ELECTRÓNICA DIGITAL Y MICROCONTROLADORES OBJETIVO GENERAL Diseñar 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 1/20

ELECTRÓNICA DIGITAL Y MICROCONTROLADORES CONTENIDO Sistemas digitales Sistemas combinacionales de mayor integración Sistemas secuenciales Microcontroladores 2/20

PRÁCTICAS DE LABORATORIO ELECTRÓNICA DIGITAL Y MICROCONTROLADORES 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). 3/20

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- 4/20

ELECTRÓNICA DIGITAL Y MICROCONTROLADORES BIBLIOGRAFÍA 5/20 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 DIGITALES 1.1 INTRODUCCIÓN: Mundo discreto http://elizabethredmond.greenoptions.com/files/images/electric%20generator_0.jpg http://static.howstuffworks.com/gif/cd-sample0.gif Forma natural de las señales. Tiene infinitos puntos: función continua 6/20

CAPITULO 1: SISTEMAS DIGITALES 1.1 INTRODUCCIÓN: Mundo discreto o muestreado http://nexus404.com/Blog/2007/04/18/animated-led-clock/ http://thestereobus.com/wp-content/uploads/2008/01/sampled_signal.png Tiene puntos finitos: Señal discontinua 7/20

Digitalización de una señal analógica Muestreada (tiempo) Cuantizada (Amplitud) Digital (Tiempo-ampitud) 8/20 http://rodrigocadiz.com/imc/html/img156.png

Sistema de conversión A/D-D/A Analógico Digital Analógico Conversión A/D Conversión D/A 9/20 http://images.apple.com/uk/pro/techniques/connectingguitar/images/image_connectingguitar2.jpg

Sistema de conversión A/D-D/A Entrada analógica Filtro antialising Conversor D/A Conversor A/D Procesamiento digital Filtro anti-imagen Salida analógica 10/20

Proceso de cuantización Resolución en amplitud 11/20 http://www.webkinesia.com/games/images/

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

Teorema del muestreo Teorema de Shanon-Nyquist: Para reproducir fielmente una señal analógica se debe muestrear como mínimo al doble del máximo componente frecuencial de la señal El filtro antialising garantiza que la señal a muestrear tenga un rango definido de frecuencias 13/20

Representación de señales digitales Estados lógicos: Los valores que toma una señal digital se construyen a partir de una representación de dos estados lógicos Apagado http://www.hispapanels.com/tienda/images/onoffon.jpg Encendido 14/20 http://www.opencockpits.com/catalog/images/onoff.jpg http://www.artistsvalley.com/images

Representación de señales digitales Funciones lógicas: Es la relación que se establece entre dos variables lógicas Interruptor Bombilla Apagado Encendido Variables lógicas I B Falso Verdadero Tabla de verdad I B 1 15/20

Representación de señales digitales Funciones lógicas de varias variables SW1 SW-SPST SW2 L1 12V BAT1 9V SW1 SW2 L1 1 16/20

Representación de señales digitales Funciones lógicas de varias variables SW3 SW-SPST SW4 L2 12V BAT2 9V SW3 SW4 L2 1 17/20

Compuertas lógicas Son representaciones esquemáticas de funciones lógicas, tienen su propia tabla de verdad y permiten la formación de diagramas lógicos 18/20 http://lc.fie.umich.mx/~jfelix/LabDigI/Practicas/P4/Lab_Digital_I-4_html_m41e0209.png

Compuertas lógicas Construcción circuital 19/20 http://i43.tinypic.com/2qa5ylc.jpg

Compuertas lógicas Construcción circuital 20/20 http://i43.tinypic.com/2qa5ylc.jpg