Electrónica Digital y Microprogramable. a. Gil Padilla

Electrnica Digitaly Microprogramable

GUA DIDCTICA DEL PROFESOR

Fernando Blanco FloresSantiago Olvera Peralta

Gua didctica: Electrnica digital y microprogramable

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1. Presentacin de la gua.

La gua didctica del profesor del mdulo Electrnica Digital y Microprogramable se haelaborado con el objeto de prestar al profesor que imparte la asignatura una propuesta di-dctica de apoyo pedaggico para el desarrollo de su funcin docente.

En la gua se incluyen y se describen los materiales curriculares que present el Ministe-rio de Educacin y Ciencia cuando se disearon los ciclos formativos y en los que se des a-rrollan la definicin y el desarrollo de los procesos de enseanza y aprendizaje de los CiclosFormativos, tanto de grado superior como de grado medio de la actual Formacin Profesio-nal.

Se recogen en esta gua el Real Decreto 624/1995, publicado en el BOE el 18/08/1995,donde se desarrolla el Ttulo del mdulo y el Real Decreto 195/1996, publicado en el BOEel 06/03/1996, donde se desarrolla el currculo del mdulo.

La gua sigue las directrices trazadas por el libro editado por el Ministerio de Educaciny Ciencia sobre propuestas didcticas de apoyo al profesor, editado por la Direccin Gene-ral de Formacin Profesional Reglada y Promocin Educativa, en el que se orienta al profe-sor sobre la programacin de los contenidos y las actividades de formacin que pueden seradaptadas y aplicadas por el docente de forma directa.

La gua est dividida en once apartados:

1. Presentacin de la gua (apartado actual).

2. Introduccin al mdulo.

3. Capacidades terminales y criterios de evaluacin.

4. Orientaciones metodolgicas.

5. ndice secuencial de las unidades de trabajo: organizacin de los contenidos.

6. Estructura de las unidades de trabajo del libro del alumno.

7. Distribucin temporal de las unidades de trabajo.

8. Elementos curriculares o unidades de trabajo.

9. Actividades, cuestiones, problemas y prcticas propuestas.

10. Material didctico (materiales y equipos didcticos).

11. Material pedaggico de apoyo para la imparticin del mdulo.

A continuacin se desarrollan cada uno de estos puntos.


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2. Introduccin al mdulo.

El desarrollo didctico y la programacin del mdulo Electrnica Digital y Microprogra-mable se obtiene a partir del perfil del ciclo formativo Equipos Electrnicos de Consumo.

El ciclo formativo Equipos Electrnicos de Consumo est dividido en doce mdulosprofesionales, como unidades coherentes de formacin necesarias para obtener la titulacinde Tcnico en Equipos Electrnicos de Consumo. La duracin establecida para este ciclo esde 2.000 horas incluidas la FCT (Formacin en Centros de Trabajo). Estas 2.000 horas sedesarrollan a lo largo de dos cursos lectivos, donde cinco trimestres se realizan en el centroeducativo y el sexto trimestre en el centro de trabajo.

Uno de los mdulos de este ciclo formativo es el de Electrnica Digital y Microprogra-mable cuya duracin es de 250 horas desarrolladas en el centro educativo a lo largo de lostres trimestres del primer curso, con una frecuencia de 8 horas semanales.

Al ser un mdulo transversal no se le asocia a ninguna unidad de competencia de lascuatro desarrolladas en el Real Decreto del Ttulo.

1. Instalar y mantener equipos electrnicos de sonido.

2. Instalar y mantener equipos electrnicos de TV y vdeo.

3. Instalar y mantener equipos electrnicos microinformticos y terminales de teleco-municacin.

4. Realizar la administracin, gestin y comercializacin en una pequea empresa otaller.

Las capacidades terminales asociadas a este mdulo son las siguientes:

a) Analizar funcionalmente circuitos electrnicos digitales, interpretando los esquemasde los mismos y describiendo su funcionamiento.

b) Analizar funcionalmente circuitos electrnicos realizados con dispositivos progra-mables y sus perifricos asociados, interpretando los esquemas de los mismos y des-cribiendo su funcionamiento.

c) Analizar los circuitos electrnicos de tratamiento digital de magnitudes analgicas.

d) Realizar con precisin y seguridad, medidas en circuitos digitales y microprogra-mables, utilizando los instrumentos y elementos auxiliares ms apropiados en cadacaso.


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e) Diagnosticar averas en circuitos electrnicos digitales y microprogramables de apli-cacin general empleando procedimientos sistemticos en funcin de distintas con-sideraciones.

3. Capacidades terminales y criterios de evaluacin.

En este apartado se describen las capacidades terminales y sus correspondientes crite-rios de evaluacin, correspondientes al Real Decreto del Ttulo.

El ttulo profesional, y por tanto las competencias que adquieren los alumnos que reali-zan este ciclo formativo, est basado en la suma de las diferentes capacidades terminalesque se adquieren con cada uno de los mdulos que forman el ciclo formativo.

Las capacidades terminales del mdulo Electrnica Digital y Microprogramable, ascomo sus correspondientes criterios de evaluacin, segn el Real Decreto del currculo(195/1996) publicado en el BOE de fecha (6/03/96) son:

CAPACIDADES TERMINALES CRITERIOS DE EVALUACIN

Analizar funcionalmente circuitoselectrnicos digitales, interpretan-do los esquemas de los mis mos ydescribiendo su funcionamiento.

Describir las funciones lgicas fundamentales utilizadasen los circuitos electrnicos digitales.

Explicar las funciones combinacionales bsicas (codifi-cacin, decodificacin, multiplexacin, demultiple-xacin) utilizadas en los circuitos electrnicos digitales,as como la tipologa y caracters ticas de los compo-nentes utilizados para su realizacin.

Explicar las funciones secuenciales bsicas (memori-zacin de estados -biestables-, contadores, registros dedesplazamiento) utilizadas en los circuitos electrnicosdigitales, as como la tipologa y caracters ticas de loscomponentes utilizados para su realizacin.

En varios casos prcticos de anlisis de circuitos elec-trnicos digitales:

Identificar los componentes y bloques funcio nales delcircuito, relacionando los smbolos que apare cen enlos esquemas con los elementos reales.

Explicar la lgica de funcionamiento de los compo-nentes y bloques funcionales presentes en el circuito,sus caracters ticas y tipologa.


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Explicar el funcionamiento del circuito, identificandolos estados que lo caracterizan e interpretando las se-ales pre sentes en el mismo.

Aplicar las leyes y teoremas fundamentales del lge-bra de Boole en el anlisis de funcio namiento del cir-cuito, contras tando los estados lgicos previstos conlas seales reales medidas en el mismo, explicando yjustificando dicha re lacin.

Identificar la variacin en los parmetros caracte-rsticos del circuito (tensiones, estados lgicos, etc.)suponiendo y/o realizando modificaciones en compo-nentes del mismo, explicando la relacin entre losefectos detectados y las causas que los producen.

Elaborar un informe-memoria de las actividades desa-rrolladas y resultados obtenidos, estructurndola en losapartados necesarios para una adecuada docu-mentacin de las mismas (descripcin del proceso se-guido, medios utilizados, esquemas y planos, explica-cin funcional, medidas, clculos, etc.).

Analizar funcionalmente circuitoselectrnicos realizados con dispo-sitivos micro programables y susperifricos asociados, interpretan-do los esquemas de los mismos ydes cribiendo su funcionamiento.

Explicar las diferencias bsicas que existen entre loscircuitos electrnicos digitales cableados y los circuitosprogramados.

Explicar la tipologa y caracters ticas de los dispositivosperifricos utilizados en sistemas micropro cesados, des-cribiendo las funciones que realizan y los procedimientosde interconexin entre ellos.

Describir las diferencias fundamentales que existen entreun microprocesador y un microcontrolador a travs de ladescripcin de su arquitectura bsica.

Explicar los parmetros y caractersticas fundamentalesde un sistema microprocesado (buses y su tipologa, me-moria, interrupciones, reloj, reset, entradas/salidas para-lelo y serie, etc.)

En un caso prctico de anlisis de un circuito electrnicomicroprocesado:

Identificar los componentes y bloques funcio nales delcircuito, relacionando los smbolos que apare cen enlos esquemas con los elementos reales.


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Explicar la lgica de funcionamiento de los com-ponentes y bloques funcionales presentes en el circui-to, sus funciones, modos de operar caractersticos y t i-pologa.

Explicar el funcionamiento del circuito, relacionandolas funciones que realiza el programa de control conlas seales de entra da/salida del dispositivo micropro-cesador y sus perifricos asociados.

Identificar la variacin en los parmetros caracte-rsticos del circuito (tensiones, formas de onda, sin-cronizacin de seales, etc.) suponiendo y/o reali-zando modificaciones en componentes del mismo, ex-plicando la relacin entre los efectos detectados y lascausas que los producen.


Analizar los circuitos electrnicosde tratamiento digital de magnitu-des analg icas.

Explicar los principios y caractersticas de conversinde seales analgicas a digitales y viceversa para sutratamiento en sistemas digitales y microprogramables.

Explicar la tipologa y caracters ticas de los dispositivosconvertidores A/D y D/A, describiendo las funcionesque realizan y los procedimientos de interconexin en-tre ellos.

Enumerar y describir tipos de sensores de magnitudesfsicas fundamentales (temperatura, presin, intensidadluminosa, etc.), explicando sus caractersticas y aplica-ciones ms comunes en los equipos electrnicos de con-sumo.

En varios casos prcticos de anlisis de circuitos elec-trnicos de tratamiento digital de magnitudes analgicas:

Identificar los componentes y bloques funcionales delcircuito, relacionando los smbolos que aparecen enlos esquemas con los elementos reales.

Explicar la lgica de funcionamiento de los com-ponentes y bloques funcionales presentes en el circui-to, sus funciones, modos de operar caractersticos y t i-pologa.


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Explicar el funcionamiento del circuito, relacionandolas funciones que realiza la seccin analgica del cir-cuito, el blo que de tratamiento digital de la seal y losdispositivos de conversin A/D y D/A.

Analizar las variaciones en las caractersticas funcio-nales del circuito suponiendo modificaciones en com-ponentes del mis mo.

Identificar los distintos blo ques funcionales, simbolo-ga y su relacin con los dispositivos reales, relacio-nando las magnitudes elctricas analgicas con eltratamiento digital de las mis mas y los procesos deconversin corres pondientes.

Identificar la variacin en los parmetros caracte-rsticos del circuito (tensiones, formas de onda, sin-cronizacin de seales, etc.) suponiendo y/o reali-zando modificaciones en componentes del mismo, ex-plicando la relacin entre los efectos detectados y lascausas que los producen.


Realizar, con precisin y seguri-dad, medidas en circuitos digitalesy micro programables, utilizando elinstrumento (sonda lgica, inyec-tor de pulsos, analizador de esta-dos lgicos, etc.) y los ele mentosauxiliares ms apropiados en cadacaso.

Explicar las caractersticas ms relevantes, la tipologa yprocedimientos de uso de los instrumentos de medidautilizados en electrnica digital y micropro gramable.

En el anlisis y estudio de un circuito electrnico digital ymicroprogramado:

Seleccionar el instrumento de medida (sonda lgica,inyector de seales, analizador de estados lgicos,etc.) y los elementos auxiliares ms adecuados en fun-cin del tipo y precisin requerida de la medida que seva a realizar (estado lgico, sincronizacin de seales,etc.).

Conexionar adecuadamente los distintos aparatos demedida en funcin de las caractersticas de las sealesque se van a medir (estados lgicos y sincronizacinde seales).


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Medir las seales y estados lgicos propios de los cir-cuitos digitales y microprocesados, operando adecua-damente los instrumentos y aplicando, con laseguridad requerida, procedimientos normalizados.

Interpretar las medidas realizadas, relacio nando los es-tados y sincronismos con las caractersticas elctricas yfuncionales de los circuitos.


Diagnosticar averas en circuitoselectrnicos digitales y microgra-mables de aplicacin general, em-pleando procedimientos siste-mticos y normalizados en funcinde dis tintas consideraciones.

Explicar la tipologa y caracters ticas de las averas tp i-cas de los componentes electrnicos digitales y micro-programables.

Describir las tcnicas generales utilizadas para la locali-zacin de averas en circuitos electrnicos digitales y mi-croprogramables.

En un caso prctico de simulacin de averas en circuitoelectrnico digital y micro programable:

Identificar los sntomas de la avera, caracterizndolapor los efectos que produce en el circuito.

Interpretar la documentacin del circuito electrnico,identificando los distintos blo ques funcionales, las se-ales elctricas, estados lgicos y parmetros caracte-rs ticos del mismo.

Realizar al menos una hiptesis de causas posibles dela avera, relacionndolas con los efectos presentes enel circuito.

Realizar un plan sistemtico de intervencin para ladeteccin de la causa o causas de la avera.

Medir e interpretar parmetros del circuito, realizandolos ajustes necesarios de acuerdo con la documenta-cin del mismo, utilizando los instru mentos adecua-dos, aplicando procedimientos normalizados.


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Localizar el bloque funcional y el componente o com-ponentes responsables de la avera, realizando las mo-dificaciones y/o sustitucio nes necesarias para dichalocalizacin con la calidad prescrita, siguiendo proce-dimientos normalizados, en un tie mpo adecuado.


4. Orientaciones metodolgicas.

El profesor ha de asumir el papel de animador, orientador y organizador. Teniendo encuenta esto, a continuacin se van a exponer una serie de orientaciones metodolgicas en-caminadas a conseguir que el alumno adquiera los conocimientos bsicos para la instala-cin y reparacin de equipos de electrnica digital tanto en sistemas industriales como eninformticos.

Los temas deben exponerse en un lenguaje sencillo a la vez que tcnico para que elalumno, futuro profesional, vaya conociendo la terminologa y el argot que se utiliza en estecampo.

Al ser un material de fcil utilizacin en el aula, se recomienda que junto a los progra-mas de simulacin, que ayudan a una comprensin ms gil y con menor problemas que losmontajes, se utilicen componentes y montajes reales que eliminen la falta de seguridad delos alumnos a la hora de enfrentarse a los componentes fsicos.

El mdulo debe estar orientado ms hacia la utilizacin que hacia el diseo, ello conllevaa que la fase prctica en esta materia sea de suma importancia para el correcto desarrollo delos alumnos. Siguiendo esto, dentro del libro se han diseado mltiples actividades que elprofesor ha de completar con otras actividades como las propuestas en esta gua en el punto 9.

Se deben suministrar a los alumnos circuitos correspondientes a proyectos reales sencillospara que puedan correlacionar la informacin terica impartida con el desarrollo prctico en elmundo laboral de los diferentes temas.


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Ha de utilizarse informacin tcnica, de esa forma los alumnos aprendern a buscar porcomponentes, caractersticas, aplicaciones, encapsulados, etc.

Inculcar la idea de trabajo en equipo, organizando los trabajos o actividades para equi-pos de alumnos (2 o 3 por actividad), que es lo que se van a encontrar despus en el mundodel trabajo.

5. ndice secuencial de las unidades de trabajo: organizacin delos contenidos.

Los contenidos de este mdulo se han planificado de tal manera que el alumno vaya co-nociendo de una forma secuencial todo el contenido del mismo desarrollado en el RealDecreto 195/1996. Para ello se parte de lo ms bsico, como es el lgebra de Boole, llegan-do hasta microcontroladores y desarrollando temas complementarios como son la instru-mentacin y la localizacin de averas.

El libro est dividido en 15 unidades de trabajo que cubren los siguientes temas:

1. lgebra de Boole.

2. Puertas lgicas.

3. Circuitos combinacionales.

4. Circuitos secuenciales.

5. Circuitos aritmticos.

6. Memorias.

7. Circuitos programables PLD.

8. Microprocesadores. Microcontroladores y perifricos.

9. Instrumentacin especfica.

10. Localizacin de averas y comprobacin de componentes.

6. Estructura de las unidades de trabajo del libro del alumno.

Cada una de las unidades didcticas o captulos del libro est compuesta por los si-guientes apartados:

Introduccin.

Contenidos.


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Objetivos.

Desarrollo de los contenidos.

Actividades y problemas.

Autoevaluacin.

7. Distribucin temporal de las unidades de trabajo.

Como se indicaba en el apartado 2 de esta gua, este mdulo se imparte en el 1er cursodel ciclo formativo y tiene una duracin de 250 horas lectivas, a razn de 8 horas a la se-mana.

La distribucin aproximada de los tiempos o temporalizacin de los diferentes captulosque forman el mdulo son:

Captulo 1. Introduccin a las tcnicas digitales. 10 horas

Captulo 2. Circuitos y funciones lgicas bsicas. 20 horas

Captulo 3. Familias lgicas. 8 horas

Captulo 4. Circuitos lgicos combinacionales. 22 horas

Captulo 5. Circuitos secuenciales bsicos. 28 horas

Captulo 6. Circuitos lgicos secuenciales integrados. 20 horas

Captulo 7. Circuitos aritmticos. 20 horas

Captulo 8. Circuitos osciladores digitales. 10 horas

Captulo 9. Memorias. 16 horas

Captulo 10. Circuitos lgicos programables. 8 horas

Captulo 11. Microprocesadores. 10 horas

Captulo 12. Microcontroladores. 10 horas

Captulo 13. Perifricos. 24 horas

Captulo 14. Instrumentos utilizados en circuitos lgicos. 24 horas

Captulo 15. Diagnstico de averas en circuitos lgicos. 20 horas


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8. Elementos curriculares o unidades de trabajo.

Los elementos curriculares que definen cada una de las unidades de trabajo o captulosdel libro son:

Captulo 1. Introduccin a las tcnicas digitales.

PROCEDIMIENTO(CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DEENSEANZA-APRENDIZAJE

Definicin de electrnica analgica y ele c-trnica digital.

Introduccin a los sistemas de numeracin:binario, octal y hexadecimal.

Exponer la dualidad smbolo-componente.

Simbologa, normas y uso.

Realizacin de ejercicios de conversin consistemas de numeracin.

Realizacin de tablas de smbolos.

Manejar tablas de verdad de sistemas sim-ples.

CONOCIMIENTOS(CONTENIDO SOPORTE)

CRITERIOS DE EVALUACIN

1.1. Sistemas analgicos y sistemas d igitales.1.2. Sistemas de numeracin.

1.2.1. Sistema binario.1.2.2. Sistema hexadecimal.

1.3. Simbologa.1.4. Elementos para las actividades.

1.4.1. Pulsadores y conmutadores.1.4.2. Placas de montaje rpido.1.4.3. LED1.4.4. Encapsulados.

1.5. Tablas de verdad.

Realizar conversin entre sistemas de nume-racin.

Utilizar correctamente los smbolos y suinterconexin.

Realizar tablas de verdad.


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Captulo 2. Circuitos y funciones lgicas bsicas.



Obtencin de la tabla de verdad de circuitoscon puertas lgicas.

Interpretacin de esquemas elctricos reali-zados con puertas lgicas.

Anlisis del funcionamiento de circuitosconstruidos con puertas lgicas.

Anlisis de disfunciones en circuitos conpuertas lgicas.

Definicin de las puertas lgicas: smbolosy tablas de verdad.

Introduccin al lgebra de Boole y a los teo-remas de Morgan.

Descripcin, funcionamiento, ecuacin,smbolo y tabla de verdad de las diferentespuertas lg icas.

Construir mediante puertas lgicas tablas deverdad.

Verificar mediante puertas los postuladosdel lgebra de Boole.

Verificar mediante puertas los teoremas deMorgan.



2.1. Puertas lgicas.2.1.1. Tipos de puertas lgicas.2.1.2. Puerta NOT (NO)2.1.3. Puerta OR (O)2.1.4. Puerta AND (Y)2.1.5. Puerta NOR (NO-O)2.1.6. Puerta NAND (NO-Y)2.1.7. Puerta OR-EXCLUSIVE o

EXOR (O-EXCLUSIVA)2.2. lgebra de Boole.

2.2.1. lgebra de Boole.2.2.2. Postulados ms importantes del

lgebra de Boole.2.2.3. Propiedades de las operaciones

lgicas.2.3. Teoremas de Morgan.

2.3.1. Primer teorema de Morgan.2.3.2. Segundo teorema de Morgan.2.3.3. Formas cannicas.

Usar correctamente la simbologa y la tablade verdad de las puertas lgicas.

Deducir el funcionamiento de circuitos rea-lizados con puertas lgicas.

Simplificar funciones simples.

Expresar las ecuaciones cannicas de unatabla de verdad.

Pasar funciones de un tipo de puertas a otro.


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Captulo 3. Familias lgicas.



Definir las caractersticas de una familia l-gica.

Exponer las caractersticas ms importantesde las diferentes familias lgicas.

Describir los procesos para la interconexinentre familias.

Medir los parmetros fundamentales de lasfamilias lgicas ms usuales.

Analizar caractersticas especficas de cadafamilia (entradas sin conectar, salidas decolector abierto, etc.).

Realizar interconexiones entre puertas de d i-ferentes familias lgicas.



3.1. Familias lgicas.3.2. Caractersticas de las familias lgicas.3.3. Familia lgica TTL.

3.3.1. TTL.3.3.2. TTL de alta velocidad.3.3.3. TTL schottky.3.3.4. TTL schottky de baja potencia.

3.4. Familia lgica ECL.3.5. Familia lgica CMOS.3.6. Familia lgica DTL.3.7. Familia lgica RTL.3.8. Familia lgica HTL.3.9. Otras familias lgicas.3.10. Denominacin de las familias TTL y

CMOS.

Conocer los parmetros ms importantes delas familias diferentes.

Conocer los problemas de la interconexinde familias diferentes.

Localizar problemas en las conexiones decircuitos lgicos.


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Captulo 4. Circuitos lgicos combinacionales.



Describir los diferentes circuitos combin a-cionales, utilizando el smbolo, la ecuaciny la tabla de verdad de cada uno de ellos.

Introducir a las tcnicas de implementacinde funciones mediante el uso de circuitoscombinacionales estndar.

Analizar disfunciones con circuitos comb i-nacionales.

Verificar las tablas de verdad de disposit i-vos combinacionales integrados y de suscircuitos equivalentes utilizando puertas l-gicas.

Realizar simplificaciones de funciones me-diante codificadores y multiplexores.



4.1. Codificadores.4.2. Decodificadores.4.3. Multiplexores.4.4. Demultiplexores.4.5. Comparadores.

Distinguir los diferentes dispositivos com-binacionales que forman un circuito lgico,deduciendo el funcionamiento de cada dis-positivo y el del sistema.

Simplificar funciones.

Describir con la tabla de verdad los circuitoscombinacionales.

Manejar correctamente informacin tcnica.

Seleccionar correctamente los puntos demedida ms representativos para verificar elfuncionamiento del circuito.


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Captulo 5. Circuitos secuenciales bsicos.



Anlisis del funcionamiento de los diferen-tes tipos de biestables.

Interpretacin de esquemas elctricos y do-cumentacin tcnica de biestables.

Realizacin de medidas en circuitos conbiestables.

Anlisis de disfunciones en circuitos conbiestables.

Relacionar los smbolos con componentesreales, reconociendo los distintos tipos dedisposit ivos biestables.

Obtencin de los diferentes estados y de-duccin del funcionamiento del biestable.

Realizar medidas con biestables.

Obtencin con manuales tcnicos de las ca-ractersticas tcnicas ms representativas.



5.1. Biestable RS.5.2. Biestable RST.5.3. Bscula D activada por nivel.5.4. Biestable maestro-esclavo.5.5. Biestable JK.

Reconocer y deducir el funcionamiento delos diferentes biestables, reconociendo en-tradas, salidas, etc.

Seleccionar mediante documentacin tcni-ca los componentes adecuados.

Deducir el funcionamiento de los circuitos.

Seleccionar los puntos de medida ms re-presentativos para verificar el funciona-miento.

Analizar y resolver correctamente disfun-ciones en circuitos reales.


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Captulo 6. Circuitos lgicos secuenciales integrados.



Anlisis de aplicaciones digitales, con segui-miento de seales y realizacin de medidas.

Diagnosis de averas y reparacin de lasmismas.

Identificacin de los diferentes circuitos ycomponentes que constituyen la aplicacin,as como anlisis del funcionamiento.

Diagnosis y reparacin de averas en cir-cuitos digitales.

Relacin entre los smbolos y los bloquesreales de la aplicacin.



6.1. Contadores.6.1.1. Contadores asncronos.6.1.2. Contador asncrono ascendente-

descendente.6.1.3. Contadores sncronos.6.1.4. Contadores BCD.6.1.5. Contadores de mdulo n.6.1.6. Divisores de frecuencia.

6.2. Registros de desplazamiento.6.2.1. Aplicaciones de los registros de

desplazamiento.

Identificacin de los bloques funcionales,con reconocimiento de seales de entrada,salida, etc.

Realizar medidas con precisin eligiendolos puntos ms adecuados para comprobarel correcto funcionamiento del sistema.

Analizar y reparar disfunciones de los cir-cuitos digitales.


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Captulo 7. Circuitos aritmticos.



Funciones de aritmtica binaria y BCD.

Dispositivos aritmticos, descripcin, fun-cionamiento, ecuacin y tabla de verdad.

Anlisis funcional de dispositivos aritmti-cos digitales.

Anlisis funcional e interpretacin de es-quemas elctricos con dispositivos aritmti-cos digitales.

Anlisis de disfunciones en circuitos condispositivos aritmticos d igitales.

Anlisis funcional de circuitos con disposi-tivos aritmticos.

Identificacin de los bloques funcionales deaplicaciones realizadas con dispositivosaritmticos digitales.

Anlisis de circuitos aritmticos digitalescomerciales, utilizando documentacin tc-nica para la interpretacin de los datos mscaractersticos.



7.1. Suma binaria.7.1.1. Semisumador.7.1.2. Sumador total.7.1.3. Circuitos integrados sumadores.

7.2. Resta binaria.7.2.1. Resta mediante el mtodo del

complemento a uno.7.2.2. Resta mediante el mtodo del

complemento a dos.7.3. Unidad aritmtico-lgica (ALU).

Distinguir los diferentes tipos de circuitosaritmticos por su smbolo, reconociendoentradas, salidas, etc.

Deducir el funcionamiento de circuitos condispositivos aritmticos d igitales.

Analizar y solucionar disfunciones en cir-cuitos con dispositivos aritmticos d igitales.


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Captulo 8. Circuitos osciladores digitales.



Multivibradores astables y monoestables di-gitales: descripcin, funcin y aplicaciones

Anlisis funcional de diferentes tipos demultivibradores astables y monoestables.

Interpretacin de esquemas elctricos reali-zados con multivibradores.

Anlisis de disfunciones en circuitos conmultivibradores.

Realizacin de medidas en circuitos conmultivibradores.

Identificacin de los bloques funcionales enaplicaciones realizadas con multivibradores.

Anlisis del funcionamiento en aplicacionesrealizadas con multivibradores.



8.1. Multivibradores.8.2. Multivibradores monoestables.

8.2.1. Monoestables realizados conpuertas lgicas.

8.2.2. Monoestables realizados concircuitos integrados especficos.

8.3. Multivibradores astables.8.4. Circuito integrado 555.

8.4.1. Monoestable realizado con elcircuito integrado 555.

8.4.2. Astable realizado con el circuitointegrado 555.

Interpretacin de esquemas y manejo de do-cumentacin tcnica.

Reconocer el tipo de multivibrador dedu-ciendo con exactitud el funcionamiento deal menos dos tipos.

Estudio de disfunciones con medicin, an-lisis y reparacin de la misma.


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Captulo 9. Memorias.



Memorias: tipos, smbolos, seales de con-trol, etc.

Anlisis del funcionamiento de los diferen-tes tipos de memorias.

Interpretacin de esquemas elctricos y do-cumentacin tcnica con memorias.

Mapa de memoria, acoplamientos de memo-rias.

Anlisis de disfunciones en circuitos conmemorias.

Acoplar varias memorias ampliando el mapa.

Realizar programaciones de diferentes tiposde memorias.

Obtencin con manuales tcnicos de las ca-ractersticas tcnicas ms representativas.



9.1. Memorias.9.2. Memorias RAM.

9.2.1. Memorias RAM estticas.9.2.2. Memorias RAM dinmicas.

9.3. Memorias ROM.9.3.1. Memorias ROM grabadas por

mscara.9.3.2. Memorias PROM.9.3.3. Memorias EPROM.9.3.4. Memorias borrables elctrica-

mente.9.4. Acoplamientos de memo rias.

9.4.1. Mapa de memoria.9.4.2. Ampliacin de memoria mante-

niendo el nmero de lneas delbus de datos.

9.4.3. Ampliacin de memoria au-mentando el nmero de lneasdel bus de datos.

Manejo de documentacin tcnica e identi-ficacin del tipo de memoria.

Anlisis y solucin de disfunciones en cir-cuitos con memorias.

Localizacin de las caractersticas ms im-portantes de los diferentes tipos de memo-rias mediante documentacin tcnica.

Obtencin del mapa de memoria.


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Captulo 10. Circuitos lgicos programables.



Circuitos lgicos programables: tipos, sm-bolos, seales de control, etc.

Interpretacin de esquemas elctricos y do-cumentacin tcnica con circuitos lgicosprogramables.

Anlisis de disfunciones en circuitos concircuitos lgicos programables.

Localizacin de circuitos lgicos programa-bles en circuitos.

Manejar documentacin tcnica, mediantela cual obtener las caractersticas ms repre-sentativas.



10.1. Introduccin a los circuitos lgicos pro-gramables.

10.2. PAL.10.2.1. Nomenclatura de las PAL.10.2.2. Estructura de las entradas y las

salidas de una PAL.10.3. Dispositivos reprogramables.

10.3.1. EPLD.10.3.2. GAL.

Medidas en circuitos con componentes lg i-cos programables.

Anlisis y reparacin de disfunciones de ca-rcter general en sistemas con circuitos l-gicos programables.

Captulo 11. Microprocesadores.



Interpretacin de documentacin tcnica so-bre los dispositivos de un sistema controla-do con microprocesadores.

Arquitectura de un microprocesador.

Arquitectura de un sistema controlado conmicroprocesador.

Identificacin de los diferentes dispositivosde un sistema controlado por microprocesa-dor (microprocesador, memoria, perifricos,etc.).

Relacionar los smbolos de un esquemaelctrico con los componentes reales.


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Diferencia entre software y hardware.

Anlisis del funcionamiento del micropro-cesador y de los circuitos asociados a ste.

Anlisis de disfunciones en circuitos conmicroprocesador.

Realizacin de medidas en sistema con mi-croprocesador.

Localizacin e interpretacin de las sealesde control en sistema con microprocesador.

Interpretacin de los cronogramas facilita-dos por los fabricantes.



11.1. Qu es un microprocesador.11.1.1. Microprocesadores.11.1.2. Unidad de control (control unit).11.1.3. Registros internos.11.1.4. Buses internos.11.1.5. Vectores.11.1.6. Interrupciones.11.1.7. Microprocesador 6502. Bloques

internos11.2. Arquitectura bsica. R6502.

11.2.1. Buses.11.2.2. Arquitectura bsica del micro-

procesador.11.2.3. Microprocesador 6502. Descrip-

cin de los terminales.11.2.4. Mapa de memoria.

11.3. Modos de direccionamiento y repertoriode instrucciones.11.3.1. Operaciones.11.3.2. Modos de direccionamiento.

11.4. Dispositivos perifricos.11.4.1. Circuitos de entrada y salida.11.4.2. Comunicaciones serie.11.4.3. Comunicaciones paralelo.11.4.4. Circuitos universales de entra-

das y salidas.11.4.5. Montaje prctico.11.4.6. 8085.

Identificacin de los bloques funcionales deun sistema controlado por microprocesador(microprocesador, memorias, reloj, entra-das/salidas, etc.).

Reconocer los smbolos lgicos de los dife-rentes dispositivos.

Verificar las conexiones entre los diferentesbloques para prever el flujo de seales ydatos.

Seleccionar los puntos de medida caracte-rsticos en un sistema con microprocesador.

Establecer hiptesis sobre el efecto que pro-ducirn disfunciones en el funcionamiento.


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Captulo 12. Microcontroladores.



Interpretacin de esquemas elctricos reali-zados con microcontroladores.

Arquitectura interna de un microcontrola-dor. Comparacin con la de un microproce-sador.

Anlisis del funcionamiento de un micro-controlador y de los circuitos asociados aste (memorias, perifricos, etc.).

Anlisis de disfunciones en circuitos conmicrocontroladores.

Identificacin de los diferentes dispositivosde un sistema controlado por microcontro-ladores (microcontrolador, memoria, perif-ricos, etc.).

Relacionar los smbolos de un esquemaelctrico con los componentes reales.

Realizacin de medidas en sistema con mi-crocontroladores.

Localizacin e interpretacin de las seales decontrol en sistema con microcontroladores.

Interpretacin de los cronogramas facilita-dos por los fabricantes.



12.1. Qu es un microcontrolador.12.1.1. Microcontroladores.

12.2. Microcontrolador 8051.12.2.1. Estructura interna de la serie

8051.12.2.2. Descripcin de las patillas del

8051.12.3. Ampliaciones del 8051.

12.3.1. Circuito con EPROM/ROM y el8051.

12.3.2. Cmo ampliar la memoria RAMdel 8051.

12.3.3. Cmo ampliar la memoria RAMy EPROM al 8051.

12.3.4. Circuitos con visualizadores.12.3.5. Sistemas lgicos para circuitos

de control.12.3.6. Circuito para control de una se-

al analgica.12.3.7. Entrada de control lgico.12.3.8. Entrada de control analgico.

Identificacin de los bloques funcionales deun sistema controlado por microcontrolador(microcontrolador, memorias, reloj, etc.).

Identificar los smbolos lgicos de los dife-rentes disposit ivos.

Verificar las conexiones entre los diferentesbloques para prever el flujo de seales ydatos.

Seleccionar los puntos de medida caracte-rsticos en un sistema con microcontrolador.

Establecer hiptesis sobre el efecto que pro-ducirn disfunciones en el funcionamiento.


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Captulo 13. Perifricos.



Anlisis funcional de diferentes tipos de pe-rifricos (convertidores A/D, D/A, display,teclados, motores paso a paso, etc.).

Simbologa y parmetros especficos de ca-da uno de ellos.

Anlisis de disfunciones.

Identificacin de perifricos y los bloquesque lo forman.

Realizacin de medidas.

Bsqueda de disfunciones.



13.1. Convertidor digital-analgico.13.2. Convertidor analgico-digital.13.3. Display.13.4. Teclados.13.5. Motores paso a paso.

Interpretacin de esquemas elctricos conlocalizacin de los diferentes perifricos queposee.

Deducir el funcionamiento.

Realizar las medidas adecuadas para verifi-car el correcto funcionamiento.

Manejo de documentacin tcnica.


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Captulo 14. Instrumentos utilizados en circuitos lgicos.



Instrumentos en electrnica digital.

Anlisis de circuitos mediante el uso deinstrumentacin especfica.

Cronogramas obtencin.

Seguimiento de seales digitales en circui-tos.

Manejar instrumental especfico de electr-nica digital.

Construccin de cronogramas reales.

Anlisis de disfunciones y reparacin me-diante el uso de instrumentacin.



14.1. Instrumentacin especfica.14.2. Sonda lgica.14.3. Inyector lgico.14.4. Analizador lgico.

14.4.1. Generalidades.14.4.2. Pantalla.14.4.3. Controles.

Eleccin del instrumento adecuado.

Uso correcto de instrumentos de medida.

Seleccin correcta del punto a medir.


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Captulo 15. Diagnstico de averas en circuitos lgicos.



Proceso de anlisis de disfunciones.

Verificacin de componentes.

Seguimiento de seales y precauciones atomar cuando se procede a reparar un siste-ma.

Analizar disfunciones, siguiendo el proce-dimiento correcto.

Anlisis de componentes.

Seguimiento de seales y localizacin de lasdisfunciones.



15.1. Aparicin de una avera.15.2. Instrumentacin de medida y anlisis.15.3. Proceso para la localizacin de una ave-

ra.15.3.1. Reconocimiento visual del cir-

cuito.15.3.2. Anlisis del circuito.

15.4. Comprobacin de componentes.15.4.1. Comprobacin de resistencias.15.4.2. Comprobacin de condensado-

res.15.4.3. Comprobacin de diodos.15.4.4. Comprobacin de transistores.

15.5. Localizacin de averas en circuitos l-gicos.15.5.1. Seguimiento del circuito.15.5.2. Precauciones a tomar.

Seguimiento correcto del proceso de bs-queda de disfunciones.

Eleccin correcta de los instrumentos quehay que ut ilizar.

Seleccin de los puntos que hay que medir.

Seguimiento de seales y localizacin dedisfunciones.


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9. Actividades, cuestiones, problemas y prcticas propuestas.

Las actividades, cuestiones y problemas propuestos en el libro son un modelo indicativode lo que los profesores pueden plantear o proponer como aplicacin o desarrollo de lostemas tratados en cada captulo, siendo el profesor el que mejor conoce las necesidades ylos recursos de sus alumnos, y por tanto el que debe elaborar y proponer las acciones msconvenientes. A continuacin se indican otras actividades propuestas por los autores:

1. Convertir de base los nmeros siguientes:

Binario Hexadecimal Decimal BCD

11010101012 35516 85310 1000 0101 0011

10101011112 2AF16 68710 0110 1000 0111

11/0100/01002 36616 87010 1000 0111 0000

2. Realizar una tabla con los smbolos de las puertas lgicas (ver pgina 3 del libro).

3. Manejar componentes reales junto a manuales con la informacin de cada uno deellos.

NOTA: En el apartado 11 de esta gua, hay informacin sobre patillas de componentesreales.

4. Realizar la tabla del punto 2 adicionndole la tabla de verdad de cada puerta.

5. Utilizando los teoremas de Morgan convertir y verificar la tabla de verdad de lasfunciones:

f AB AB= +

f AB AB= +


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6. Realizar una tabla con los valores ms caractersticos de los siguientes componentes:

Componente VIH VIL VOH VOL Fan-out VCC FMX Retardo

74LS02

7402

74HC02

4001

7. Realizar FUNCIONES con decodificadores y multiplexores.

Ejemplo:

8. Verifquese el funcionamiento del circuito de la figura, realizando un cronogramaque describa el funcionamiento.


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9. Realizar contadores y registros de desplazamiento con bsculas.

10. Realizar sumas y restas tericas y verificar que se obtiene el mismo resultado me-diante componentes de electrnica digital.

11. Montar monoestables y astables con puertas lgicas, mediante el 74C221, el 4047y el 555.

12. Analizar el funcionamiento de una memoria, escribiendo y leyendo datos de ella.

13. Acoplar varias memorias aumentando el bus de direcciones.

14. Acoplar varias memorias aumentando el bus de datos.

15. Analizar circuitos perifricos con display, pulsadores, motores, convertidoresanalgico-digital (ADC) y digital-analgico (DAC).

10. Material didctico (material y equipos didcticos).

Los materiales didcticos recomendables para la imparticin y el mximo aprovecha-miento de este mdulo, adems del libro Electrnica Digital y Microprogramable, son:

Componentes y elementos suficientes para montar los diversos circuitos propuestos:

Resistencias, condensadores, diodos, transistores, circuitos integrados, etc.

Placas de montaje rpido.

Transparencias, vdeos, diapositivas, CD-ROM, etc., que se pueden obtener de los fabri-cantes de componentes o circuitos, as como los aparatos para reproducir dichos medios.

Catlogos de componentes en los que figuren fotografas, dibujos, caractersticas, etc.

Instrumentacin general y especfica, como son:

Polmetros analgicos.

Polmetros digitales.

Fuentes de alimentacin.

Osciloscopios.

Inyector lgico.

Sonda lgica.

Analizador lgico.

Mira electrnica.

Ordenador y software para simular circuitos lgicos.

Bibliografa: libros de consulta y libros de datos (CD-ROM).


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11. Material pedaggico de apoyo para la imparticin del mdulo.

A continuacin se encuentra una coleccin de documentos de los que se puede hacertransparencias para el aula, con esto se ha pretendido dar una herramienta de apoyo al libroya que uno de los datos que se encuentran en estos documentos son las tablas de verdad dela mayor parte de los circuitos integrados que se usan en el libro como referencia.

Puerta NO(NOT)

(Inversor)


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ENCAPSULADO DIL DEL SUMADOR DE CUATRO BIT CONACARREO RPIDO 74283


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Documents

Electrónica Digital y Microprogramable. a. Gil Padilla