Guia docente 2012_13
Escola de Enxeñaría Industrial
Grado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática
 Asignaturas
  Electrónica digital y microcontroladores
   Contenidos
Tema Subtema
Teoría 1.1 INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA DIGITAL Códigos de numeración. Álgebra de Boole. Puertas lógicas básicas.
Teoría 1.2 TECNOLOGÍAS ELECTRÓNICAS DIGITALES Tecnologías digitales: características eléctricas y temporales, acoplamiento de circuitos, topologías de circuitos de salidas.
Teoría 1.3 CONCEPTOS BASICOS DE LOS LENGUAJES DE DESCRIPCIÓN DE HARDWARE (HDL) Descripcion de las metodologías de diseño de circuitos electrónicos digitales. Lenguajes de descripción de hardware (HDL). Elementos del lenguaje VHDL. Tipos de descripciones.
Teoría 1.4 ANALISIS Y DISEÑO DE CIRCUITOS COMBINACIONALES Concepto de función lógica. Funciones lógicas básicas. Simplificación de funciones lógicas. Funciones lógicas incompletas.
Teoría 1.5 BLOQUES FUNCIONALES COMBINACIONALES Concepto de bloque funcional combinacional. Bloques Multiplexor y Demultiplexor. Bloques Codificador y Decodificador. Bloques de funciones aritméticas (sumadores/restadores). Bloque comparador. Bloque generador/detector de paridad. Circuitos lógicos realizados con Multiplexores, decodificadores. Descripción en VHDL de los bloques fucionales combinacionales.
Teoría 1.6 CIRCUITOS DIGITALES SECUENCIALES BÁSICOS Definición y tipos de los circuitos digitales secuenciales. Biestables asíncronos y síncronos. Especificación de la respuesta temporal (Cronogramas). Bloques funcionales: registros (E/S paralelo, desplazamiento), contadores asíncronos y síncronos. Descripciones en VHDL de los bloques funcionales secuenciales.
Teoría 1.7 MEMORIAS DIGITALES CON SEMICONDUCTORES Definición y propiedades generales. Memorias de acceso aleatorio y secuencial. Memorias activas y pasivas. Memorias volátiles y no volátiles. Memorias estáticas y dinámicas. Señales de conexión de una memoria. Cronogramas. Realización de funciones lógicas con memorias.
Teoría 1.8 MÁQUINAS DE ESTADOS FINITOS Diagramas de estados de circuitos digitales secuenciales. Análisis de máquinas de estados finitos. Diseño de máquinas de estados finitos. Realización con Registros. Realización con contadores. Codificación de estados. Simplificación de estados. Detectores de secuencias. Descripciones en VHDL de máquinas de estado.
Teoría 1.9 SISTEMAS DIGITALES SECUENCIALES. Descripción y análisis de la Estructura: ruta de datos y unidad de control. Ejemplos de diseño.
Teoría 1.10 INTRODUCCIÓN A LOS CIRCUITOS RECONFIGURABLES Matrices lógicas programables. PLDs: arquitectura básica. FPGAs: arquitectura básica. Bloques funcionales en FPGAs.
Teoría 2.1 EQUIPOS ELECTRONICOS BASADOS EN UN MICROPROCESADOR Concepto de computador. Estructura y bloques funcionales básicos
Concepto de microprocesador. Elementos básicos.
Concepto de microcomputador. Elementos básicos. Estructura de bus. Arquitecturas de interconexión con la memoria. Mapa de direcciones.
Circuito de selección.
Concepto de microcontrolador
Teoría 2.2 ESTRUCTURA INTERNA DE LA UNIDAD CENTRAL DE PROCESO (CPU) DE UN MICROCONTROLADOR PIC (18K4520 Microchip) Estudio del 18K4520 Microchip. Elementos internos y su interconexión. Unidad de control. ALU. Camino de datos. Memoria de datos y de programa.
Teoría 2.3 CONJUNTO DE INSTRUCCIONES DE UN MICROPROCESADOR Concepto de programa informático. Nivel de abstraccion.
Descripcion de las instrucciones en funcion del código de operación.
Modos de direccionamiento. Concepto y Clasificación.
Programacion de un microprocesador.
Teoría 2.4 CONJUNTO DE INSTRUCCIONES DEL PIC (18K4520 Microchip) Descripción y analisis del juego de instrucciones del 18K4520 Microchip. Ejemplos de programación en ensamblador
Teoría 2.5 ESTRUCTURA BASICA DE UN MICROCOMPUTADOR Concepto de Periférico. Transferencia de información entre el microprocesador y los periféricos. Transferencia en Paralelo. Transferencia en Serie. Sincronizacion de la transferencia de información. Control de transferencia. Acoplamiento de periféricos: Sincrono, Consulta e Interrupcion
Teoría 2.6 PERIFERICOS DE E/S PARALELO DEL PIC
(18K4520 Microchip)
Estructura E/S paralelo. Sentido de la transferencia de información. Ejemplos de programación.
Teoría 2.7 ESTRUCTURA INTERNA DE UN MICROPROCESADOR
Diagrama de bloques genérico
Elementos para el manejo de datos. Estructuras básicas
Elementos para el manejo de direcciones. Estructuras básicas
Unidad de control
Teoría 2.8 PERIFÉRICOS PARA TEMPORIZACIÓN Y CONTAJE DE EVENTOS Estudio de la estructura básica. Parámetros de funcionamiento. Descripción de los recursos del PIC (18K4520 Microchip)
Teoría 2.9 ACOPLAMIENTO DE PERIFERICOS POR INTERRUPCIONES
Descripción de los recursos del PIC (18K4520 Microchip) para la gestión de interrupciones. Ejemplos de progamación
Teoría 2.10 PERIFÉRICO DE CAPTURA Y COMPARACIÓN (UCC) Estudio del tratamiento de señales con información temporal. Sincronización de actuaciones y de eventos. Descripción del periférico de Captura y Comparación del PIC (18K4520 Microchip). Ejemplos de progamación
Práctica 1.1 INTRODUCCIÓN AL LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DIGITAL Introducción al laboratorio de electrónica digital, recursos disponibles, documentación, metodología de trabajo. Estudio de las características estáticas y dinámicas de un circuito digital. Montaje de un circuito combinacional con puertas lógicas. Verificación mediante la sonda lógica y el osciloscopio.
Práctica 1.2 INTRODUCCIÓN A LA SIMULACIÓN DE CIRCUITOS DIGITALES COMBINACIONALES DESCRITOS EN VHDL. Entorno de simulación de circuitos descritos en VHDL. Modelado de circuitos combinacionales en VHDL con sentencias concurrentes. Modelado de algoritmos en VHDL (descripciones de comportamiento) con sentencias no concurrentes. Diseño de un banco de prueba. Simulación del circuito modelado.
Práctica 1.3 ESTUDIO DEL FUNCIONAMIENTO DE LOS CIRCUITOS DIGITALES SINCRONIZADOS MEDIANTE RELOJ. Estudio de los circuitos secuenciales y del Analizador Lógico. Conocer las problemáticas de los circuitos digitales síncronos. Limitación de la frecuencia de trabajo. Funcionamiento paso a paso. Eliminación de rebotes. Conocer el funcionamiento de un contador síncrono. Conocer el funcionamiento del Analizador Lógico
Práctica 1.4 INTRODUCCIÓN A LA SIMULACIÓN DE CIRCUITOS DIGITALES SECUENCIALES DESCRITOS EN VHDL. Circuitos secuenciales descritos en VHDL utilizando la sentencia PROCESS. Modelado en VHDL mediante sentencias concurrentes y no concurrentes del circuito CONTADOR. Simulación del circuito modelado. Diseño de un banco de prueba.
Práctica 1.5 INTRODUCCIÓN A LA REALIZACIÓN DE CIRCUITOS DIGITALES MEDIANTE FPGA. Hardware específico de las placas con circuitos reconfigurables. Estudio de la documentación asociada al dispositivo configurable utilizado. Estudio de los periféricos disponibles para realizar sistemas basados en el dispositivo reconfigurable utilizado. Síntesis de un ejemplo sencillo.
Práctica 1.6 SIMULACIÓN Y REALIZACIÓN FÍSICA DE SISTEMAS SECUENCIALES SÍNCRONOS Diseño y realización física de un circuito digital síncrono descrito mediante un GRAFO de estados utilizando un multiplexor MUX y el CONTADOR. Modelar en VHDL estructural basado en componentes nuevos (MUX) y ya probados (CONTADOR) un circuito digital que implementa un grafo de estados. Diseño de un banco de prueba. Simular el circuito modelado. Realizar circuito en FPGA. Verificación del montaje mediante el Analizador Lógico (terminales de estado, entradas y salidas accesibles).
Práctica 1.7 DISEÑO Y REALIZACIÓN DE SISTEMAS DIGITALES BASADOS EN FPGA Diseño y la simulación de un sistema secuencial síncrono de control de periféricos sencillos (display, LEDs, interruptores, teclado, etc.). Implementación físicamente utilizando un circuito FPGA.
Práctica 2.1 ENTORNO DE PROGRAMACION Y DEPURACION DE APLICACIONES DE MICROCONTROLADORES Presentación de las herramientas informáticas y del hardware disponible para el diseño, simulación y prueba de aplicaciones basadas en microcontroladores de la familia PIC18F.
Prática 2.2 E/S PARALELO Programa y comprobar el funcionamiento de los periféricos de entrada/salida paralelo de un microcontrolador de la familia PIC18F.
Práctica 2.3 TEMPORIZADORES / CONTADORES Comprobar el funcionamiento de los periféricos de temporización y contaje de un microcontrolador PC18F y como se resuelve su acoplamiento por consulta periódica.
Práctica 2.4 INTERRUPCIONES. Comprobar la gestión de interrupciones de periféricos en el microcontrolador PC18F y como se puede utilizar en un programa.
Práctica 2.5 PERIFERICO DE CAPTURA Y COMPARACION Programar y comprobar el funcionamiento del periférico de captura y comparación en el microcontrolador PC18F y sus aplicaciones típicas.
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