Información general


Tipo de asignatura: obligatoria

Coordinador: Julián Horrillo Tello

trimestre:2

Créditos: 4

Profesorado: Andreu Comajuncosas Fortuño

Descripción


Introducción a la Electrónica Digital con componentes discretos (puertas lógicas y circuitos integrados combinacionales, aritméticos y secuenciales). La teoría orienta el montaje práctico de circuitos digitales. Se explican también los conceptos elementales de aritmética binaria, que serán ampliados en asignaturas posteriores. Se presentan los circuitos programables.

Esta asignatura dispone de recursos metodológicos y digitales para hacer posible su continuidad en modalidad no presencial en el caso de ser necesario por motivos relacionados con la Covidien-19. De esta forma se asegurará la consecución de los mismos conocimientos y competencias que se especifican en este plan docente. El Tecnocampus pondrá al alcance del profesorado y el alumnado las herramientas digitales necesarias para poder llevar a cabo la asignatura, así como guías y recomendaciones que faciliten la adaptación a la modalidad no presencial.

Resultados de aprendizaje


A nivel general, esta asignatura contribuye a siguientes resultados de aprendizaje especificados por la materia a la que pertenece:

- Conocer, entender y utilizar los principios de los componentes y sistemas electrónicos.

- Realizar medidas en sistemas eléctricos y circuitos electrónicos.

- Redactar textos con la estructura adecuada a los objetivos de comunicación. Presentar el texto a un público con las estrategias y los medios adecuados.

- Conocer y poner en práctica el modo y la dinámica del trabajo en equipo.

- Identificar las propias necesidades de información y utilizar las colecciones, los espacios y los servicios disponibles para diseñar y ejecutar búsquedas adecuadas al ámbito temático.

- Llevar a cabo los trabajos encargados a partir de las orientaciones básicas dadas por el profesor, decidiendo el tiempo que hay que utilizar en cada apartado, incluyendo aportaciones personales y ampliando las fuentes de información indicadas.

- Conocer una tercera lengua con un nivel adecuado, tanto de forma oral como escrita.

A un nivel más concreto, al finalizar la asignatura el estudiante debe ser capaz de:

- Deducir la función de circuitos digitales con puertas lógicas.

- Diseñar circuitos digitales que implementen funciones lógicas sencillas.

- Construir estos circuitos con componentes digitales discretos y comprobar su funcionamiento.

- Simplificar funciones lógicas.

- Analizar y sintetizar circuitos combinacionales con puertas, comparadores, codificadores, multiplexores y decodificadores / demultiplexores.

- Convertir datos numéricos entre diferentes sistemas de numeración.

- Explicar la función de los principales circuitos aritméticos que operan sobre números naturales en binario y números enteros en complemento a dos.

- Explicar la función, y obtener el cronograma, los principales circuitos secuenciales.

- Describir la estructura de un circuito programable.

Metodología de trabajo


La asignatura consta de tres horas semanales de clases presenciales en el aula y dos horas quincenales de prácticas de laboratorio.

En el aula se irán alternando la exposición de los conceptos teóricos, la resolución de ejercicios y ejemplos de aplicación por parte del profesor, y ocasionalmente, la resolución colaborativa y exposición a la pizarra de algún ejercicio por parte de los estudiantes.

En el laboratorio los estudiantes, en grupos de dos o tres, realizarán experimentos relacionados con los contenidos de la asignatura.

Los estudiantes deberán dedicar un tiempo adicional, no presencial, a la resolución de ejercicios, elaboración de informes de las prácticas de laboratorio y preparación de las pruebas escritas.

En caso de que así lo determinen las normas sanitarias, algunas de las clases de teoría y ejercicios (o todas) podrán ser impartidas a distancia o de forma híbrida. En este caso, las prácticas de laboratorio podrán ser realizadas individualmente, el laboratorio de Electrónica o en el aula de Informática, utilizando el simulador Pspice, totalmente o en parte.

contenidos


1. Funciones lógicas.

Descripción

Puertas lógicas. Cronogramas.

Circuitos integrados TTL y CMOS. Retrasos, tensión de alimentación, consumo, niveles lógicos, fan-out, fan-in.

Álgebra de Boole. Leyes de De Morgan.

Simplificación de funciones lógicas. Condiciones irrelevantes.

actividades vinculadas

Primera prueba parcial.

Resolución de ejercicios.

Prácticas de laboratorio.

 

2. Circuitos combinacionales.

Descripción

Comparador, decodificador, codificador, multiplexor, demultiplexor.

Generación de funciones lógicas con decodificadores y multiplexores.

actividades vinculadas

Primera prueba parcial.

Resolución de ejercicios.

Prácticas de laboratorio.

 

3. Circuitos aritméticos.

Descripción

Sistemas de numeración binario, octal, decimal y hexadecimal. Conversión entre sistemas.

Representación de números con signo: signo-magnitud, complemento a 1, complemento a 2.

Representación de números en coma flotante IEEE-754.

Operaciones con números naturales y enteros. Carry y overflow.

Códigos BCD y Gray.

Conversor de código. Supresión de ceros iniciales y finales.

Códigos detectores y correctores de errores. Bit de paridad.

Circuitos aritméticos. Semisumador, sumador y restador.

Generación del carry de salida. Carry en serie y carry anticipado.

actividades vinculadas

Segunda prueba parcial.

Resolución de ejercicios.

Prácticas de laboratorio.

 

4. Circuitos secuenciales.

Descripción

Circuitos multivibradores.

Biestable sensible al nivel. Latch SR con puertas NOR o NAND.

Eliminación de rebotes.

Biestable disparado por flanco. Flip-flops D, JK y T.

Entradas de habilitación, de reloj, y asincrónicas.

Biestable disparado por polvo. Master-slave.

Tiempo de retraso, establecimiento y mantenimiento.

Monostable. Astable. Temporizador integrado 555.

Registros de memoria y de desplazamiento. Entradas y salidas en serie y en paralelo.

Contadores asincrónicos ascendente y descendente. Divisor de frecuencia. Contador binario y decimal.

Contador sincrónico. Contador integrado.

Contador Johnson. Contador de anillo.

actividades vinculadas

Segunda prueba parcial.

Resolución de ejercicios.

 

5. Circuitos programables.

Descripción

SPLD, PAL, GAL, CPLD, FPGA.

Matrices de puertas, interconexiones, entrada / salida.

Tecnologías de programación. Fusible, antifusible, EPROM, SRAM.

Proceso de programación. VHDL.

Lógica de exploración de contorno.

actividades vinculadas

Segunda prueba parcial.

 

Actividades de aprendizaje


1. Primera prueba parcial.

Descripción general

Prueba escrita de evaluación de los contenidos desarrollados en la primera mitad del curso.

Material de apoyo

Enunciado de la prueba.

Entregable y vínculos con la evaluación

Resolución de la prueba.

La calificación representa un 35% de la nota del curso.

objetivos específicos

Explicar conceptos teóricos correspondientes a la primera mitad del curso.

Resolver ejercicios correspondientes a la primera mitad del curso.

 

2. Segunda prueba parcial.

Descripción general

Prueba escrita de evaluación de los contenidos desarrollados en la segunda mitad del curso.

Material de apoyo

Enunciado de la prueba.

Entregable y vínculos con la evaluación

Resolución de la prueba.

La calificación representa un 35% de la nota del curso.

objetivos específicos

Explicar conceptos teóricos correspondientes a la segunda mitad del curso.

Resolver ejercicios correspondientes a la segunda mitad del curso.

 

3. Resolución de ejercicios.

Descripción general

Habrá resolver algunos de los ejercicios propuestos.

Material de apoyo

Colección de ejercicios.

Apuntes, libros, características de componentes y otro material de apoyo.

Entregable y vínculos con la evaluación

Generalmente estos ejercicios deberán resolverse fuera del aula. Alguno de ellos será resuelto por los estudiantes dentro del aula, de forma colaborativa en grupos de dos o tres estudiantes, y expuesto a la pizarra.

Esta actividad no contribuirá directamente a la nota del curso. Sin embargo, su realización será muy útil para la preparación de las pruebas escritas.

objetivos específicos

Resolver ejercicios relacionados con los contenidos de la asignatura.

 

4. Características eléctricas de los circuitos digitales. Práctica de laboratorio.

Descripción general

Montar circuitos en el laboratorio con componentes discretos, relacionados con los contenidos de la asignatura, según un guión proporcionado por el profesor. Detectar y corregir los posibles errores de montaje, y comprobar su correcto funcionamiento. Contestar unas cuestiones previas y redactar un informe posterior explicando el funcionamiento de los circuitos.

Material de apoyo

Guiones de las prácticas proporcionados por el profesor.

Entregable y vínculos con la evaluación

Cuestiones previas e informes de las prácticas.

La calificación de las prácticas representará un 30% de la nota del curso

objetivos específicos

Comparar el comportamiento de las dos tecnologías principales utilizadas en dispositivos digitales, la tecnología bipolar TTL y la tecnología CMOS.

Conocer los posibles efectos que implica dejar entradas no conectadas, "al aire".

Verificar el funcionamiento del preselector BCD para generar las variables de entrada y de los diodos LED para visualizar las salidas.

Montar un circuito sencillo con puertas lógicas sobre protoboard y comprobar su funcionamiento.

 

5. Diseño de circuitos combinacionales. Práctica de laboratorio.

Descripción general

Montar circuitos en el laboratorio con componentes discretos, relacionados con los contenidos de la asignatura, según un guión proporcionado por el profesor. Detectar y corregir los posibles errores de montaje, y comprobar su correcto funcionamiento. Contestar unas cuestiones previas y redactar un informe posterior explicando el funcionamiento de los circuitos.

Material de apoyo

Guiones de las prácticas proporcionados por el profesor.

Entregable y vínculos con la evaluación

Cuestiones previas e informes de las prácticas.

La calificación de las prácticas representará un 30% de la nota del curso

objetivos específicos

Practicar la simplificación de funciones lógicas utilizando el método de Karnaugh.

Transformar un circuito con estructura AND-OR en otro con estructura NAND-NAND. Adaptarlo a puertas de sólo dos entradas.

Aplicar los teoremas de De Morgan y otras leyes del álgebra de Boole para simplificar una función lógica.

Practicar el montaje de los circuitos sobre protoboard y comprobar su funcionamiento.

 

6. Multiplexor y decodificador / demultiplexor. Práctica de laboratorio.

Descripción general

Montar circuitos en el laboratorio con componentes discretos, relacionados con los contenidos de la asignatura, según un guión proporcionado por el profesor. Detectar y corregir los posibles errores de montaje, y comprobar su correcto funcionamiento. Contestar unas cuestiones previas y redactar un informe posterior explicando el funcionamiento de los circuitos.

Material de apoyo

Guiones de las prácticas proporcionados por el profesor.

Entregable y vínculos con la evaluación

Cuestiones previas e informes de las prácticas.

La calificación de las prácticas representará un 30% de la nota del curso

objetivos específicos

Generar una función lógica con un multiplexor.

Generar una función lógica con un descodificador / demultiplexor.

Observar el efecto de las salidas a nivel bajo.

 

7. Circuitos aritméticos. Sumador / restador. Práctica de laboratorio.

Descripción general

Montar circuitos en el laboratorio con componentes discretos, relacionados con los contenidos de la asignatura, según un guión proporcionado por el profesor. Detectar y corregir los posibles errores de montaje, y comprobar su correcto funcionamiento. Contestar unas cuestiones previas y redactar un informe posterior explicando el funcionamiento de los circuitos.

Material de apoyo

Guiones de las prácticas proporcionados por el profesor.

Entregable y vínculos con la evaluación

Cuestiones previas e informes de las prácticas.

La calificación de las prácticas representará un 30% de la nota del curso

objetivos específicos

Montar un sumador / restador en complemento a 2.

Hacer la extensión de signo para números de más bits.

Comprobar el rango de valores y los desbordamientos.

 

Sistema de evaluación


La calificación final será la media ponderada de las calificaciones de las actividades evaluables:

Primera prueba parcial: 35%

Segunda prueba parcial: 35%

Prácticas de laboratorio: 30%

Examen de recuperación: 70%

Habrá una primera prueba parcial a mitad de curso y una segunda prueba parcial a final de curso.

Para los estudiantes que no superen la evaluación durante el curso, se mantendrá el 30% de la calificación de prácticas, y se hará un examen de recuperación global que valdrá el 70% de la nota.

El examen de recuperación podrá servir para aprobar la asignatura con un 5 de nota final, pero no para obtener una nota superior a 5.

En caso de que las normas sanitarias impidan hacer un primer examen presencial, la ponderación de las actividades evaluables será:

Prueba final presencial: 70%

Prácticas de laboratorio: 30%

Bibliografía


básico

Floyd. Fundamentos de sistemas digitales. Pearson, 2006. ISBN 9788483220856.

Complementario

Gajsky. Principios de diseño digital. Prentice Hall, 1997. ISBN 84-8322-004-0.

Hayes. Introducción al diseño lógico digital. Addison-Wesley, 1996. ISBN 0-201-62590-3.