conoce los nuevos tipos de memorias de
almacenamiento masivo.
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
Comprender
Conocer
Aplicar
Temario:
Compara distintos tipos de memoria
Recuerda nuevos tipos de memoria
8 horas
5.1 Introducción
5.2 Rom de mascara.
5.3 Memorias PROM.
5.4 Memorias EPROM
5.5 Memorias EEPROM
5.6 Memorias UVPROM
5.7 Memorias Flash
5.8 Memorias RAM Estáticas
5.9 Memorias RAM Estáticas asíncronas
5.10 Memorias RAM Estáticas de ráfaga
5.11 Memorias RAM Dinámicas diversos tipos
Clase práctica SV.1: Ejemplos de diseño
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
1.
Investigar alguna memoria de pc
2 horas
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
Laboratorio LV.1: Actividad del laboratorio
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos)
1.
Verificar en laboratorio una de estas
memorias
1.
Conocer la nueva técnica de diseño lógico
2.
Comprende la diferencia entre circuitos
con reloj a los asíncronos.
3.
Desarrolla una metodología de diseño.
Comprende el uso de estos
dispositivos.
4 horas
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
Unidad VI: LOGICA SECUENCIAL ASINCRONA MODO NIVEL
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
Evidencias de desempeño:
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
Comprender
Conocer
Aplicar
Comprender
Conocer
Aplicar
Evidencias de desempeño:
Practica en laboratorio
Total 21 horas
Evidencias de desempeño:
Conoce el método de diseño
Analiza un circuito previamente
diseñado
Comprende el método de diseño
6
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DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA E INGENIERÍA ELECTRÓNICA
4.
Conoce dos métodos de implementación.
Comprender
Conocer
Aplicar
Utiliza y conoce los circuitos ya
conocidos para implementar
Temario:
12 horas
6.1 Introducción
6.2 Análisis
6.3 Tabla de Transición
6.4 Tabla de Flujo
6.5 Condiciones de carrera Crítica
6.6 Condiciones de carrera no critica
6.7 Estabilidad diagrama de fusión
6.8 Circuitos con seguros (latches)
6.9 Implementación
6.10 Procedimiento de Diseño
Clase Práctica SVI.1: diseño de un circuito completo
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
1.
Diseña un circuito completo.
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
3 horas
Evidencias de desempeño:
Comprende en forma práctica el
método
Laboratorio LVI.1: Actividad del laboratorio
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
1.
Realización de ejercicios prácticos.
6 horas
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
Evidencias de desempeño:
Puede diseñar e implementar sus
diseños
Unidad VII: CONVERSORES DIGITAL ANALOGO Y ANALOGO DIGITAL
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
1.
Conocer la ubicación de estos elementos
en un sistema real.
2.
Comprende diferentes tipos de
conversores DAC y ADC.
3.
Conoce pros y contras de cada uno de los
tipos de conversores.
Temario:
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
Comprender
Conocer
Aplicar
Comprender
Conocer
Aplicar
Total 21 horas
Evidencias de desempeño:
Conoce y diferencia estos
conversores
Comprende sus funcionamientos
básicos.
Desarrolla una lógica de
especificación.
12 horas
7.1 Introducción
7.2 Localización en los sistemas reales
7
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7.3 Teorema del muestreo
7.4 Cuantificación
7.5 Circuito de Captura y Mantenimiento (Sample and Hold)
7.6 ADC de transformación directa
7.7 ADC contador
7.8 ADC de Transformaciones Sucesivas
7.9 ADC con Integrador Simple
7.10 ADC con doble rampa
7.11 DAC de ponderación binaria
7.12 DAC de escalera
7.13 Convertidor Voltaje Frecuencia.
Clase Práctica SVII.1: Investigacion nuevas clases de conversores
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
1.
Investiga algún tipo nuevo de conversor.
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
Laboratorio LVII.1: Actividad del laboratorio
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
1.
Simulación de conversores.
1.
Conocer la nueva técnica de diseño lógico
2.
Comprende la diferencia entre circuitos
asíncronos.
3.
Desarrolla una metodología de diseño.
4.
Conoce dos métodos de implementación.
Temario:
Evidencias de desempeño:
Al investigar, aplica ese
conocimiento a la vida real
6 horas
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
Unidad VIII: LOGICA SECUENCIAL ASINCRONA MODO PULSO
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
3 horas
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
Comprender
Conocer
Aplicar
Comprender
Conocer
Aplicar
Comprender
Conocer
Aplicar
Evidencias de desempeño:
Puede simular estos dispositivos
Total 21 horas
Evidencias de desempeño:
Conoce el método de diseño
Analiza un circuito previamente
diseñado
Comprende el método de diseño
Utiliza y conoce los circuitos ya
conocidos para implementar
12 horas
8.1 Introducción
8.2 Diferencias entre modo nivel y modo pulso
8.3 Circuitos Mealy
8.4 Circuitos Moore
8.5 Circuitos Incompletamente Especificados
8.6 Conversiones Mealy Moore
8
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Clase Práctica SVIII.1: diseño de un circuito completo
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
1.
Diseño de un circuito completo.
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
Laboratorio LVIII.1: Actividad del laboratorio
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
1.
Implementación de un diseño realizado.
1.
Conocer diferentes tipos de circuitos
especiales que constan de elementos ya
estudiados hasta aquí.
Evidencias de desempeño:
Aplica todos los conocimientos para
el diseño
6 horas
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
Unidad IX: CIRCUITOS ESPECIALES
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
3 horas
Evidencias de desempeño:
Puede implementar estos circuitos
Total 10 horas
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
Temario:
Evidencias de desempeño:
Conoce varios tipos de circuitos
8 horas
9.1 Introducción
9.2 Circuitos UART
9.3 Circuitos PAL y PLA
9.4 Circuitos GAL
9.5 Circuitos USB
Clase Práctica SIX.1: diseño de un circuito completo
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
1.
Descripción de un circuito completo.
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
Laboratorio LIX.1: Actividad del laboratorio
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
1.
Simulación de un circuito dado.
1 horas
Evidencias de desempeño:
Aplica todos los documentos para la
comprensión de estos circuitos
1 horas
Criterios de
ejecución:
Comprender
Conocer
Aplicar
Evidencias de desempeño:
Puede simular estos circuitos
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DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA E INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Proyecto 1: APLICACIÓN DE LOS CIRCUITOS DIGITALES
Criterios de ejecución y desempeño
Nº Acciones (objetivos):
1.
Criterios de
ejecución:
Realizar un proyecto de aplicación práctica Comprender
de cualquier tema de la materia.
Conocer
Aplicar
2 horas
Evidencias de desempeño:
Aplica dichos conocimientos a
realizar alguna aplicación práctica
de un sistema digital.
E. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
M. Morris Mano, Diseño Digital (tercera ed.). Pearson Prentice Hall, 2003.
John F. Wakerly, Diseño Digital Principios y Prácticas. Prentice Hall Hispanoamericana., Mexico,
1992.
Perez, Serafín Alfonso, Diseño de Sistemas Digitales con VHDL. Thomson, España, 2002.
Nelson, Victor P. Et. al, Analisis y Diseño de Circuitos Lógicos Digitales. Prentice Hall, Mexico, ,
1996.
Roth, Charles H. jr., Fundamentos de Diseño Lógico quinta ed.. Thomson México, 2005.
Tocci, Ronal J., Sistemas Digitales Principios y Aplicaciones Décima ed..Pearson, Prentice
Hall, Monterrey, 2007.
Floyd, Thomas L., Fundamentos de Sistemas Digitales séptima ed.. Prentice Hall, Madrid, 2000.
Marcovitz, Alan B., Diseño Digital segunda ed.. Mc Graw Hill, México, 2005.
Mandado, Enrique, Sistemas Electrónicos Digitales Septima Ed.. Alfaomega Marcombo,
Barcelona España, 1991.
F. CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO ENSEÑANZA-APRENDIZAJE – PEA
Organización del trabajo
Actividades de aprendizaje
HORAS PRESENCIALES
Teóricas (aula)
Magistrales
Proyecto
Horas
Horas
semana semestre
4
72
52
2
Laboratorio
2
40
Prácticas
Evaluaciones
Parciales
Final
1
20
8
6
2
TOTAL
7
140
1.4
28
10
2
16
10
10
HORAS NO PRESENCIALES
Preparación
Prácticas
Informes de simulación
Informes de laboratorio
Preparación de proyectos
Proyecto 1
0.5
Escenarios de
aprendizaje
Equipos y materiales didácticos
Aula
Aula
Apuntes asignatura, computadora,
data display, pizarra, marcadores.
Aula
Pizarrón y marcadores de agua.
Aula
Aula
Lápiz y papel
Lápiz y papel
Domicilio
Domicilio
Domicilio
Textos asignatura y consulta
Apuntes de la visita
Guía de laboratorio, computadora
Domicilio
Guía proyecto, apuntes asignatura
10
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Estudio individual
Búsqueda en internet
Consulta bibliográfica
Autoaprendizaje
TOTAL
2.1
4
42
8
6
28
80
Sala de Internet
Biblioteca
Domicilio
Computadora
Libros de consulta
Texto asignatura, libros y textos
Roles de desempeño
1.
2.
3.
4.
Estudiante: sujeto activo
Docente: facilitador
Auxiliar: colaborador
Laboratorio: aplicador
Necesidades de aprendizaje del estudiante
1. Conocimientos sólidos de digital I.
2. Simulación de circuitos.
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Evaluación
La evaluación de las competencias: habilidades y destrezas, conocimientos y actitudes adquiridas, se
realiza con base en: calificación de exámenes, Pequeñas investigaciones y prácticas de los temas
avanzados, y el proyecto final y su defensa que incide en la aplicación práctica de algún tema de la
materia. El ayudante realiza prácticas por su parte para ahondar en la parte de diseño.
Se complementa con el seguimiento docente mediante planillas de control de avance, se controla la
asistencia del alumno, y la entrega puntual de prácticas de cátedra que mejora la calificación final.
Formulario No. 1 Evaluación de competencia de los alumnos
COMPETENCIAS
Alumno
CGA1 CGA13 CEA15 CEA16
CEA17
CEA19
Alumno 1
Alumno 2
Alumno 3
:
Alumno n
CEA20
CIA22
CIA25
Se complementa con una planilla de seguimiento individual en la que se registra el tiempo invertido por
cada alumno para lograr la competencia en cada uno de los elementos que componen las unidades
incluidas en el programa formativo. Se colocan las fechas en las que presenta la evaluación
(conocimientos y habilidades) de modo que la última fecha colocada indica aquella en que fue declarado
competente. Dentro de cada celda se colocará la fecha y el resultado de la evaluación.
Formulario No. 2 Evaluación de competencias por alumno
Asignatura:
Unidad de Competencia:
Alumno:
Fecha de Inicio:
Competencia Inicio
1er
Parcial
2do
Parcial
3er
Parcial
Evaluación
Laboratorio
Examen
Final
Proyecto
CGA1
CGA3
CEA15
CEA16
CEA17
CEA19
CEA20
CIA22
CIA25
12
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DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA E INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Ponderación:
Auxiliatura
Exámenes Parciales
Laboratorio
Exámenes Final Proyecto
TOTAL
10%
45%
15%
30%
100%
Ing. Jorge Espinoza
Oruro, 9 de noviembre de 2009
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