UNIVERSIDAD AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIA COORDINACIN DE FORMACIN BSICA

COORDINACIN DE FORMACIN PROFESIONAL Y VINCULACIN UNIVERSITARIA PROGRAMA DE UNIDAD DE APRENDIZAJE

I. DATOS DE IDENTIFICACIN

1. Unidad acadmica (s):

6. HC: 3 HL: 2 HT: HPC: HCL: HE: 3 CR: 8

7. Etapa de formacin a la que pertenece Disciplinaria

8. Carcter de la unidad de aprendizaje Obligatoria X Optativa

9. Requisitos para cursar la unidad de aprendizaje: Ninguno

FORMUL: M. C. Rubn Muoz Lujan REVISO: M.I. Jess Armando Cant Crdenas CARGO: Coordinador del Programa Educativo

Fecha de Elaboracin 29 de Julio de 2011

Facultad de Ingeniera Mexicali

2. Programa (s) de estdio: (Tcnico, Licenciatura (s) Ingeniero en Mecatrnica 3. Vigencia del plan:

2009-2

4. Nombre de la unidad de aprendizaje Circuitos Digitales 5. Clave 11900

Firmas Homologadas

Fecha de Elaboracin

Formul:

M.C. Rubn Muoz Lujn Vo.. Bo. Cargo: Subdirector

Vo.. Bo. Cargo: Subdirector

Vo.. Bo. Cargo: Subdirector

Vo.. Bo. Cargo: Subdirector

Vo.. Bo. Cargo: Subdirector

Vo.. Bo. Cargo: Subdirector

II. PROPSITO GENERAL DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE

El propsito principal de este curso, es que el alumno conozca y utilice los circuitos digitales para analizar, disear y probar cualquier sistema donde intervengan seales digitales por su facilidad en el procesamiento y las grandes ventajas que tienen los sistemas digitales sobre los sistemas analgicos.

III. COMPETENCIA

Elaborar circuitos digitales secuenciales y combinacionales, aplicando los conocimientos bsicos de electrnica digital para solucionar problemas prcticos, de manera eficiente, ordenada y a travs del trabajo en equipo.

IV. EVIDENCIA (S) DE DESEMPEO

Disear, simular e implementar circuitos lgicos combinacionales y secuenciales para la solucin de problemas prcticos y entregar un reporte tcnico donde se muestre la metodologa empleada as como resultados y conclusiones.

V. DESARROLLO POR UNIDADES Competencia Efectuar conversiones entre s sistemas numricos con diferentes bases y cdigos utilizando los procesos de divisin y seleccin necesarios para comprender el funcionamiento de los sistemas digitales con actitud reflexiva y ordenada.

Evidencia Resolver ejercicios de conversin de forma ordenada y sistemtica entre los diferentes sistemas numricos y cdigos.

Contenido Duracin Encuadre 6 Hrs. Unidad I Sistemas numricos

1.1. Sistema binario 1.2. Sistema Octal 1.3. Sistema Hexadecimal 1.4. Conversin entre nmeros de una base a otra base diferente. 1.5. Operaciones aritmticas en base binaria, octal y hexadecimal. 1.6. Completos 1.7. Cdigos binarios.

V. DESARROLLO POR UNIDADES Competencia Manipular tcnicas, teoremas y axiomas del lgebra booleana para simplificar, construir y reducir el costo de los sistemas digitales resultantes utilizando las compuertas lgicas bsicas con una actitud propositiva y respetando al medio ambiente.

Evidencia Elaborar y armar los circuitos resultantes de manera ordenada para verificar el funcionamiento correcto de los mismos, en clase y/o en laboratorio.

Contenido Duracin UNIDAD II. lgebra de Boole y compuertas lgicas 9Hrs

2.1. Definicin de axiomas del lgebra booleana. 2.2. Teoremas bsicos y propiedades del lgebra Booleana. 2.3. Funciones Booleanas. 2.4. Formas cannica y normalizada. 2.5. Familia de circuitos lgicos digitales.

V. DESARROLLO POR UNIDADES Competencia Elaborar circuitos lgicos utilizando los mtodos de simplificacin del mapa y el tabulado para reducir el tamao y costo de los circuitos obtenidos con actitud responsable y ordenada.

Evidencia Resolver problemas aplicando las tcnicas de simplificacin del mapa y el tabulado en clase y armar circuitos digitales sin simplificar y simplificados comprobando que el funcionamiento sea el mismo y entregar un reporte escrito.

Contenido Duracin UNIDAD III. Simplificacin de funciones de Boole. 6Hrs

3.1. El mtodo del mapa. 3.2. Mapas de dos y tres variables. 3.3. Mapa de cuatro variables. 3.4. Mapas de cinco y seis variables. 3.5. Simplificacin de un producto de sumas. 3.6. Condiciones no importa. 3.7. El mtodo del tabulado. 3.8. Determinacin de los primeros implicados. 3.9. Seleccin de los primeros implicados.

V. DESARROLLO POR UNIDADES Competencia Disear circuitos combinacionales aplicando los mtodos de simplificacin y la tabla de verdad para resolver problemas de operaciones aritmticas y convertidores de cdigos con actitud creativa y con respeto al medio ambiente.

Evidencia Resolver problemas prcticos en clase y/o armar circuitos digitales resultantes para comprobar el funcionamiento adecuado de los mismos y entregar un reporte por escrito.

Contenido Duracin

UNIDAD IV. Lgica Combinacional 5Hrs.

4.1. Procedimiento de diseo. 4.2. Sumadores. 4.3. Restadores. 4.4. Conversin de cdigos. 4.5. Procedimiento de anlisis.

V. DESARROLLO POR UNIDADES Competencia Disear problemas prcticos de circuitos combinacionales de media escala de integracin, utilizando las tcnicas de simulacin, simplificacin, y los circuitos integrados de MSI y SSI para comparar las ventajas que presenta este proceso, con actitud organizada, creativa y con respeto al medio ambiente.

Evidencia Resolver problemas prcticos con circuitos combinacionales y entregar un reporte de forma limpia, ordenada y puntual comprobando los resultados esperados. Pueden hacerse los circuitos en clase y/o en laboratorio.

Contenido Duracin

UNIDAD V. Lgica combinacional con MSI y LSI. 6Hrs.

5.1. Sumador paralelo binario. 5.2. Sumador decimal. 5.3. Comparador de magnitudes. 5.4. Decodificadores. 5.5. Multiplexores.

V. DESARROLLO POR UNIDADES Competencia

Analizar, interpretar y disear redes secuenciales sncronas, aplicando simulacin para solucionar problemas reales con actitud propositiva y comprometido con el medio ambiente.

Evidencia Construir circuitos secuenciales con creatividad, innovacin y limpieza que representen las condiciones especficas de un problema o situacin determinada.

Contenido Duracin

UNIDAD VI. Lgica Secuencial 9Hrs.

6.1. Flip Flops. 6.2. Disparo de los flip flops. 6.3. Anlisis de circuitos secuenciales temporizados. 6.4. Reduccin de estados y asignacin. 6.5. Tablas de excitacin de los flip flops. 6.6. Procedimiento de diseo. 6.7. Diseo de contadores. 6.8. Diseo de ecuaciones de estado.

V. DESARROLLO POR UNIDADES Competencia

Analizar y disear circuitos digitales utilizando contadores y registros para representar una secuencia o condicin determinada con actitud creativa y comprometida con el medio ambiente.

Evidencia Construir circuitos digitales en las prcticas de laboratorio, entregar un reporte escrito y resolver de tarea algunas situaciones propuestas por el docente y comentarlas en una sesin plenaria para sacar las conclusiones adecuadas.

Contenido Duracin

UNIDAD VII. Registros y Contadores. 4Hrs.

7.1. Registros 7.2. Registros de desplazamiento. 7.3. Contador de rizado. 7.4. Contadores sincrnicos. 7.5. Secuencia de tiempo.

V. DESARROLLO POR UNIDADES Competencia Disear circuitos digitales utilizando tcnicas de programacin de una memoria para resolver una problemtica real con actitud propositiva y con respeto al medio ambiente.

Evidencia Presentar en el Protoboard los resultados correctos obtenidos al programa una memoria digital y entregar un reporte escrito.

Contenido Duracin

UNIDAD VIII. Unidad de memoria. 3Hrs.

8.1. Introduccin. 8.2. Memoria RAM. 8.3. Memoria ROM 8.4. Arreglo lgico programable (PLA)

VI. ESTRUCTURA DE LAS PRCTICAS

No. de Prctica Competencia(s) Descripcin Material de Apoyo Duracin

1. Caracterizacin de Materiales

2. Compuertas Lgicas

Elaborar una punta de prueba lgica utilizando los datos tcnicos de los manuales de datos para probar circuitos digitales de forma adecuada y lgica.

Comprobar la tabla de verdad de las compuertas lgicas bsicas utilizando de manera correcta la punta de prueba lgica construida en la prctica anterior para comprenda el funcionamiento y las caractersticas de cada una de las compuertas que vienen en circuito integrado con actitud responsable.

Caracterizar Materiales. Construir una punta de prueba lgica, necesaria para comprobar el funcionamiento de los circuitos digitales desarrollados en las prcticas siguientes. Utilizar de manera correcta los manuales del fabricante. Ver el manual de prcticas correspondiente. Utilizar correctamente el Protoboard para conectar circuitos.

Caracterizacin y anlisis de las compuertas lgicas bsicas de la familia TTL. Conectar cada circuito integrado en el Protoboard para probar las compuertas lgicas AND, OR, NAND. NOR, NOT, EXOR

Resistencias, led Pluma o lapicero sin repuesto Un caimn con aislante negro Alambre para conexin calibre 22 Breadboard o Protoboard Manual TTL, ECG, NTE Etc.

Resistencias Diodo emisor de luz (led) o punta lgica Alambre para conexin. Breadboard o Protoboard. Manual TTL de circuitos integrados. Caimanes Circuitos Integrados (1 de c/u integrado): 7400, 7402,7404,7408,7432,7486

2Hrs

2Hrs

3. Uso de las Compuertas Lgicas

Demostrar el uso y funcionamiento de compuertas lgicas mediante el anlisis, diseo y construccin de circuitos digitales que representan una funcin booleana de manera adecuada, limpia y ordenada.

Uso de las Compuertas Lgicas para generar funciones booleanas.

Resistencias Diodo emisor de luz (led) o punta lgica Alambre para conexin. Breadboard o Protoboard. Manual TTL de circuitos integrados. Caimanes Circuitos Integrados (1 de c/u integrado): 7400,7402,7404,7408,7432, 7486,

2Hrs.

4. Leyes y teoremas del lgebra Booleana

Comprobar la validez de los teoremas del lgebra booleana, construyendo circuitos digitales para verificar las leyes y teoremas con responsabilidad y persistencia

Las Leyes y teoremas del lgebra Booleana que sern comprobadas construyendo el circuito representativo de cada una de ellas. Construir circuitos combinacionales con compuertas NAND y NOR expresados en maxterm y minterm.

Resistencia de 330 , leds Protoboard, Dip switch Alambre para conexin 74LS08,74LS00,74LS32,74LS02,74LS04, 74LS86,74LS11

2Hrs.

No. de Prctica Competencia(s) Descripcin Material de Apoyo

Duracin

5. Circuitos Combinacionales que realizan operaciones aritmticas con nmeros binarios

Armar circuitos digitales para realizar sumas y restas aplicando las reglas de la suma y resta de nmeros binarios, con actitud creativa y lgica.

Comprobacin de las operaciones aritmticas con nmeros binarios. Armar un medio sumador y un medio restador. Armar un sumador y restador completo. Armar un convertidor de cdigo.

Resistencias Diodo emisor de luz (led) o punta lgica Alambre para conexin. Breadboard o Protoboard.

4Hrs.

6. Realizar circuitos combinacionales usando MSI y LSI

Construir un circuito digital empleando el Decodificador y el Multiplexor para generar una funcin lgica que representa una problemtica determinada en forma correcta y creativa.

Disear y armar un circuito combinacional usando Decodificadores y Multiplexores. Conectar dos o ms decodificadores y/o multiplexores Disear y armar un decodificador de BCD a 7 segmentos.

Resistencias Diodo emisor de luz (LED) Alambre para conexin. Protoboard o Breadboard. Dip switch 74LS138 (decodificador/demultiplexor) 2 74LS151 (Multiplexor),74LS32

6Hrs.

7. Circuitos Secuenciales con Flip Flops y contadores sncronos

Comprobar el funcionamiento de los flip flops J-K, y D a travs del uso de sus tablas de verdad para verificar que trabajen adecuadamente de manera cuidadosa y ordenada.

Comprobar la tabla de verdad de los flip flops. Disear y armar un contador sncrono

Resistencias Diodo emisor de luz (led) Alambre para conexin. Protoboard 74LS74 , 74LS76 Compuertas lgicas bsicas.

4Hrs

8. Redes secuenciales (Registros, Mealy & Moore, Contadores MSI)

Construir redes secunciales usando flip flops en contadores y registros de corrimiento y utilizando una seal de reloj para controlar cada uno de los flip flops que representan la solucin a un problema dado en forma creativa y persistente

Armar un registro usando flip flops. Armar contadores usando CI en MSI. Disear y armar una red de Moore y una red de Mealy

Resistencias, leds Alambre para conexin. Protoboard, Dip switch 74LS74 , 74LS76, 74LS151 74LS163, Timer 555 Compuertas lgicas bsicas Contadores en circuito integrado

6Hrs

9. Unidad de Memoria Utilizar los dispositivos lgicos programables, para implementar el diseo digital basado en su programacin de una forma creativa , ordenada y responsable..

Disear un convertidor de nmeros binarios a nmeros BCD (0 al 99) utilizando una EEPROM. Los datos de entrada estarn dados por un dip-switch y la salida deber observarse en dos display de 7 segmentos. Disear un circuito generador de secuencia utilizando una PAL o GAL, el cual muestre a su salida la secuencia de estados correspondiente a la matrcula del alumno (01/XXXXX) para reiniciar de nuevo. La salida de los estados se presentar en un display de 7 segmentos. Grabar la matrcula generada del punto anterior en una RAM, seleccionando modo de escritura. Una vez grabada en la memoria, leerla y mostrarla en un display de 7 segmentos.

Display de 7 segmentos Dip-switch PAL o GAL EEPROM RAM Timer 555 Caimanes Proto board

4Hrs

VII. METODOLOGA DE TRABAJO El docente introduce y coordina las actividades de clase, laboratorio y taller explicando con medios electrnicos (diapositivas), utiliza las tcnicas expositivas, discusin en pequeos grupos, lluvia de ideas, mtodo inductivo-deductivo, interrogatorio abierto y dirigido, observacin, resolucin de problemas En la parte prctica, el docente explica los procedimientos para llevar a cabo la prctica supervisando y retroalimentando la actividad. Los alumnos participan activamente en la clase de manera individual o en equipo, realizan exposiciones de algunos temas, realizan proyectos de investigacin y comparten sus experiencias con el grupo y elaboran un portafolio de evidencias el cual se revisa tres veces al semestre, realiza los reportes de las prcticas y realiza los exmenes tericos.

VIII. CRITERIOS DE EVALUACIN

Criterios de acreditacin: 80 % de asistencia de acuerdo al Estatuto Escolar. Aprobacin del laboratorio.

Criterios de calificacin: 50 % del promedio de los exmenes parciales ( 2 a 5 ) 30 % de calificacin de laboratorio 20 % de tareas y trabajos de investigacin.

Entrega de trabajos de investigacin, tareas, reportes de laboratorio en forma puntual, con limpieza, y originalidad, exposiciones claras, pertinentes y creativas. Resolver el examen o exmenes en forma acertada.

La mnima calificacin aprobatoria es 60.

IX. BIBLIOGRAFA Bsica Complementaria

ROTH CHARLES H. (2005). Fundamentos de diseo lgico. Ed. Thomson. 5ta Edicin. Mxico. ISBN: 9706863737

Nelson Victor P., H. Troy Nagle, Bill D. Carroll, J. David Irwin. (1996) . Anlisis y diseo de circuitos lgicos digitales. Ed PEARSON EDUCACION. Mxico. ISBN: 9688807060

Mano, Morris M. (2005). Fundamentos de diseo lgico y de computadoras. Ed. Pearson, Prntice Hall. Mxico. ISBN 8420543993, 9788420543994

Mano, Morris M. (1982) Lgica digital y diseo de computadores. Ed. Pearson Educacin Prentice Hall, Mxico. ISBN 9688800163,9789688800164.

Mano, Morris M. ( 2003). Diseo Digital. 3era. Edicin. Ed. Pearson Educacin. Mxico. ISBN 9702604389, 9789702604389.

Bartee Thomas C. (1988). Fundamentos de computadores digitales. 5ta Edicin. Ed. McGraw-Hill, Mxico. ISBN 9684515871, 9789684515871

Lloris Ruiz Antonio (2003). Sistemas Digitales. 2da. Edicin. Ed. Mcgraw-hill Espaa. ISBN: 8448121465, ISBN 13: 9788448121464

Tocci Ronald J., Widmer Neal S. (2003). Sistemas Digitales. 8ava. Edicin. Ed. Pearson - Mexico. ISBN: 9702602971, ISBN 13: 9789702602972

Thomas L. Floyd. (2006). Fundamentos De Electrnica Digital. 9na Edicin. Ed. Pearson - Espaa. ISBN: 8483220857 ISBN 13: 9788483220856

Hill Frederick J., Peterson Gerald R (1994. Teora de Conmutacin y Diseo Lgico. Editorial Limusa. Mxico - ISBN 968-18-0551-8

Wakerly, John F , (1999), Diseo Digital, principios y prcticas. 3era edicin, Ed. Pearson. USA. ISBN: 9702607205 ISBN-13: 9789702607205

Katz, Randy H..(2004), Contemporary Logic Design. Ed. Pearson Education, USA. ISBN-10: 0805327037, ISBN-13: 978-0805327038