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Transcript
UNIVERSIDAD DE ESPECIALIDADES ESPÍRITU SANTO
PROGRAMA ANALITICO SISTEMAS DIGITALES I
FOR DAC 12 VER 12 03 09
A.- DATOS GENERALES
MATERIA: SISTEMAS DIGITALES I
PROFESOR: ING. MARCOS TOBAR
MORAN
CREDITOS: 3
PRE REQUISITOS:
HORAS PRESENCIALES: 40 H
CODIGO: - UELE154
SEMESTRE: 2do Semestre 2009
HORARIO: 18:00 – 19:15
DIAS: Lunes y Miércoles
AULA: F 5
HORAS NO PRESENCIALES: 80 H
1.- DESCRIPCIÓN
Brinda a los estudiantes las herramientas teóricas para el diseño de circuitos
lógicos combinatoriales, utilizando simple puertas lógicas como también
multiplexores, comparadores, decodificadores y otros circuitos integrados MSI y
LSI.
Para lograr estos objetivos en el curso se presentan el concepto de la tabla de
verdad desde el punto de viste de la lógica y su realización circuital mediante
circuitos integrados disponibles comercialmente. Se hace énfasis en el diseño
basado en la lógica mixta lo que permite una mayor flexibilidad del análisis y
síntesis de los circuitos digitales. La realización de los circuitos se hace
después de aplicar criterios de minimización para lo cual se presentan dos
métodos de minimización con teoremas del álgebra de boole y el método de
minimización con el mapa de karnaugh.
2.- JUSTIFICACIONES
Incluir temas de utilidad como análisis de circuitos combinatoriales desde sus
elementos mas simples como son las puertas lógicas o utilización de circuitos
integrados de pequeña escala hasta la implementación de circuitos de una
mayor complejidad con integrados de mediana escala justifican el dictado de la
misma con la finalidad de ampliar la madurez en el análisis y diseño de estas
maquinas que harán que el estudiante este al tanto de las nuevas tecnologías
en el diseño digital así como la utilización de software para garantizar su
correcto funcionamiento
3- OBJETIVOS
3.1. OBJETIVO PRINCIPAL
Proporcionar una visión global de los circuitos integrados digitales de pequeña
y mediana escala como las puertas lógicas básicas como and or exor
inversores etc. así como sumadores comparadores multiplexores con una
visión somera del estado de desarrollo actual de esta tecnología para la
implementación de circuitos combinatoriales
3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
 Conocer las características especiales (eléctricas y físicas) de los
principales integrados de pequeña y mediana escala
 Analizar circuitos digitales elementales donde se usan estos elementos.
 Poder diseñar circuitos combinatoriales sencillos
 Conocer los elementos necesarios para polarizar en forma adecuada los
elementos mencionados para lograr un funcionamiento óptimo en los
circuitos.
 Poder resolver con el mismo grado de dificultad de los problemas
resueltos en clase y de los enviados como deber.
4. COMPETENCIAS
 Desarrollar una comprensión clara de los diferentes sistemas de
numeración que son la base para analizar el funcionamiento de
cualquier sistema digital
 Definir el funcionamiento de las diferentes puertas lógicas básicas en
cuanto a sus características eléctricas y utilizarlos en la implementación
de circuitos básicos utilizando el álgebra booleana para una
implementación optima
 Desarrollar la implementación de circuitos digitales combinatoriales
utilizando la técnica de implementación por mapa de karnaugh para la
realización de un diseño en forma optima
 Desarrollar la implementación de circuitos digitales mas complejos
utilizando integrados de mediana y gran escala que cumplen una
función especifica dentro del funcionamiento global del mismo
 Definir el funcionamiento de las maquinas secuenciales que utilizan
integrados manejados con señal de reloj para el sincronismo del
funcionamiento del circuito
5. CONTENIDOS PROGRAMÁTICOS
CAPÍTULO 1
INTODUCCION A LOS CONCEPTOS DEL DISEÑO DIGITAL
1.1 Sistemas de numeración: Representación de números: Yuxtaposicional y
polinomial
1.2 Métodos de conversión de base
1.2.1
Conversión por sustitución
1.2.2
Método de divisiones y multiplicaciones sucesivas por el radio.
1.2.3
Método directo para conversión de base de potencias de dos
1.3 Complementos de números.
1.3.1
Complemento r.
1.3.2
Complemento r-1
1.4 Códigos:
1.4.1
1.4.2
1.4.3
1.4.4
1.4.5
1.4.6
códigos binarios.
códigos decimal codificados en binario.
propiedades de los códigos BCD
Códigos de distancia unitaria
códigos alfanuméricos
1.5 códigos de error.
1.6 códigos de detección y corrección de errores
CAPÍTULO 2
FUNDAMENTOS DEL DISEÑO DIGITAL
2.1 Conceptos introductorios al diseño digital
2.1.1
La tabla de verdad
2.1.2
los operadores lógicos
2.1.3
Operador AND
2.1.4
Operador OR
2.1.5
Operador Negación
2.2 Compuertas y funciones
2.3 Condiciones acertadas y no acertadas relacionadas con el Hardware.
2.4 Lógica positiva, lógica negativa, lógica mixta.
2.5 El concepto de inversor.
2.6 Procedimientos generales de implementación.
2.7 Sistemas axiomáticos y leyes del álgebra Booleana
2.8 Otras compuertas lógicas: Puertas NAND y NOR puertas EXOR y
coincidencia
2.9 Mininterminos y Maxiterminos
2.10 Análisis de circuitos combinatoriales
CAPÍTULO 3
MINIMIZACION Y DISEÑO DE CIRCUITOS DIGITALES
COMBINATORIALES
3.1 Los mapas de karnaugh.
3.1.1 Etiquetando el mapa de karnaugh
3.1.2 Llenado del mapa de Karnaugh
3.1.3 Agrupaciones en el mapa de karnaugh
3.2 Implicantes primos y esenciales:
3.3 Entradas dont care en el mapa.
3.4 Variable entrante al mapa VEM
3.5 Agrupaciones en el mapa de Karnaugh con variable entrante al mapa VEM
3.6 Problemas de aplicación de Minimización y diseño.
CAPÍTULO 4
CIRCUITOS MSI Y LSI Y SUS APLICACIONES
4.1 Circuitos Aritméticos: Sumadores Y restadores.
4.2 Comparadores
4.3 multiplexores MUX
4.3.1 Funcionamiento de los multiplexores
4.3.2 Usando Mux para el diseño de circuitos combinatoriales.
4.3.3 Usando mux con entradas en lógica Mixta.
4.4 Convertidores de código
4.5 Decodificadores.
4.5.1 Funcionamiento de los decodificadores
4.5.2 Usando decodificadores para el diseño de circuitos combinatoriales.
4.5.3 Decodificadores con entrada de lógica mixta
4.6 Utilización de los circuitos integrados MSI y LSI para el diseño de circuitos
complejos.
4.7 Retardo de propagación. Diagramas de tiempo
CAPÍTULO 5
FUNDAMENTOS DE LA MAQUINA SECUENCIAL
5.1 Fundamentos de la maquina secuencial. Distinción entre circuitos
combinatoriales y secuenciales
5.2 El concepto de memoria y de celda binaria.
5.3 Introducción a los flip flop
5.4 Tipos de Flip flop
6. METODOLOGÍA
 El dictado estará regido por el programa de estudio de la materia
siguiendo el cronograma establecido, por lo cual el dictado de la materia
se dará por terminado sólo si el material ha sido cubierto en su totalidad.
 La nota de evaluación en la materia deberá distribuirse de la siguiente
manera: 50% el examen y el 50% restante correspondiente a lecciones,
deberes, trabajos en clases.
 Es obligación del profesor entregar por escrito al estudiante las políticas
de la materia, el cual contiene su ponderación y distribución del puntaje,
fecha de exámenes y reglamentos concernientes al Sistema de
Evaluaciones, Asistencia a Clases y Disciplina.
 Dentro de las sesiones se contemplan clases de repaso para atender los
problemas suscitados con las tareas enviadas.
7. EVALUACIÓN
Se evaluarán dos notas por parcial: la una de actividades y la otra el
examen. Las actividades por parcial estarán divididas en: un trabajo, tres
deberes y dos lecciones. El trabajo tendrá un valor de 10 puntos, los deberes
tendrán una ponderación de 30 puntos y las lecciones de 60 puntos,
equivalentes a los 100 puntos de la nota de actividades. El examen será
evaluado en base a 100 puntos. El promedio de estas dos notas nos dará como
resultado la nota del parcial. Al final del semestre, el promedio de los dos
parciales deberá ser mínimo de 70 puntos para aprobar la materia.
Trabajos Deberes Lecciones
10/10
30/30
60/60
Nota de
Actividades
100/100
Examen Promedio
100/100
100/100
8. BIBLIOGRAFÍA
8.1. BÁSICA
 Texto: Análisis y diseño de circuitos lógicos digitales de Víctor Troy Prentice
Hall
 Apuntes personales ( folleto)
 Engineering Approach to digital design por William Fletcher Prentice Hal
8.2. COMPLEMENTARIA
 Sistemas digitales principios y aplicaciones por Ronald Tocci 6 edición Prentice
Hall
 Principios de diseño lógico digital Norman baladanian y Bradley Carlson
CECSA
 Sistemas digitales de Morris Mano
9. DATOS DEL CATEDRÁTICO
NOMBRE:
TITULO DE PREGRADO:
TITULOS DE POSTGRADO:
E-Mail:
Marcos Tobar Moran
Ingeniero Eléctrico especialización
Electrónica
maestrante del MSIG ESPOL – VI
promoción, especialización e-commerce
[email protected]
_____________________________
Ing. Antonio Cevallos
Decano
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Ing. Marcos Tobar Moran
Profesor