TRABAJO COLABORATIVO FINAL

LEONARDO ALBERTO CONDE TORRES

TUTOR

FAIBER ROBAYO

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

CENTRO DE ESTUDIOS A DISTANCIA CEAD

PROGRAMA DE INGENIERIA ELECTRONICA

MICROELECTRONICA

INTRODUCCION En este trabajo vamos a aplicar la microelectrónica diseñando un circuito de acuerdo a parámetros establecidos mediante el planteamiento de un problema en compuertas lógicas utilizando como herramienta de simulación el Dsch y el Microwind, consideramos que es importante ya que nos pone a prueba y nos ayuda a conocer más acerca el funcionamiento de los programas de simulación y sus bondades.

GUÍA DE ACTIVIDADES

El diseño, la implementación y la sustentación del proyecto constan de cuatro (4) fases, que se explican a continuación. Descripción del Problema

Un motor M impulsa un par de rodillos (1) que arrastran una banda de papel (2). Esta banda de papel representa una barrera óptica para la luz emitida por la lámpara (3). Cuando existen en el papel bandas rotas, el foto receptor (4), recibe la luz y trasmite un impulso de tensión que anuncia una perturbación debido al deterioro de la banda de papel. La lámpara (3) puede variar la luminosidad o apagarse por completo. Por ello, un reflector fotoeléctrico (5) vigila la luminosidad de la lámpara. Hay un ajuste regular, cuando la luminosidad sea superior a un valor prefijado “a”. Sí la luminosidad desciende por debajo de “a” pero permanece por encima de un valor mínimo “b”, se anuncia el descenso de la potencia luminoso de la lámpara. Esto se verifica a través de la intervención de un piloto indicador (6). No obstante sigue funcionando el mecanismo de transporte. Sin embargo, si la luminosidad de la lámpara desciende por debajo del valor b, deja de existir garantía sobre el control de la célula fotoeléctrica. Debe pues desconectarse el motor M del dispositivo de arrastre.

Fase1: Análisis del circuito El tutor del curso abrirá un espacio dentro del Foro de Act. 15: Evaluación Final (Curso por Proyecto), llamado: “Proyecto Final”. En este espacio los integrantes del grupo colaborativo deben interactuar asertivamente para dar solución al caso planteado, cada uno debe realizar sus aportes significativos para la implementación del sistema, evidenciando el éxito en la presentación del informe. El proyecto tiene como finalidad la implementación de un circuito lógico usando el programa Dsch y un diseño a nivel de layout usando el Microwind que debe estar limitado a condiciones establecidas en el planteamiento del problema; el grupo colaborativo debe entregar una única solución, no se aceptan trabajos independientes. Los participantes deben fijar las reglas de funcionamiento del equipo de trabajo, cuidando la planificación del tiempo disponible hasta la entrega del proyecto final de acuerdo con la agenda del curso, determinando los diferentes pasos que hay que tener en cuenta para completar la actividad y los tiempos estimados para cada uno. Los comentarios deben llevar una argumentación válida y de ser necesario estar enmarcados en otros documentos debidamente referenciados. Estas

participaciones en el foro deben construir un aporte significativo para dar solución a la propuesta planteada.

Producto esperado Fase 1:

Tabla de verdad

x1: Luminosidad de la lámpara medida respecto a "a". Sí x1 > a Þ x1 = 1. Sí x1 < a Þ x1 = 0.

x2: Luminosidad de la lámpara medida respecto a "b".

Sí x2 > b Þ x2 = 1. Sí x2 < b Þ x2 = 0.

x3: El foto receptor (4).

Sí x3 = 1, llega luz a la foto receptor (papel roto).

Sí x3 = 0, no llega luz al foto receptor (papel sano).

fm: Motor.

fm = 1, motor conectado.

fm = 0, motor desconectado.

Fp: Piloto.

Fp = 1, piloto indicador encendido.

Fp = 0, piloto indicador apagado.

X1 X2 X3 Fm Fp

0 0 0 0 0

0 0 1 0 0

0 1 0 1 1

0 1 1 0 1

1 0 0 0 0

1 0 1 0 0

1 1 0 1 0

1 1 1 0 0

Circuito para control del motor: x1’ x2 x3’ + x1 x2 x3’ = x2 x3’

Circuito para el control del piloto: x1’ x2 x3’ x1’ x2 x3 =

x2 x1’

Circuito esquemático a base de compuertas AND, OR, NOT (sin simplificar).

Simulaciones en crocodile clip.

Fase2: Diseño en Dsch En esta fase se darán las pautas para que realicen la implementación de su circuito lógico en el software Dsch que está orientado a la validación del circuito lógico antes de pasar a la fase de síntesis microelectrónica. Genera un fichero Verilog del circuito lógico que sirve como entrada a la aplicación Microwind para crear el layout del circuito integrado.

Orientaciones para esta fase:

-Abra el ejecutable Dsch.exe, luego construya en el espacio de trabajo su esquema.

EJECUTABLE ABIERTO

ESQUEMA

-Simule su circuito para asegurarse que ha quedado bien implementado. Aquí debe dar click en la flecha de color verde (run).

SIMULACION

-Haga click en "File" luego en "Make verylog file". Aquí debe aparecer una ventana

llamada "Verylog, Hierarchy and Netlist". Deje todo como está y haga click en OK. El archivo queda guardado en la carpeta Dsch como un archivo .txt.

Producto esperado Fase 2:

-Pantallazos pasó a paso de lo realizado

-Código Dsch generado (Verylog) // DSCH 2.2a , Flat Verilog // 05/12/2012 02:33:17 p.m. // example module example( X3,X1,X2,ALARMAbPAPEL,MOTOR,PILOTOINDICADOR); input X3,X1,X2; output ALARMAbPAPEL,MOTOR,PILOTOINDICADOR; wire i0w1,i0w2,i0w3,i0w4,i0w5; or or21(i0w3,X1,X2); not not11(i0w4,X1); and and31(ALARMAbPAPEL,i0w3,X3,X2); nand nand21(MOTOR,i0w3,i0w5); and and21(PILOTOINDICADOR,i0w4,i0w3); endmodule // Simulation parameters // X3 CLK 10 10 // X1 CLK 20 20 // X2 CLK 30 30

Fase 3: Diseño en Microwind

Microwind nos permite diseñar y simular circuitos integrados a nivel micro electrónico. Consta de librerías de componentes ya diseñados que nos ayudan a introducirnos en el mundo del diseño digital CMOS.

Orientaciones para esta fase:

-Vaya a la carpeta de Microwind y abra el ejecutable.

-De click en “File”, “Select Foundry”, luego seleccione uno de esos archivos (pues en la guía no se indica qué regla usar), por ejemplo, seleccione "cmos08" y haga click en abrir.

-Haga click en "compile", luego en "compile verylog file". Ojo porque aquí se abre una

Ventana, pero está en la carpeta "Microwind" entonces vaya en la parte superior donde dice: "Buscar en:" y ubique la carpeta Dsch que fue donde usted guardó el verylog como un archivo con extensión .txt.

-Seleccione el archivo "archivo.txt" y dele abrir. Aparece una ventana llamada "verylog file". Dele click en "compile" que está en la parte inferior de la ventana. Luego click en back to the editor.

Fase 4: Simulación del circuito Para esta fase ya se dispone del layout del circuito diseñado y procedemos realizar los siguientes pasos:

1. Click en “Run simulation”

2. Obtenga las gráficas de voltaje vs. Tiempo.

3. Obtenga las gráficas de voltaje y corrientes.

4. Obtenga las gráficas de voltaje vs. Voltaje.

5. Obtenga las gráficas de frecuencia vs. Tiempo.

6. Obtenga las gráficas de diagrama de ojo.

7. Observe el diseño en 3D.

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA