electrÓnica digital y microcontroladores
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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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ELECTRÓNICA DIGITAL Y MICROCONTROLADORES
CONTENIDO
• Sistemas digitales
• Sistemas combinacionales de mayor integración
• Sistemas secuenciales
• Microcontroladores2/20
ELECTRÓNICA DIGITAL Y MICROCONTROLADORES
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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).
ELECTRÓNICA DIGITAL Y MICROCONTROLADORES
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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ELECTRÓNICA DIGITAL Y MICROCONTROLADORES
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
Representación de señales digitales
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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
Representación de señales digitales
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Funciones lógicas de varias variables
SW1 SW2 L10 00 11 01 1
SW1
SW-SPST
SW2
SW-SPST
L112V
BAT19V
Representación de señales digitales
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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
http://i43.tinypic.com/2qa5ylc.jpg
Compuertas lógicas
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Construcción circuital
http://i43.tinypic.com/2qa5ylc.jpg
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