Universidad Pública de Navarra



Año Académico: 2024/2025 | Otros años:  2023/2024  |  2022/2023  |  2021/2022  |  2020/2021 
Graduado o Graduada en Ingeniería Eléctrica y Electrónica por la Universidad Pública de Navarra
Código: 244404 Asignatura: ELECTRÓNICA DIGITAL
Créditos: 6 Tipo: Curso: Periodo: 2º S
Departamento: Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación
Profesorado:
ACEDO SANCHEZ, JORGE (Resp)   [Tutorías ] URRUTIA AZCONA, AITOR   [Tutorías ]

Partes de este texto:

 

Módulo/Materia

Módulo de Tecnología Específica Electrónica Industrial: Sistemas Digitales (Nivel 2)

Materia: Electrónica Digital

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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
-Familias lógicas

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Competencias genéricas

CB1: Que los estudiantes hayan adquirido conocimientos avanzados y demostrado una comprensión de los aspectos teóricos y prácticos y de la metodología de trabajo en su campo de estudio con una profundidad que llegue hasta la vanguardia del conocimiento.
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 en ámbitos laborales complejos o profesionales y especializados que requieren el uso de ideas creativas e innovadoras.

 

CG1: Capacidad para la redacción, firma y desarrollo de proyectos en el ámbito de la ingeniería industrial en las tecnologías específicas Eléctrica y Electrónica Industrial, que tengan por objeto la construcción, reforma, reparación, conservación, demolición, fabricación, instalación, montaje o explotación de: estructuras, equipos mecánicos, instalaciones energéticas, instalaciones eléctricas y electrónicas, instalaciones y plantas industriales y procesos de fabricación y automatización.
CG2: Capacidad para la dirección de las actividades objeto de los proyectos de ingeniería descritos en el epígrafe anterior.
CG3: Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
CG4: Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial en las tecnologías específicas Eléctrica y Electrónica Industrial.
CG6: Capacidad para el manejo de especificaciones, reglamentos y normas de obligado cumplimiento.
CG10: Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar.
CG11: Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria en el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico Industrial.

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Competencias específicas

CEI3: Conocimientos de los fundamentos y aplicaciones de la electrónica digital y microprocesadores.
CEI6: Capacidad para diseñar sistemas electrónicos analógicos, digitales y de potencia.


CTA3: Capacidad para diseñar, analizar y crear aplicaciones industriales basadas en circuitos digitales, microprocesadores y/o microcontroladores.

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Resultados aprendizaje

R1 - Describir y explicar los principios de operación de los dispositivos electrónicos digitales.
R2 - Representación de la información en los sistemas digitales.
R3 - Aplicación del Álgebra de Boole y diseño con puertas lógicas.
R4 - Diseño y Análisis de circuitos combinacionales: aritméticos, multiplexores, demultiplexores, codificadores, decodificadores.
R5 - Diseño y Análisis de circuitos secuenciales: biestables, registros de desplazamiento, contadores y máquinas de estados finitos.
R6 - Identificación y análisis de memorias semiconductoras.
R7 - Análisis de dispositivos lógicos programables.
R8 - Extraer los principales parámetros de operación de dispositivos electrónicos digitales a partir de sus hojas de características comerciales.
R9 - Utilizar las herramientas para cada fase del desarrollo de programas de sistemas digitales: edición, compilación, montaje, ejecución y depuración.

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Metodología

Actividad formativa Metodología Horas Presenciales Horas No presenciales
A1-Clases expositivas/participativas Método expositivo Resolución de ejercicios y problemas 10  
A2-Prácticas Resolución de problemas Aprendizaje basado en problemas 15 15
A3-Actividades de aprendizaje cooperativo Aprendizaje cooperativo en grupos pequeños Resolución de problemas 30 15
A4-Estudio y trabajo autónomo del estudiante Aprendizaje autónomo   55
A5-Tutorías y pruebas de evaluación Orientación tutorial online Evaluación de competencias 5 5
Total   60 90

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Evaluación

 

Resultado de aprendizaje Sistema de evaluación Peso (%) Carácter recuperable Nota Mínima Recuperable
R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8 Primer parcial (prueba escrita que recoge los conceptos adquiridos) 30% del total de la asignatura   3 / 10
R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8 Segundo parcial (prueba escrita que recoge los conceptos adquiridos) 45% del total de la asignatura   3 / 10
R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8 Media ponderada (40% - 60%) de los 2 parciales anteriores 75% Recuperable mediante prueba escrita (convocatoria extraordinaria) 4 / 10
R9 Trabajo previo a las sesiones prácticas y análisis de los resultados obtenidos en ellas. Posible test previo al inicio de cada sesión 25% No  

 

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Temario

TEMA 1: INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA DIGITAL

  • Conceptos Generales.
  • Señales analógicas y digitales: definición y características.
  • Aplicaciones de la Electrónica Digital.

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: magnitud y signo, complemento a 1 y complemento a 2.
    • Representación de números en coma fija y en coma flotante.
    • Códigos alfanuméricos: ASCII, UTF.
    • 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: SISTEMAS ARITMÉTICOS DIGITALES

  • Aritmética binaria.
    • Introducción.
    • Operaciones aritméticas en binario natural.
      • Suma binaria.
      • Resta binaria.
      • Resta como suma
      • Multiplicación binaria.
    • Operaciones aritméticas en BCD: Suma y resta.
  • Circuitos aritméticos.
    • Semisumador básico.
    • Sumador completo.
    • Sumador paralelo con acarreo serie o paralelo.
    • Sumador serie.
    • Semirestador básico.
    • Restador completo.
    • Sumador/restador.
    • Multiplicadores binarios.
    • Comparador binario. Extensión de la capacidad de un comparador binario.
    • Unidad aritmético-lógica (ALU).

TEMA 5: 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.
    • Convertidor binario natural BCD natural
    • Convertidor binario natural Gray
  • Generador/comprobador de paridad. Extensión de la capacidad de un generador/comprobador de paridad.

TEMA 6: SISTEMAS SECUENCIALES

 

  • Definición de sistema secuencial.
  • Circuitos biestables.
    • 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.
    • Generación de secuencias mediante registros de desplazamiento
    • Aplicaciones de los registros
  • Contadores.
    • Contadores digitales.
    • Contadores asíncronos. Contador de décadas.
    • Contadores síncronos. 
    • 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 7: MEMORIAS SEMICONDUCTORAS

  • Descripción de los diferentes tipos de memoria
  • 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
  • Memorias volátiles
    • Dynamic RAM
    • Static RAM
  • Memorias no volátiles
    • ROM
    • OTPROM
    • EPROM
    • EEROM
    • FLASH
  • Estudio de dispositivos comerciales

TEMA 8: DISPOSITIVOS DE LÓGICA PROGRAMABLE (PLDs)

  • Introducción a la lógica programable.
  • Conceptos generales. Técnicas de programación
  • Principales tipos de PLDs
    • 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
  • Estudio de dispositivos comerciales

 

TEMA 9: CIRCUITOS DIGITALES INTEGRADOS: FAMILIAS LÓGICAS

  • Características o parámetros generales de los circuitos digitales.
  • Conectividad entre diferentes tecnologías
  • 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.
  • Estudio de dispositivos comerciales

 

PROGRAMA DE PRÁCTICAS

Sesión 01: Puertas Lógicas Fundamentales (3h)

 

Sesión 02: Entorno Simulación Digital: QUARTUS II (3h)

 

Sesión 03: Circuitos Artiméticos Digitales (3h)

 

Sesión 04: Sistemas Secuenciales (3h)

 

Sesión 05: Introducción a la Programación VHDL (3h)

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Bibliografía

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


Bibliografía Básica

 

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

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.

 

Bibliografía Complementaria

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: 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

Castellano

 

Para acceder a una parte de la bibliografía resulta conveniente un nivel aceptable de lectura en inglés

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Lugar de impartición

Las prácticas se impartirán en el Laboratorio de Electrónica Avanzada (2º piso del Edificio de los Tejos)

Las clases teóricas se impartirá en el Aulario

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