UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD SYLLLABUS 1
INFORMACIÓN GENERAL DEL CURSO
ESCUELA O UNIDAD: Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e ingeniería
SIGLA: ECBTI
NIVEL: Profesional - Tecnológico CAMPO DE FORMACIÓN: CBI, Ciencias Básicas de Ingeniería CURSO: Electrónica Digital
CODIGO: 243004
TIPO DE CURSO: Metodológico N° DE CREDITOS: 4
N° DE SEMANAS: 16 Semanas
CONOCIMIENTOS PREVIOS: Electrónica Análoga, Análisis de circuitos, programación DIRECTOR DEL CURSO: Diana Gissela Victoria Duque FECHA DE ELABORACIÓN: Octubre 30 de 2013 DESCRIPCIÓN DEL CURSO: El curso de Electrónica digital hace parte del campo de Ciencias Básicas de Ingeniería, donde por medio de la comprensión de los principios fundamentales, conceptos y operaciones comunes de los sistemas digitales y su funcionamiento, el estudiante adquiera las competencias que le permitan diseñar e implementar las soluciones en hardware y software a problemas prácticos y cotidianos. El curso se desarrollará durante 16 semanas y se encuentra distribuido en cuatro unidades. La primera unidad abordara los temas de sistemas básicos combinacionales y sus aplicaciones. En la segunda unidad se tratara el tema de análisis y diseño de los sistemas digitales secuenciales. La tercera unidad introducirá al estudiante en la aplicación de los sistemas digitales secuenciales síncronos y asíncronos y en la última unidad se abordara el tema de programación en lenguaje VHDL. Además, el estudiante encontrará los referentes bibliográficos necesarios para apoyar el aprendizaje, elementos multimedia y enlaces de apoyo que fortalecerán las competencias esperadas
2
INTENCIONALIDADES FORMATIVAS
Propósitos: General Orientar al estudiante en el diseño, implementación y programación de circuitos digitales básicos y secuenciales mediante el análisis de los conceptos, el funcionamiento y la aplicación de los diversos sistemas digitales, a través de las herramientas teóricas y de software que le permitan solucionar problemas del sector donde se encuentra.
Identificar las ecuaciones lógicas y los métodos de simplificación en el diseño de circuito lógicos para la solución de problemas prácticos. Analizar circuitos lógicos secuenciales mediante la aplicación de técnicas digitales y herramientas de diseño del curso Utilizar las diferentes aplicaciones de los sistemas secuenciales síncronos y asíncronos y el uso en la solución de problemas planteados Interpretar las técnicas de análisis y diseño de un circuito digital utilizando circuitos integrados fijos y el lenguaje VHDL.
Competencias generales del curso:
3
El estudiante identifica las ecuaciones lógicas y los métodos de simplificación en el diseño de un circuito lógico para la solución de problemas prácticos El estudiante analiza circuitos secuenciales permitiendo la búsqueda de soluciones aplicando las técnicas d igitales y herramientas de diseño del curso. El estudiante utiliza las diferentes aplicaciones de los sistemas secuenciales síncronos y asíncronos en la solución de problemas planteados El estudiante interpreta las técnicas de análisis y diseño de un circuito digital utilizando circuitos integrados fijos y el lenguaje VHDL.
CONTENIDOS DEL CURSO
Esquema del contenido del curso: Sistemas Digitales Combinacional es
Lenguaje VHDL
•Sistemas númericos y circuitos digitales •Principios de diseño de lógica combinacional •Circuitos lógicos combinacionales
Análisis y diseño de sistemas secuenciales
•Flips-Flops •Tipos de Flip-Flops •Multivibradores •Lacths : D -S-R -NAND -NOR
Aplicación de sistemas secuenciales
•Contadores •Registros •Maquinas de estados finitos
•Introduccion al lenguaje VHDL •Diseño logico combinacional con VHDL •Diseño de control logico con VHDL
Nombre de la unidad
Contenidos de aprendizaje 1 Sistemas
UNIDAD 1 Sistemas digitales combinacionales
numéricos y circuitos digitales
2 Principios de diseño de lógica combinacional
Referencias Bibliográficas Requeridas (Incluye: Libros textos, web links, revistas científicas)
Roth C, (2005), Fundamentos de diseño lógico (5 ed) Mexico, Cengage Learning, 2005. [i]. Gale Virtual Reference Library. Web. 29 Oct. 2013. Cap 2, 3, 4, 5, 9 Pags 23-131 y Pags 207-235 http://bibliotecavirtual.unad.edu.co Tocci R, Widmer N, (2007) Sistemas Digitales: Principios y Aplicaciones, (10 ed), Mexico, Ed Pearson . Cap 2,3,4 Pags 24 -184
Pinto M, (2009), Módulo: “Sistemas digitales básicos”. UNAD.
Roth C, (2005), Fundamentos de diseño lógico (5 ed) Mexico, Cengage Learning, 2005. [i]. Gale Virtual Reference
3 Circuitos lógicos
UNIDAD 2 Análisis y diseño de sistemas secuenciales
UNIDAD 3 Aplicación de los sistemas secuenciales
Unidad 4 Lenguaje VHDL
combinacionales 1 Flip - Flops 2 Tipos de flip-flops 3 Multivibradores
4. Lacths: S-R, D,
NAND , NOR
1 Contadores 2 Registros 3 Máquinas de estados finitos: modelos de máquinas de Moore y Mealy 1 Introduccion al lenguaje VHDL 2 Diseño logico combinacional con VHDL 3 Diseño de control logico con VHDL
Library. Web. 29 Oct. 2013. Cap 11 Pags 271-297 http://biblioteca.unad.edu.co/ Pollan T,(2007) Electronica Digital, Vol 2. Sistemas secuenciales. Prensas Universitarias de Zaragoza Cap 11,12,13,14 http://diec.cps.unizar.es/~tpollan/libro/librodigital.htm Acevedo, G,(2008) Modulo Sistemas Digitales Secuenciales. UNAD Tocci R, Widmer N, (2007) Sistemas Digitales: Principios y Aplicaciones, (10 ed), Mexico, Ed Pearson. Cap 5 Pags 208277
Roth C, (2005), Fundamentos de diseño lógico (5 ed) Mexico, Cengage Learning, 2005. [i]. Gale Virtual Reference Library. Web. 29 Oct. 2013. Cap 12 y 13 Pags 301-364
http://bibliotecavirtual.unad.edu.co Tocci R, Widmer N, (2007) Sistemas Digitales: Principios y Aplicaciones, (10 ed), Mexico, Ed Pearson. Cap 7 Pags 360461
Pollan T,(2007) Electronica Digital, Vol 2. Sistemas secuenciales. Prensas Universitarias de Zaragoza. Cap 16,17,18
http://diec.cps.unizar.es/~tpollan/libro/librodigital.htm Acevedo, G,(2008) Modulo Sistemas Digitales Secuenciales. UNAD
Pinto M, (2009), Módulo: “Sistemas digitales básicos”. UNAD. Lenguajes de descripción de hardware VHDL http://www.ehu.es/~jtpolagi/inicio.htm Secciones fundamentales de VHDL https://www.youtube.com/watch?v=rrUxGtBALhQ Lenguaje VHDL http://www.matpic.com/esp/vhdl/vhdl.html
Referencias bibliográficas complementaria s
Wakerly,Jhon. (1992). Diseño Digital: Principios y prácticas. México. Ed Prentice Hall Tokheim, Roger L. (1994). Schaum's outlines of theory and problems of digital principles. Tercera Edición, McGraw-Hill.
Tutorial para la elaboración de funciones mediante la utilización de mapas de karnaugh y tablas de verdad, Recuperado de:
https://www.youtube.com/watch?v=DwdyHY3-nGs
Introducción a las máquinas de estado: Mealy y Moore, Recuperado de: http://www.youtube.com/watch?v=2wknSh1FEyA Gonzalez, J. (2002). Circuitos y sistemas digitales, Recuperado de : http://www.iearobotics.com/personal/juan/docencia/apuntes-ssdd-
0.3.7.pdf
4
Simulador de circuitos lógicos: tutorial, descarga programa. Recuperado de: http://www.tourdigital.net/inicio/?q=node/15 Tutorial Electrónica Digital. Recuperado en http://www.unicrom.com/ElectronicaDigital.asp Lenguajes de descripción de hardware V HDLhttp://www.ehu.es/~jtpolagi/inicio.htm Secciones fundamentales de VHDL https://www.youtube.com/watch?v=rrUxGtBALhQ Lenguaje VHDL http://www.matpic.com/esp/vhdl/vhdl.html Pardo,F. VHDL. Lenguaje para descripción y modelado de circuitoshttps://drive.google.com/file/d/0B-9SY__F6C6vMDY4T3J5QWVYYVU/view
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE Evaluación 1
Unidad
Contenido de Aprendizaje
Competencia
1 Sistemas numéricos y circuitos digitales
UNIDAD 1 Sistemas digitales combinacio nales
2 Principios de diseño de lógica combinacional
El estudiante identifica las ecuaciones lógicas y los métodos de simplificación en el diseño de un circuito para la solución de problemas prácticos
Indicadores de desempeño
Identifica las expresiones booleanas para circuitos lógicos combinacionales Aplica los teoremas de simplificación de expresiones lógicas
Estrategia de Aprendizaje
La estrategia a utilizar será el aprendizaje basado en problemas el cual estará divido en cinco fases
N° de Sem
2
INDIVIDUAL
Caracterizar los conocimientos previos del estudiante
Criterios de evaluación Pre-saberes
Ponderació n Presaberes: 25 puntos 5%
Actividad de reconocimiento En este espacio del entorno de aprendizaje colaborativo deberá realizar de manera
Propósito
2
Identificar las ecuaciones lógicas y los métodos de simplificación en el diseño de circuito lógicos para la solución de problemas prácticos
Identifica de manera adecuada la expresión lógica y la tabla de verdad. Aplica correctamente los teoremas de simplificación del algebra de Boole
Actividad Individual Fase 1: 20 puntos Producto Grupal Fase 1: 65 puntos
Un mensaje de Bienvenida en el Foro de la actividad de reconocimiento de Presaberes, describiendo brevemente nuestra vida, nuestros intereses y acciones.
Estructura de manera correcta el informe entregado
17.5% Participa asertivamente dentro del foro
Información actualizada en el perfil nuestro del campus, principalmente aquella que hacemos pública a nuestros compañeros de curso. 3 Circuitos lógicos combinacionales
Respuesta a cada uno de los mensajes de Bienvenida de nuestros compañeros del grupo colaborativo. Como trabajo de reconocimiento, una vez leído el Syllabus del curso, elaborar un listado de las palabras claves que fueron relevantes y que tengan mayor significación relacionada con los objetivos e intencionalidades del curso.
Total Fase 1: 85 ptos
Rubrica de Evaluación
1
Elaborar un mapa conceptual utilizando herramientas de las tecnologías de la información y comunicación (TICS), como por ejemplo Cacoo (www.cacoo.com)
Fase 1: El problema se desarrollara por grupos colaborativos. En esta fase primero se definirán los roles dentro del grupo de trabajo De manera individual identificara las expresiones booleanas circuitos lógicos combinacionales, con la ayuda de las referencias disponibles para la unidad 1. El estudiante leerá y comprenderá el problema y con el grupo colaborativo a través de una lluvia de ideas dentro del tema FASE 1 del foro de trabajo colaborativo, discutirán las alternativas y
conceptos son necesarios para resolver el problema planteado. De forma individual a través de la realización de la actividad 1 dispuesta en el entorno de aprendizaje practico, aplicara los teoremas de simplificación de expresiones lógicas y utilizara los diversos tipos de circuitos lógicos Guía de Aprendizaje 1 Flip - Flops
UNIDAD 2 Análisis y diseño de sistemas secuenciales 2 Tipos de flipflops
3 Multivibradores
El estudiante analiza circuitos secuenciales permitiendo la búsqueda de soluciones aplicando las técnicas digitales y herramientas de diseño del curso.
Comprende la operación de los flips-flops Analiza los diversos tipos de flip-flops y lacths disponibles Identifica los diversos parámetros de sincronización de
Fase 2: En esta fase el estudiante analizara los temas de la unidad 2 y a partir de esto realizara de manera individual la actividad 2 prevista en el entorno de aprendizaje práctico dentro del E-portafolio, con el propósito de fortalecer sus
Interpreta la operación de los flips-flops 1
1
Analizar circuitos lógicos secuenciales mediante la aplicación de técnicas digitales y herramientas de diseño del curso
Reconoce los diversos tipos de flip-flops y lacths disponibles
Actividad Individual 2 Fase 2: 20 puntos
Aplica los parámetro de sincronización
Producto Grupal Fase 2: 65 puntos
un flip-flop
conceptos sobre los circuitos lógicos secuenciales. De igual manera el grupo colaborativo continuara con su proceso para la resolución del problema planteado, realizando dentro del foro de trabajo colaborativo en el tema de la FASE 2 un listado de los conceptos que conocen y desconocen para la solución del problema. En esta etapa definirán cuales son los conceptos más relevantes para investigar y recopilaran la información que les permitirá profundizar y tener claridad en los conceptos necesarios para el desarrollo a la solución del problema.
4. Lacths: S-R, D, NAND , NOR
adecuadamente Estructura de manera correcta el informe entregado Participa asertivamente dentro del foro Rubrica de Evaluación
1
Guía de Aprendizaje
UNIDAD 3 Aplicación de los sistemas secuenciales
1 Contadores
El estudiante utiliza las diferentes aplicaciones de los sistemas
Reconoce la diferencia entre los sistemas secuenciales síncrono y
Fase 3: El estudiante en esta fase de manera individual realizara la
1
Utilizar las diferentes aplicaciones de los sistemas secuenciales síncronos y asíncronos
Identifica las diferencias entre un sistema secuencial síncrono y
Total Fase 2: 85ptos
17.5%
2 Registros
secuenciales síncronos y asíncronos en la solución de problemas planteados
asíncronos Analiza los diferentes tipos de aplicaciones de los sistemas secuenciales Aplica los conocimientos de Lenguaje VHDL en el desarrollo de software para el circuito
3 Máquinas de estados finitos: modelos de máquinas de Moore y Mealy
actividad 3 dispuesta en el entorno de aprendizaje practico, que le permitirá reconocer las diferencias entre los sistemas secuenciales síncrono y asíncronos y sus aplicaciones, empleando sus conocimientos de Lenguaje VHDL
y el uso en la solución de problemas planteados 1 Interpretar las técnicas de análisis y diseño de un circuito digital utilizando circuitos integrados fijos y el lenguaje VHDL.
Con los conceptos más claros, en esta fase el grupo colaborativo comenzaran a identificar e investigar cuales son los elementos que necesitaran para realizar el diseño. De igual manera se planteara dentro del foro la tabla de verdad correspondiente a la ecuación lógica del circuito planteado, que compuertas utilizaran para realizar el diseño del circuito Para el desarrollo de esta fase será necesario que se asignen tareas específicas, investiguen de manera individual y
asíncrono Utiliza los diferentes tipos de aplicaciones de los sistemas secuenciales Aplica de manera correcta el lenguaje VHDL en la solución del problema planteado
Actividad Individual 3 Fase 3: 20 puntos Producto Grupal Fase 3: 70 puntos
Total Fase 3: 90ptos
Estructura de manera correcta el informe entregado Participa asertivamente dentro del foro 1 Rubrica de Evaluación
17.5%
consoliden en un documento que pueden ir elaborando y adjuntado dentro del foro de trabajo colaborativo, los análisis realizados correspondientes al circuito lógico Guía de Aprendizaje
UNIDAD 4
El estudiante interpreta las técnicas de análisis y diseño de un circuito digital utilizando circuitos integrados fijos y el lenguaje VHDL.
Lenguaje VHDL
1 Introduccion al lenguaje VHDL
2 Diseño logico combinacional con VHDL
3 Diseño de control logico con VHDL
Comprende conceptos y operaciones fundamentales del lenguaje VHDL Aplica los diferentes tipos de diseño combinacional y de control logico en lenguaje VHDL
Fase 4: El estudiante en esta fase de manera individual realizara la actividad 4 dispuesta en el entorno de aprendizaje practico, que le permitirá comprender conceptos del Lenguaje VHDL
El grupo colaborativo en esta fase se iniciara con la implementación de la información investigada y el diseño planteado en la fase tres. En la fase cuatro definirán los componentes a utilizar, listaran sus especificaciones y realizaran la simulación del circuito lógico en el software disponible
1
1
1
Interpretar las técnicas de análisis y diseño de un circuito digital utilizando circuitos integrados fijos y el lenguaje VHDL.
Interpreta los conceptos y operaciones fundamentales del lenguaje VHDL
Reconoce los diferentes tipos de diseño en lenguaje VHDL
Actividad Individual 4 Fase 4: 20 puntos
Estructura de manera correcta el informe entregado
Producto Grupal Fase 4: 70 puntos
Participa de manera correcta y coherente dentro del foro
Total Fase 4: 90ptos
Participa asertivamente dentro del foro Rubrica de Evaluación
17.5%
dentro del curso. De igual manera explicaran a través de un texto el funcionamiento del circuito y las etapas que lo componen. Guía de Aprendizaje
Evaluación Final
El estudiante diseña e implementa adecuadamente el circuito del porpuesto aplicando los circuitos digitales
Diseña el circuito propuesto adecuadamente Implementa el diseño de manera correcta en el simulador.
Fase 5:
Diseñar el circuito del porpuesto aplicando los circuitos digitales
En esta etapa el grupo colaborativo revisara las realimentaciones de cada una de las fases para realizar las debidas correcciones Dentro del foro correspondiente al tema FASE 5, se corregirá el trabajo y comenzaran a construir el producto final con lo solicitado en la guía. Podrán repartirse tareas para hacer más eficiente la construcción del mismo. Deberán simular de nuevo el circuito y tomaran los pantallazos del funcionamiento para adjuntarlos al trabajo y realizar el video donde
Diseña e implementa adecuadamente el circuito del propuesto Rubrica de Evaluación
2
125 ptos 25%
se pruebe el funcionamiento fisico del circuito diseñado El grupo colaborativo entregara un documento pdf con la consolidación de cada una de las fases desarrolladas durante el curso para la resolución del problema planteado con el nombre Proyecto_número de grupo, por ejemplo Proyecto_03.pdf. El documento deberá contener: •Portada •Introducción •Objetivos •Justificación •Explicación del funcionamiento del circuito •Tablas de verdad y simplificación •Diseño de circuito lógico •Materiales utilizados •Pantallazos de la simulación funcionando en el simulador 095 •Enlace del proyecto funcionando publicado en www.youtube.com
que demuestre el correcto funcionamiento del circuito •Conclusiones •Referencias bibliográficas. Guia de actividades
5
ESTRUCTURA DE EVALUACION DEL CURSO Tipo de evaluación
Ponderación
Puntaje Máximo
Autoevaluación
Formativa
Coevaluación
Formativa
75%
375
Evaluación Final 25%
125
Heteroevaluación
Total
500