Universidad Pública de Navarra - Nafarroako Univertsitate Publikoa

Módulo/Materia

Módulo: Formación común

Materia: Electrónica y electrotecnia

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Descripción/Contenidos

-Representación digital de la información.
-Álgebra de Boole y funciones lógicas
-Circuitos combinacionales
-Circuitos secuenciales
-Memorias
-Circuitos digitales síncronos y asíncronos.
-Fundamentos de microcontroladores y microprocesadores
-Fundamentos de lenguajes de descripción hardware
-Fundamentos de conversión A/D y D/A
 

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Competencias genéricas

G2. Trabajo en equipo
G3. Aprendizaje autónomo
G7. Capacidad para concebir, diseñar, implementar y operar sistemas y servicios en el ámbito de las TIC
CB1. Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio
CB2. Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
CB5. Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía 

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Competencias específicas

2.9. Capacidad de análisis y diseño de circuitos combinacionales y secuenciales, síncronos y asíncronos, y de utilización de microprocesadores y circuitos integrados.

2.10. Conocimiento y aplicación de los fundamentos de lenguajes de descripción de dispositivos de hardware.

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Resultados aprendizaje

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Metodología

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Evaluación

1. La parte de conceptos teóricos de la materia y de ejercicios
significará el 75% sobre el peso total a evaluar y se compone de dos
pruebas, una a mitad del semestre:

- Primer parcial: temas 1 al 6 (30% de la nota global) - se realizará en
horario de clase
- Segundo parcial: temas 7 al 11 (45% de la nota global) - se realizará
en la fecha del examen ordinario

Para aprobar la asignatura en su globalidad se exige una superación de
al menos el 40% del Segundo Parcial

2. La parte práctica de la asignatura consiste en la asistencia y
realización de ejercicios antes y durante las sesiones de laboratorio y
en la realización de un examen final de prácticas.

El trabajo y evaluación del alumno en el laboratorio (mediante
ejercicios guiados, propuestos, o tests) durante las sesiones computa un
5% (no recuperable), mientras que el examen de prácticas valdrá un 20%
(sí recuperable).

La asistencia a todas las sesiones de prácticas es obligatoria. La
realización de todos los ejercicios propuestos o tests será obligatoria
para tener derecho a realizar el examen de prácticas. Por tanto, será
imprescindible haber asistido a todas las sesiones y haber realizado el
trabajo requerido en las sesiones.  En estas prácticas de laboratorio,
se demostrará la adquisición de los conocimientos desarrollados en las
clases teóricas mediante la implementación de diseños propuestos en los
guiones de prácticas.

Será necesaria una nota mínima en el total de prácticas de 4 puntos
sobre 10 para promediar con la teoría y superar la asignatura. En caso
de no alcanzar los 4 puntos, se guardará la nota de las sesiones (5%) y
se acudirá a la convocatoria extraordinaria

3. La convocatoria extraordinaria se realizará para aquellos estudiantes
que han seguido con regularidad la evaluación continua. En lo relativo a
la teoría, consistirá en un único examen sobre la totalidad de los
contenidos teóricos de la asignatura, que supondrá el 75% de la nota
global. En lo relativo e ala prácticas, será un examen como el de la
convocatoria ordinaria que valdrá un 20%. El examen de teoría será
necesario hacerlo cuando no se ha logrado un mínimo de 4 en el segundo
parcial y el de prácticas cuando no se haya alcanzado en el total de prácticas 4 puntos
sobre 10. Además, los alumnos que no lleguen al 5 con el
promedio de la nota global de la asignatura deberán hacer el examen de
teoría, el de prácticas o ambos (a criterio de cada alumno) para así
llegar a alcanzar el 5 en la nota global (en el examen de teoría habrá
que sacar al menos un 5 para poder aprobar la asignatura y en el de
prácticas habrá que lograr una nota tal que permita que el total de prácticas sea de al menos 4 puntos
sobre 10).

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Temario

TEMA 1: INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA DIGITAL

* Generalidades.
- Señales analógicas y digitales. Definición y características.
- Electrónica digital. Aplicaciones.

TEMA 2: REPRESENTACIÓN DIGITAL DE LA INFORMACIÓN

* Representación digital de la información.
- Concepto de información y unidad de información.
- Codificación de la Información.

* Sistemas de numeración.
- Sistema de numeración binario.
- Sistema de numeración octal.
- Sistema de numeración hexadecimal.
- Conversión entre sistemas.

* Códigos binarios.
- Código binario natural.
- Códigos decimales codificados en binario: BCD, BCD-Exceso 3.
- Códigos binarios continuos y cíclicos: Gray y Johnson.
- Representación de números con signo.
- Representación de números en coma fija y en coma flotante.
- Códigos alfanuméricos: ASCII.
- Aplicaciones.

TEMA 3: ÁLGEBRA DE CONMUTACIÓN. FUNCIONES LÓGICAS

* Álgebra de Boole.
- Postulados del álgebra de Boole.
- Teoremas del álgebra de Boole.

* Funciones lógicas.
- Definición de variable lógica.
- Definición de función lógica.
- Representación de funciones lógicas. Tablas de verdad.
- Funciones lógicas básicas y sus símbolos (puertas).
- Conjuntos completos de puertas lógicas.
- Generación de funciones mediante puertas lógicas.

* Simplificación de funciones lógicas.
- Simplificación mediante la aplicación de teoremas.
- Formas canónicas de una función. Síntesis por minitérminos y por maxitérminos.
- Simplificación mediante mapas de Karnaugh. Ejemplos.
- Simplificación de funciones incompletas.
- Simplificación de multifunciones.

TEMA 4: Introducción a VHDL

* Introducción.

* Elementos básicos de programación en VHDL

- Directivas

- Entidad

- Arquitectura

* Presentación de los distintos tipos de descripción
- Descripción de comportamiento
- Descripción de flujo de datos
- Descripción estructural

*Ejercicios con descripción de comportamiento

TEMA 5: SISTEMAS ARITMÉTICOS DIGITALES

* Aritmética binaria.
- Introducción.
- Operaciones aritméticas en binario natural. Suma binaria. Resta binaria. Resta como suma: Representación de los números negativos en complemento a uno y en complemento a dos. Multiplicación binaria.
- Operaciones aritméticas en BCD: Suma y resta.

* Circuitos aritméticos.
- Semisumador básico.
- Sumador completo.
- Sumador paralelo con acarreo serie.
- Sumador paralelo con acarreo paralelo.
- Sumador serie.
- Semirestador básico.
- Restador completo.
- Sumador restador.
- Multiplicadores binarios.
- Unidad aritmético-lógica.

TEMA 6: OTROS SISTEMAS COMBINACIONALES

* Circuitos y subsistemas combinacionales.
- Concepto de circuito combinacional.
- Multiplexor digital. Extensión de la capacidad en multiplexores. Aplicaciones de los multiplexores: Conversión paralelo-serie. Generación de funciones.
- Codificadores. Codificadores sin prioridad. Codificadores con prioridad.
- Decodificadores. Decodificadores de salidas mutuamente excluyentes (no excitadores). Decodificadores excitadores (Drivers). Extensión de la capacidad de un decodificador. Aplicaciones de los decodificadores: Conversión serie-paralelo (Demultiplexores). Generación de funciones.
- Convertidores de código.
- Generador comprobador de paridad. Extensión de la capacidad de un generador comprobador de paridad.
- Comparador binario. Extensión de la capacidad de un comparador.

TEMA 7: SISTEMAS SECUENCIALES

* Circuitos biestables.
- Definición de sistema secuencial.
- Tipos y características: Asíncronos y síncronos.
- Biestable R S.
- Biestable J K.
- Biestable T.
- Biestable D.
- Tiempos característicos en biestables.

* Registros de desplazamiento.
- Concepto de registro.
- Registros de desplazamiento. Entrada serie, salida serie. Entrada serie, salida paralelo. Entrada paralelo, salida serie. Entrada paralelo, salida paralelo.
- Registro bidireccional.
- Aplicaciones de los registros. Generador de secuencia.

* Contadores.
- Contadores digitales.
- Contadores asíncronos. Contador de décadas.
- Contadores síncronos. Acarreo en serie y paralelo.
- Contador reversible.
- Contadores basados en registros de desplazamiento. Contador en anillo. Contador Johnson. Contadores con protección.
- Aplicaciones.

* Análisis y diseño de circuitos secuenciales síncronos.
- Análisis de circuitos secuenciales síncronos.
- Tablas de transiciones y diagramas de estados: Máquina de Mealy y Máquina de Moore.
- Síntesis de sistemas secuenciales síncronos.

TEMA 8: CIRCUITOS DIGITALES INTEGRADOS: FAMILIAS LÓGICAS

* Circuitos digitales integrados. Características generales de las principales familias.
- La puerta NAND 74¿00
- La familia TTL y subfamilias
- Nomenclatura y encapsulado de los circuitos digitales integrados.
- Características o parámetros generales de los circuitos digitales.
- Conectividad entre diferentes tecnologías

TEMA 9: MEMORIAS

* Descripción de los diferentes tipos de memoria
- Memorias volátiles: RAM (SRAM, DRAM).
- Memorias no volátiles: ROM, EPROM, EEROM, FLASH
- Descripción de memorias a nivel de bloques funcionales
- Bus de direcciones, bus de datos y señales de control
- Características de las memorias: capacidad, tiempos de lectura y escritura

TEMA 10: LÓGICA PROGRAMABLE

* Lógica programable (PLD).
- Codificadores ROM programables.
- Matrices lógicas programables (PLA).
- Matrices lógicas AND programables (PAL).
- PLDs basados en macroceldas
- FPGAs
- Herramientas software de programación e introducción al VHDL

TEMA 11: CONVERSIÓN ANALÓGICA-DIGITAL

* Conversión de señales analógicas y digitales.

* Convertidor digital-analógico (CDA).
- CDA con resistencias ponderadas.
- CDA con red R 2R en escalera.
- Parámetros de los CDA.

* Convertidor analógico-digital (CAD).
- CAD con comparadores.
- CAD de ancho de impulso. CAD de doble rampa.
- CAD con contadores.
- CAD de aproximaciones sucesivas.
- Parámetros de los convertidores CAD.

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Programa de prácticas experimentales

Práctica 1: Puertas lógicas fundamentales

Práctica 2: Circuitos combinacionales

Práctica 3: Circuitos aritméticos

Práctica 4: Circuitos secuenciales

Práctica 5: Otros circuitos combinacionales

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.

Título: PROBLEMAS RESUELTOS DE ELECTRÓNICA DIGITAL (*)
Autor: C. Bariáin, I. R. Matías, F. J. Arregui
Editorial: Universidad Pública de Navarra

Título: SOLVED PROBLEMS IN DIGITAL ELECTRONICS (*)
Autor: I. Del Villar, F. J. Arregui, J. Goicoechea
Editorial: Marcombo

Título: FUNDAMENTOS DE SISTEMAS DIGITALES.
Autor: THOMAS L. FLOYD.
Editorial: PRENTICE HALL.

Título: CIRCUITOS ELECTRÓNICOS: DIGITALES.
Autor: MANUEL MAZO QUINTAS Y OTROS.
Editorial: SERVICIO DE PUBLICACIONES. UNIVERSIDAD DE ALCALÁ.

Título: FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA DIGITAL
Autor: CECILIO BLANCO VIEJO
Editorial: THOMSON-PARANINFO

Título: CIRCUITOS ELECTRÓNICOS DIGITALES II
Autor: ELIAS MUÑOZ MERINO y otros
Editorial: SERVICIO DE PUBLICACIONES UNIVERSIDA POLITECNICA DE MADRID

Título: VHDL: LENGUAJE PARA SÍNTESIS Y MODELADO DE CIRCUITOS

Autor: FERNANDO PARDO CARPIO, JOSÉ A. BOLUDA GRAU

Editorial: PARACUELLOS DEL JARAMA: RA-MA

Título: PROBLEMAS RESUELTOS DE ELECTRÓNICA DIGITAL (*)
Autor: Javier García Zubía
Editorial: MCGRAW-HILL

Título: PROBLEMAS DE CIRCUITOS Y SISTEMAS DIGITALES (*)
Autor: CARMEN BAENA, MANUEL JESÚS BELLIDO, etc
Editorial: MCGRAW-HILL

Título: EJERCICIOS DE ELECTRÓNICA DIGITAL. (*)
Autor: ISIDORO PADILLA.
Editorial: DPTO DE PUBLICACIONES E.T.S. ING. DE TELECOMUNICACION MADRID.

Título: ELECTRÓNICA DIGITAL. (*)
Autores: L. CUESTA; A. GIL PADILLA; F. REMIRO.
Editorial: MCGRAW-HILL

Título: SISTEMAS DIGITALES. INGENIERIA DE LOS MICROPROCESADORES
Autores: A. GARCIA GUERRA
Editorial: CENTRO DE ESTUDIOS RAMON ARECES

(*) Libros de Ejercicios

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Idiomas

Inglés, castellano y euskera

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Lugar de impartición

La teoría se impartirá en el Aulario y las prácticas en el Laboratorio de Electrónica Avanzada (segundo piso del Edificio de Los Tejos)

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