1. IDENTIFICACIÓN

Asignatura CIRCUITOS DIGITALES
Área Ciencias Básicas Ingeniería Nivel 7
Código CDI-72 Pensum 10
Correquisito(s) Prerrequisito(s)
Créditos 2 TPS 2 TIS 4 TPT 32 TIT 64

2. JUSTIFICACIÓN

El ejemplo más conocido de un sistema digital es el computador digital para propósito general. Para el ingeniero de sistemas se hace entonces necesario conocer los conceptos básicos usados en el diseño y análisis de los sistemas digitales, como una introducción a los principios y organización de los computadores.
Otros ejemplos de sistemas digitales incluyen conmutadores telefónicos, equipos indicadores y de control digitales como voltímetros, contadores de frecuencia, máquinas calculadoras y máquinas para telecomunicaciones. Estas máquinas tienen en común el manejo discreto de información. La cuantificación y representación de esta información es una competencia del ingeniero de sistemas, para su posterior procesamiento y entrega de resultados.
Cada máquina digital está formada por unos bloques constructivos básicos, los cuales implementan funciones lógicas a nivel de circuitos lógicos que pueden ser combinacionales y/o secuenciales. Cada circuito está conformado por elementos semiconductores como por ejemplo los circuitos integrados, diodos entre otros. Manipular estos elementos, implementar circuitos, entender y definir especificaciones por el ingeniero de sistemas es cada día una necesidad.

3. OBJETIVO GENERAL

Aprender los conceptos básicos de electrónica y circuitos lógicos.

4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS


  • Utilizar el sistema binario para representar información.


  • Conocer los componentes de un circuito tanto pasivos como activos y su funcionamiento.


  • Construir circuitos lógicos que implementan funciones lógicas combinacionales.


  • Construir circuitos lógicos que implementan funciones lógicas secuenciales.


  • Probar el funcionamiento de los circuitos mediante simulación.


    • 5. COMPETENCIAS Y CONTENIDOS TEMÁTICOS DEL CURSO

    COMPETENCIAS CONTENIDO TEMÁTICO INDICADOR DE LOGRO
    Aplicar conceptos de lógica de Algebra de Boole a la solución de problemas de circuitos lógicos combinacionales. Sistemas Binarios:
    •Números binarios.
    •Conversión a diferentes bases.
    •Complementos
    •Lógica Binaria.
    •Teoría de circuitos eléctricos y electrónicos.
    •Circuitos integrados.
    Algebra de Boole:
    •Definiciones y Teoremas.
    •Funciones Booleanas
    •Compuertas Lógicas.
    •Simplificación de Funciones.
    •Mapas de Karnaugh.
    Lógica Combinacional:
    •Procedimiento de diseño.
    •Sumadores.
    •Conversión entre códigos.
    •Procedimiento de análisis.
    •Circuitos NAND, NOR y OR exclusiva.
    •Comparador de magnitudes.
    •Codificadores.
    •Decodificadores.
    •Multiplexor.
    •Demultiplexor.
    •Arreglos lógicos programables.
    		 • Identifica en un circuito los componentes básicos y explica su funcionamiento.
    • Implementa y/ o simula un circuito combinacional real utilizando expresiones de lógica Booleana, por medio de tecnologías de circuitos integrados TTL o CMOS.
    Diseñar circuitos digitales para aplicaciones que requieren memoria y secuenciación. Lógica Secuencial:
    •Flip Flops.
    •Disparo de los F/F.
    •Análisis de los circuitos secuenciales.
    •Estados, reducción y asignación.
    •Tablas de excitación.
    •Procedimiento de diseño.
    •Diseño de contadores.
    •Registros y unidad de memoria.
    		 • Reconoce un problema especifico de almacenamiento de datos y propone soluciones que involucren diferentes tipos de registros o memoria.
    •Aplica circuitos de MSI en la solución de un problema específico de almacenamiento de datos en forma binaria y/o de conteo.
    •Desarrolla aplicaciones específicas que requieran contar y/o registrar eventos.

    6. ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS / METODOLÓGICAS

    Se propone la estrategia de “Aprendizaje por proyectos” la cual propende por construir un proyecto de aula con clases magistrales, las cuales utilizaran los medios audiovisuales disponibles e interactuando con el estudiante mediante la solución a problemas o respondiendo preguntas durante su desarrollo, es decir, los conceptos formulados serán materializados directa e inmediatamente en el aula. De esta manera se logra un proceso Enseñanza- Aprendizaje –Evaluación de manera integral que propicia un aprendizaje significativo, aumenta la capacidad de argumentar, comprender y apropiar el conocimiento, y que busca:

  • Preparar los estudiantes para un desempeño familiar, social y laboral.


  • Aumentar la motivación.


  • Hacer la conexión entre el aprendizaje en la academia y la realidad.


  • Ofrecer oportunidades de colaboración para construir conocimiento.


  • Aumentar las habilidades sociales y de comunicación.


  • Acrecentar las habilidades para la solución de problemas.


  • Aumentar la autoestima y posibilitar una forma práctica del mundo real, para aprender a usar la tecnología.

    • El tiempo presencial es obligatorio durante todo el periodo, en el tiempo independiente el estudiante debe avanzar en los conceptos teóricos del proyecto de aula, asesorado por el docente.
    En el desarrollo de las prácticas de laboratorio se pueden establecer los siguientes momentos:
    Antes: El estudiante debe analizar el problema para:

  • Dibujar un esquema de la conexión de los elementos necesarios para el montaje del circuito.


  • Escribir en una lista de chequeo los pasos que le permitirán obtener un resultado satisfactorio en el montaje.


  • Preparar un pre informe de la práctica a desarrollar.

    • Durante:

  • Realizar las conexiones de acuerdo al esquema, verificando los pasos con la lista de chequeo.


  • Implementar la función lógica.


  • Recolectar, clasificar y analizar los datos.


  • Validar el circuito diseñado mediante simulación.

    • Después:

  • Elaborar un informe en un procesador de texto para la entrega de los resultados y las conclusiones.


    • 7. ESTRATEGIAS DE SEGUIMIENTO Y EVALUACIÓN

    INDICADORES DE LOGRO ESTRATEGIAPORCENTAJE
    Identifica en un circuito los componentes básicos y explica su funcionamiento. Simular dos circuitos propuestos y verificar su funcionamiento 20%
    Implementa y/ o simula un circuito combinacional real utilizando expresiones de lógica Booleana, por medio de tecnologías de circuitos integrados TTL o CMOS. • Taller en clase construyendo dos circuitos combinacionales que solucionan problemas específicos. 20%
    Reconoce un problema especifico de almacenamiento de datos y propone soluciones que involucren diferentes tipos de registros o memoria. Construir un convertidor de paralelo a serie y de serie a paralelo utilizando registros. 20%
    Aplica circuitos de MSI en la solución de un problema específico de almacenamiento de datos en forma binaria y/o de conteo. Diseña y monta un circuito utilizando circuitos integrados MSI. 20%
    Desarrolla aplicaciones específicas que requieran contar y/o registrar eventos. Soluciona un problema que combina el uso de algunos o todos los bloques vistos en clase durante el periodo académico. 20%

    8. BIBLIOGRAFÍA

    TOCCI, Ronald J y Otros. Sistemas Digitales: Principios y aplicaciones. Ed. 10. Mexico. Prentice Hall. 1996. 830p.
    MANO, Morris M. y KIME, Charles R. Fundamentos de diseño lógico y computadores. Ed. 3. Madrid. Pearson Education. 2005. 629 p.
    UYEMURA, Jhon P. Diseño de sistemas digitales: Un enfoque integrado. Mexico. Thomson. 2000. 495p.
    BROWN, Stephen and VRANESIC, Zvonko. Fundamentals of digital logic with VHDL design. Ed. 2. Mexico. Mc Graw Hill 2006. CD ROM.
    ACHA ALEGRE, Santiago y Otros. Electrónica digital, lógica digital integrada:Teorias, problemas y simulación. Mexico. Alfaomega. 2007. 394p.
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