Electrónica  digital  y  microprocesadores

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DEPARTAMENTO PROFESOR/ES
INGENIERÍA ELÉCTRICA Carlos Alberto Rodríguez González
TITULACIONES EN LAS QUE SE IMPARTE LA ASIGNATURA
Titulación Carácter Curso Semestre Créditos Guía Docente
Grado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática Obligatoria 3 Primer Semestre 6 pdf
BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA
Wakerly, John F. "Diseño digital : principios y prácticas" 3ªed. Pearson Educación, [2001]
Roth, Charles H."Fundamentos de diseño lógico". Thomson / Paraninfo, [2004]
Microcontroladores MCS-51 y MCS-251 / José Matas Alcalá, Rafael Ramón Ramos Lara. Edicions de la Universitat Politécnica de Catalunya, 2001
Bates, Martin, PIC microcontrollers : an introduction to microelectronics. 3rd ed. Elsevier [2011]
Martin cuenca, E., Angulo Usategui, J.M., Angulo martínez, I. Microcontroladores PIC. La clave de diseño. Ed. Thomson [2003]
Ibrahim, Dogan. Advanced PIC Microcontroller Projects in C. From USB to RTOS with the PIC 18F Series. Newnes, 2008.
Digital design : with a introduction to the Verilog HDL / M. Morris Mano, Michael D. Ciletti-- 5th ed-- Harlow, Essex (England) : Pearson, cop. 2013
Etxebarria Isuskiza, M. Microcontroladores PIC: teoría y práctica : el PIC16F88X y el laboratorio USB-PIC'School: más de 100 ejercicios y proyectos.[2011]
Portal con tutoriales, software y revistas técnicas centrado en el lenguaje Verilog.
Tutorial online sobre el lenguaje VHDL
Página dedicada a la familia de microcontroladores MCS51 con interesantes tutoriales y ejemplos
Enlace a la página de ARM KEIL: uno de los principales fabricantes de herramientas de desarrollo para microcontroladores.
Página de XILINX, importante fabricante de dispositivos lógicos programables con excelentes recursos, información y herramientas de desarrollo.
Página propia de la asignatura


CONTEXTO
Sobre la base de los conocimientos básicos adquiridos en la asignatura de Sistemas Electrónicos, esta asignatura tiene como objetivo dotar al alumno de capacidad en la gestión y realización de proyectos de diseño de sistemas digitales basados en lógica programable. La asignatura presenta dos amplios temas.
El primer tema cubre el diseño de sistemas digitales incluyendo su desarrollo mediante lenguajes de descripción de hardware (HDL), siendo el objetivo final del tema, la realización de un proyecto real implementado sobre un dispositivo lógico programable FPGA.
El segundo tema trata de dotar al alumno de capacidades en el ámbito de diseño mediante microcontroladores. El objetivo de este tema es que el alumno sea capaz de desarrollar al final del tema una aplicación real basada en un microcontrolador. El contenido del tema trata de conducir al alumno desde el hardware al software que es preciso conocer para el diseño de sistemas microcontroladores.
Durante la asignatura, el alumno deberá analizar y sintetizar varias aplicaciones para resolver problemas planteados, aportar ideas, tomar decisiones y trabajar en equipo para generar resultados que serán expuestos desarrollando así, su capacidad de comunicación.
Esta asignatura parte de los conceptos básicos vistos en la asignatura "Sistemas Electrónicos" de segundo curso.
Esta asignatura es básica y da un soporte necesario para realizar las aplicaciones digitales en cualquiera de las asignaturas que posteriormente debe cursar el alumno.
COMPETENCIAS
COMPETENCIAS GENERALES:
- O3. Conocimiento en materias basicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
- G1. Capacidad de análisis y síntesis.
- G2. Capacidad de aplicar los conocimientos a la práctica.
- G4. Comunicación oral y escrita de la propia lengua.
- G5. Comprensión de textos escritos en una segunda lengua relacionados con la propia especialidad.
- G6. Habilidades informáticas básicas.
- G8. Capacidad de aprendizaje.
- G11. Capacidad de adaptación a nuevas situaciones.
- G12. Capacidad para generar nuevas ideas.
- G13. Resolución de problemas.
- G14. Toma de decisiones.
- G15. Trabajo en equipo.
- G19. Habilidad para trabajar de forma autónoma.

COMPETENCIAS ESPECÍFICAS:
- E2. Conocimiento de los fundamentos y aplicaciones de la electrónica digital y microprocesadores.
- E5. Capacidad para diseñar sistemas electrónicos analógicos, digitales y de potencia.
- E6. Conocimiento y capacidad para el modelado y simulación de sistemas.
TEMARIO
Tema1.- Electrónica digital.
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<div style="margin-left: 40px;">1.1.- Introducción y repaso a los conceptos impartidos en la asignatura &ldquo;Sistemas electrónicos&rdquo;.
<div style="margin-left: 40px;">1.2.- Códigos digitales. Detección y corrección de errores.
<div style="margin-left: 40px;">1.3.- Diseño de sistemas digitales combinacionales. Simplificación de funciones y fenómenos aleatorios.
<div style="margin-left: 40px;">Diseño mediante HDL.
<div style="margin-left: 40px;">1.4.- Diseño de sistemas digitales combinacionales. Bloques funcionales combinacionales. Diseño mediante HDL.
<div style="margin-left: 40px;">1.5.- Diseño de sistemas digitales secuenciales. Introducción al diseño de sistemas secuenciales. Elementos biestables.
<div style="margin-left: 40px;">Diseño mediante HDL.
<div style="margin-left: 40px;">1.6.- Diseño de sistemas digitales secuenciales síncronos. Diseño mediante HDL.
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Sesiones de prácticas Tema 1: Durante las sesiones de prácticas, se analizará el entorno de desarrollo de aplicaciones, para seguir con aplicaciones esenciales que el alumno deberá buscar y analizar. Posteriormente sintetizará otras aplicaciones que le obligarán a buscar documentación, desarrollar nuevas ideas y asentar los conceptos teóricos y finalmente obtener resultados. Todo ello, siguiendo la planificación teórica, con un inicio sobre sistemas combinacionales y posterior y principalmente con sistemas secuenciales. Finalmente los alumnos, en trabajo en grupo, deberán realizar un pequeño proyecto desarrollado en una FPGA, que deberán presentar oralmente y que hace que el alumno sea consciente de su capacidad para desarrollar sistemas digitales de cierta complejidad, basados en dispositivos lógicos programables tipo FPGA.
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Tema 2.- Microcontroladores.
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<div style="margin-left: 40px;">2.1.- Memorias mediante semiconductor. Tipos. Especificaciones. Diseño mediante HDL.
<div style="margin-left: 40px;">2.2.- Estructura básica de un microprocesador. Arquitectura de un microcontrolador.
<div style="margin-left: 40px;">2.3.- Programación. Ejemplos y herramientas.
<div style="margin-left: 40px;">2.4.- Las interrupciones.
<div style="margin-left: 40px;">2.5.- Periféricos. Puertos paralelo. Ejemplos de programación
<div style="margin-left: 40px;">2.6.- Periféricos. Temporizadores. Ejemplos de uso y programación.
<div style="margin-left: 40px;">2.7,- Comunicaciones serie. UART integrada. Ejemplos de comunicaciones.
<div style="margin-left: 40px;">2.8.- Interfaces. Pantalla LCD y teclados. Ejemplos de programación.
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Sesiones de prácticas Tema 2: Durante las sesiones de prácticas, se analizará el entorno de desarrollo de aplicaciones basadas en microcontroladores, para seguir con aplicaciones básicas que el alumno deberá analizar. Posteriormente sintetizará otras aplicaciones que le obligarán a buscar documentación, desarrollar nuevas ideas y asentar los conceptos teóricos y finalmente obtener resultados. Todo ello, siguiendo la planificación teórica, con un inicio en la programación en ensamblador y uso de las herramientas de desarrollo que permitan al alumno comprender y visualizar perfectamente el funcionamiento interno de un microcontrolador. En las siguientes prácticas el alumno sintetizará ejemplos sobre pequeñas aplicaciones relacionadas con los temas impartidos según el programa (manejo de interrupciones, uso de periféricos como puertos I/O, temporizadores, comunicaciones, interfaces). Finalmente los alumnos, en modalidad de trabajo en grupo, deberán realizar un pequeño proyecto basado en microcontrolador, que deberán llevar a cabo y presentar oralmente y que hace que el alumno sea consciente de su capacidad para desarrollar sistemas basados en microcontrolador con especificaciones que presentan un reto en su desarrollo.