Manual de Practicas 2009 Dispositivos Digitales.docx

EN

MECATRÓNICA

DISPOSITIVOS DIGITALES PROGRAMABLES Plan de Estudios de 2009

Clave:

Universidad Tecnológica de Campeche – Dirección de Mecatrónica y Energías RenovablesManual de Prácticas de Dispositivos Digitales Programables

DISPOSITIVOS DIGITALES PROGRAMABLES

Versión:

08/Agosto.2012

Autor(es):

Isidro Javier Domínguez

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Revisor(es):

Autor 1

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Derechos Reservados Universidad Tecnológica de Campeche © 2012.


TABLA DE CONTENIDO

1. Introducción...................................................................................................................................1

2. Competencia de la Asignatura........................................................................................................1

3. Objetivo General............................................................................................................................1

4. Cómo utilizar el manual de prácticas..............................................................................................1

5. Reporte de Prácticas del Alumno...................................................................................................1

6. Precauciones Generales y/o Normas de Seguridad........................................................................2

7. Documentos de referencia.............................................................................................................2

Unidad 1. Entorno de programación de los dispositivos lógicos programables.................................3

Práctica 1: Diseño de un circuito lógico que realice la función del decodificador para el segmento f......................................................................................................................................................3

Consejos y Recomendaciones....................................................................................................4

Bibliografía de Apoyo.................................................................................................................4

Requisitos del Producto.............................................................................................................4

Requisitos Académicos...............................................................................................................4

Autoevaluación..........................................................................................................................4

Unidad 2. Sistemas digitales embebidos ...........................................................................................5

Práctica 1: Diseño lógico Combinacional .......................................................................................5

Consejos y Recomendaciones....................................................................................................6

Bibliografía de Apoyo...............................................................................................................10

Requisitos del Producto...........................................................................................................10

Requisitos Académicos.............................................................................................................10

Autoevaluación........................................................................................................................11

Unidad 3. Control de procesos .......................................................................................................11

Práctica 1: Integración de entidades ...........................................................................................11

Consejos y Recomendaciones..................................................................................................13





Autoevaluación........................................................................................................................19

Unidad 4. lenguaje c para dsp..........................................................................................................19

Práctica 1: Algoritmo de control de procesos ..............................................................................19





Autoevaluación........................................................................................................................21

Unidad 5. aplicaciones de los dsp en la industria.............................................................................21

Práctica 1: Control de un motor de cd con PWM........................................................................21





Autoevaluación........................................................................................................................24

Universidad Tecnológica de Campeche – Dirección de Mecatrónica y Energías RenovablesManual de Prácticas de Dispositivos Digitales Programables 1

1. INTRODUCCIÓN

Este documento tiene como objetivo primordial ayudar al alumno de la asignatura Dispositivos

Digitales Programables en la realización de las prácticas estipuladas en el Plan de Estudios de Ingeniería en Mecatrónica, basado en el modelo de Competencias Profesionales, del año 2009.

Por tanto es considerado el documento oficial para la realización de las prácticas, el manejo del entorno de trabajo y la utilización de los equipos del taller y/o laboratorio de acuerdo con las normas de seguridad e higiene estipuladas en el mismo.

2. COMPETENCIA DE LA ASIGNATURA

Desarrollar proyectos de automatización y control atreves del diseño y la administración de nuevas tecnologías para satisfacer la necesidades del sector productivo

3. OBJETIVO GENERAL

El alumno adquirirá conocimientos de dispositivos digitales programables necesarios para desarrollar y conservar sistemas automatizados

4. CÓMO UTILIZAR EL MANUAL DE PRÁCTICAS

Para lograr el objetivo de cada una de las prácticas descritas en el presente manual, cada uno de los pasos indicados en ellas debe realizarse en el orden en que se describen, con la finalidad de alcanzar la competencia enunciada para la asignatura. Así mismo dichas prácticas deberán ser anexadas en el portafolio de evidencias, el cuál será entregado al docente para su revisión al término de cada unidad.

5. REPORTE DE PRÁCTICAS DEL ALUMNO

El reporte de prácticas deberá contener como máximo 5 cuartillas, con la siguiente estructura:

1. Portadaa. Logotipo y nombre de la Instituciónb. Carrerac. Nombre de la asignaturad. Título de la unidad


e. Nombre del Alumnof. Grado y grupog. Nombre del Docente

2. Desarrollo de la práctica acorde en el formato establecido

3. Análisis de Resultados o Conclusiones de la práctica.

La entrega del Reporte de Prácticas será establecida por el docente con base al programa de avances temáticos F-DC-06, salvo algún imprevisto en donde pudiera modificarse la fecha establecida.

6. PRECAUCIONES GENERALES Y/O NORMAS DE SEGURIDAD

Durante la estancia en el taller o laboratorio, se debe cumplir con las siguientes normas encaminadas a mantener la integridad de los equipos y materiales:

Verifique que las acciones realizadas por Usted sean las indicadas expresamente en el enunciado que está ejecutando, en caso de no estar seguro verifique con su docente si las acciones son correctas.

En caso de no conocer el modo de operación de algún equipo en particular, solicite asistencia al docente o al responsable del taller o laboratorio.

Cumplir expresamente establecido con las políticas internas del uso de los laboratorios de cómputo

7. DOCUMENTOS DE REFERENCIA

1. Sistemas digitales principios y aplicaciones Ronald j. Tocci VHDL. El arte de programar sistemas digitales David G. Maxinez Jessica Alcala

Fundamentos de Lógica digital con VHDL Stephen Brown general


UNIDAD 1.

Práctica 1: Diseño de un circuito lógico que realice la función del decodificador para el segmento f

Estrategia Didáctica: Duración (Hrs): No. Máximo de Integrantes:ABP 6 2Objetivo(s):El alumno construirá en lenguaje VHDL ecuaciones booleanas para implementación en dispositivos programable Conocimientos Previos:Sistemas digitales, Materiales, Equipos y Herramientas:

Cantidad Descripción Especificaciones Técnicas1 Software de programación VHDL En buenas condiciones10 PC En buenas condiciones 10 FPGA En buenas condiciones

Diagramas:

Medidas de Seguridad:Utilizar el equipo de medición de forma adecuada para evitar dañosCumplir con el reglamento del laboratorio Criterios de evaluación:Programar el FPGA


Implementar en protoboard las E/SComprobar el funcionamiento de la aplicación Todos los integrantes del equipo deben tener la misma informaciónEntrega de reporte escrito

CONSEJOS Y RECOMENDACIONES

Teoría de sistemas digitales,Tablas de verdad, Mapas de karnaugh,Diseño de circuitos lógicos combi nacionales BIBLIOGRAFÍA DE APOYO

2. Sistemas digitales principios y aplicaciones Ronald j. Tocci 3. VHDL. El arte de programar sistemas digitales David G. Maxinez Jessica Alcala 4. Fundamentos de Lógica digital con VHDL Stephen Brown

REQUISITOS DEL PRODUCTO

1. Implementar en protoboard el circuito de codificador como se muestra en el diagrama, 2. Programar el dispositivo FPGA mediante VHDL e implementando la ecuación booleana

que realice la función de decodificador para el segmento f3. Comprobar su correcto funcionamiento 4.

REQUISITOS ACADÉMICOS

1. Para el diseño de la aplicación se debe realizar un análisis determinando la tabla de verdad

2. Mediante mapas de karnaugh, simplificar la ecuación 3. Programar la ecuación mediante lenguaje VHDL

AUTOEVALUACIÓN

1. Que funciona tiene el circuito 74ls482. Mencione la estructura de programación VHDL3. Reactivo 2 de la autoevaluación (fundamentado en el contenido de la práctica)


UNIDAD 2.

Práctica 1: Diseño lógico Combinacional

Estrategia Didáctica: Duración (Hrs): No. Máximo de Integrantes:ABP 5 2Objetivo(s):

Conocimientos Previos:Sistemas digitales Materiales, Equipos y Herramientas:

Cantidad Descripción Especificaciones Técnicas1 Software de programación VHDL En buenas condiciones10 PC En buenas condiciones 10 FPGA En buenas condiciones

Diagramas:

Medidas de Seguridad:Utilizar el equipo de medición de forma adecuada para evitar dañosCumplir con el reglamento del laboratorioCriterios de evaluación:Programar el FPGAImplementar en protoboard las E/SComprobar el funcionamiento de la aplicación Todos los integrantes del equipo deben tener la misma informaciónEntrega de reporte escrito



Marco Teórico que fundamenta la práctica.

Programación de estructuras básicas mediante declaraciones recurrentes

Multiplexores





BIBLIOGRAFÍA DE APOYO



5. Implementar en protoboard el circuito planteado 6. Programar el FPGA 7. Comprobar su correcto funcionamiento


8. Se debe analizar el planteamiento lógico para el diseño del multiplexor9. Luego se debe programar lenguaje VHDL10. Se debe realizar un reporte escrito con la descripción técnica de la actividad


AUTOEVALUACIÓN

11. Explicar la Programación de estructuras mediante declaraciones recurrentes

12. Explicar el proceso de programación de un FPGA

UNIDAD 3.

Práctica 1: Integración de entidades

Estrategia Didáctica: Duración (Hrs): No. Máximo de Integrantes:ABP 5 2Objetivo(s):Diseñar un control para el control de procesos físicos Conocimientos Previos:Lógica digital

Materiales, Equipos y Herramientas:Cantidad Descripción Especificaciones Técnicas

1 Software de programación VHDL En buenas condiciones10 PC En buenas condiciones 10 FPGA En buenas condiciones

Diagramas:


Medidas de Seguridad:Utilizar el equipo de medición de forma adecuada para evitar dañosCumplir con el reglamento del laboratorio


Criterios de evaluación:La aplicación debe estar programada en el FPGALa aplicación debe contar por lo menos con 10 operaciones funcionando Demostración del funcionamiento de la aplicación en protoboard Todos los integrantes del equipo deben tener conocimiento de la aplicaciónEntrega de reporte











13. Implementar en protoboard 14. Programar el FPGA15. Comprobar su correcto funcionamiento


4. Analizar la tabla de verdad 5. Implementar la programación VHDL, en base a los requerimientos de la tabla de verdad

planteada 6. Entregar reporte de la actividad desarrollada

AUTOEVALUACIÓN

16. Explicar a que se refiere la integración de entidades 17. Explicar a que se refiere la programación VHDL mediante asignación de entradas y salidas

UNIDAD 4.

Práctica 1: Algoritmo de control de procesos

Estrategia Didáctica: Duración (Hrs): No. Máximo de Integrantes:ABP 4 2Objetivo(s):Diseñar un aplicación para dsPic Conocimientos Previos:Programación de micro controladores Materiales, Equipos y Herramientas:

Cantidad Descripción Especificaciones Técnicas1 Software de programación VHDL En buenas condiciones10 PC En buenas condiciones 10 dsPic En buenas condiciones

Diagramas:


Medidas de Seguridad:Utilizar el equipo de medición de forma adecuada para evitar dañosCumplir con el reglamento del laboratorioCriterios de evaluación:Calificación máxima Aplicación funcionando al 100% de forma automáticaConocimiento de la aplicación todos los integrantes del equipo Entrega de reporte



Marco Teórico que fundamenta la práctica.


4. Micro controladores diseño practico de aplicaciones dsPic


18. Implementar en Protoboard el circuito de control 19. Hacer la representación de e/s, con leds, interruptores, pulsadores según corresponda la

aplicación


7. Realizar una tabla de verdad el proceso8. Diseñar un diagrama de flujo de la secuencia de eventos del proceso 9. Entregar reporte de la aplicación planteada

AUTOEVALUACIÓN

20. La aplicación planteada corresponde a lógica secuencial o lógica combi nacional 21. Cuál sería la ventaja de usar un dsPic o FPGA en esta plicacion en comparación con un pic

UNIDAD 5.

Práctica 1: Control de un motor de cd con PWM

Estrategia Didáctica: Duración (Hrs): No. Máximo de Integrantes:ABPObjetivo(s):Utilizar los recursos de los dsPic para el control de un motor de cd Conocimientos Previos:Programación de micro controladores Materiales, Equipos y Herramientas:

Cantidad Descripción Especificaciones Técnicas1 Software de programación VHDL En buenas condiciones10 PC En buenas condiciones 10 dsPic En buenas condicionesDiagramas:


Medidas de Seguridad:Utilizar el equipo de medición de forma adecuada para evitar dañosCumplir con el reglamento del laboratorio Criterios de evaluación:Calificación máximaMotor controlado en cuatro escalas100% de su velocidad50% de su velocidad25% de su velocidad0% de su velocidadReporte escrito





5. Micro controladores dsPic diseño practico de aplicaciones


6. Implementar el circuito en Protoboard 7. El circuito debe contar con interruptores que permitan el aumentar o disminuir la

velocidad del motor


10. Programar el dsPic para realizar la aplicación11. Entregar reporte que incluya el código programado

AUTOEVALUACIÓN

8. Es posible conectar directamente los pines del dsPic al motor de cd9. A qué velocidad trabaja el dsPic

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