SYLLABUS

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Per, Decana de Amrica)

FACULTAD DE INGENIERIA DE SISTEMAS E INFORMATICA

Escuela Acadmico Profesional de Ingeniera de Sistemas

SILABO

1. ESPECIFICACIONES GENERALES

Nombre del curso

: Circuitos Digitales

Cdigo del curso

: 204007

Duracin del curso

: Semestral

Forma de dictado

: Terico prctico - experimental

Horas semanales

: T=02h, P=02h, L=02h

Naturaleza

: Bsico de la profesin

Nmero de crditos

: 04

Prerrequisitos

: 203007 - Electromagnetismo

Semestre acadmico

: 2015-I2. SUMILLA

Magnitudes analgicas y digitales, Sistemas Numricos y Codificacin, lgebra Booleana y Compuertas Lgicas, Funciones Lgicas, Anlisis y Diseo de Circuitos Combinatorios, Bloques Combinatorios Aritmticos, Bloques Combinatorios Lgicos, Fundamentos de Circuitos Secuenciales, Anlisis de Circuitos Secuenciales, Diseo de Circuitos Secuenciales, Anlisis y Diseo de Registros, Anlisis y Diseo de Contadores, Anlisis y Diseo de Mquinas de Estados Finitas (FSM) de aplicacin real.

3. OBJETIVO GENERAL

Analizar y disear Circuitos Combinatorios y Circuitos Secuenciales de aplicacin real en las Microcomputadoras, Utilizar de manera ptima Circuitos Integrados de baja y media escala de integracin, Disear y modelar con propiedad Sistemas Digitales de aplicacin real utilizando con Mquinas de Estados Finitas (FSM).

4. OBJETIVOS ESPECFICOS

Iniciar el estudio del rea de los Circuitos digitales, Interpretar el lgebra de Boole como base terica para los mismos, Interpretar el manejo de los sistemas de numeracin como elementos de representacin de informacin, Utilizar el sistema de numeracin binaria y sus cdigos derivados, Comprender los conceptos de sistemas digitales programados y programables, Identificar los distintos tipos de Circuitos digitales programados: combinatorios y secuenciales, Utilizar las herramientas bsicas de anlisis, diseo e implementacin aplicables a los mismos, Analizar las unidades elementales de utilizacin frecuente en circuitos digitales, Comprender los conceptos bsicos sobre electrnica digital que permitan el uso de manuales de especificacin tcnica de circuitos integrados, Adquirir conceptos sobre depuracin y puesta en marcha de implementaciones de circuitos digitales y su simulacin mediante el uso de programas de computacin.

5. CONTENIDO ANALTICO POR SEMANAS:

1 Semana: INTRODUCCION A LOS CIRCUITOS DIGITALES

Teora

Introduccin a los sistemas digitales. Conceptos bsicos. Magnitudes analgicas. Magnitudes digitales. Su representacin y medicin. La necesidad de la utilizacin de las magnitudes digitales para representar magnitudes analgicas. Evolucin hacia los circuitos integrados Concepto de conversin analgico-digital y de conversin digital-analgica.

Prctica

Teora del muestreo de seales

Laboratorio

Uso del Multmetro, Protoboard, Dispositivos Elctricos y Electrnicos (C, R, LED, CI), Uso del Software de simulacin Winbreadboard.

2 Semana: SISTEMAS NUMRICOS Y CODIFICACIN

Teora

Introduccin. Sistemas Posicionales. Representacin de nmeros enteros y fraccionarios. Conversin entre sistemas de numeracin. Sistemas bsicos utilizados en los sistemas digitales: sistema binario, sistema octal, sistema hexadecimal. Conversin directa entre estos sistemas. Representacin de nmeros negativos. Complemento a dos. Operaciones aritmticas. Sumas y restas con nmeros enteros y fraccionarios. Algoritmos para la multiplicacin y divisin en el sistema binario. Codificacin binaria. Utilizacin de cdigos para la representacin binaria de nmeros o de textos. Cdigos numricos BCD, GRAY. Cdigos alfanumricos. Paridad. Cdigos para deteccin de errores. Cdigos para correccin de errores.

Prctica

Ejercicios y problemas de conversin y operaciones aritmticas entre sistemas de numeracin con nmeros enteros y fraccionarios.

Laboratorio

Implementacin de circuitos de conversin decimal a binario, binario a decimal, conversin de binario a octal

3 Semana: ALGEBRA BOOLEANA Y COMPUERTAS LOGICAS

Teora

Postulados del lgebra de Boole, Compuertas universales AND, OR, NOT. Representacin alternas de las compuertas lgicas.

Prctica

Ejercicios y problemas de Aplicacin de los postulados del algebra de conmutacin, familiarizacin con el empleo de las compuertas lgicas.

Laboratorio

Comprobacin de las tablas de verdad de las Compuertas lgicas bsicas AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR.

4 Semana: FUNCIONES LGICAS

Teora

Las funciones lgicas como derivado del lgebra de proposiciones. Tablas de verdad. Funciones bsicas. Funciones lgicas de dos variables. Funciones equivalentes. Compuertas lgicas como elemento de representacin de las funciones bsicas. Funciones de n variables. Representacin de funciones mediante tablas de verdad y mediante ecuaciones lgicas. Relacin entre ambos tipos de representacin. Representacin de funciones lgicas en dos niveles. Formas cannicas. Trminos mnimos y trminos mximos de una funcin.

Prctica

Ejercicios de aplicacin de funciones lgicas y su representacin en forma cannica y trminos mximos y trminos mnimos

Laboratorio

Implementacin de circuitos combinatorios usando lgebra de Conmutacin (Boole).

5 Semana: ANLISIS Y DISEO DE CIRCUITOS COMBINATORIOS

Teora

Circuitos lgicos combinatorios. Implementacin de funciones lgicas mediante la utilizacin de compuertas. Funciones lgicas equivalentes y el concepto de simplificacin. Distintos mtodos para la simplificacin de funciones lgicas: simplificacin por inspeccin, simplificacin por mtodos grficos (Diagramas de Veitch y de Karnaugh) de 2, 3, 4 y 5 variables, simplificacin por mtodos algortmicos (Quine - McCluskey). Implementacin de funciones lgicas.Prctica

Ejercicios de aplicacin del empleo de los mapas V-K, de Quine McClauskey, problemas de diseo combinatorio.Laboratorio

Diseo de circuitos combinatorios empleando mapas de Karnaugh.6 Semana: BLOQUES COMBINATORIOS ARITMETICOS

Teora

Circuitos lgicos combinatorios. Aplicaciones funcionales. Circuitos aritmticos. Sumadores. Restadores, Unidad Lgica y Aritmtica (ALU). Comparadores binarios.

Prctica

Ejercicios y problemas de Circuitos sumadores y restadores asociacin de sumadores y ALU.

Laboratorio

Implementacin con compuertas lgicas de un semi-sumador, sumador completo, semi-restador, restador completo, aplicacin del CI sumador de un sumador restador.7 Semana: BLOQUES COMBINATORIOS LGICOS

Teora

Codificadores y Decodificadores. Conversores de cdigos, Multiplexores y Demultiplexores. Implementacin de funciones mediante decodificadores y multiplexores. Memoria ROM. Anlisis de riesgos en circuitos combinatorios

Prctica

Ejercicios de implementacin y aplicaciones de funciones con bloques combinatorios lgicos.

Laboratorio

Implementacin del Decodificador BCD a 7 segmentos y Codificador de Prioridad. Multiplexores y Demultiplexores, Comparadores.8 Semana

EXAMEN PARCIAL

9 Semana: FUNDAMENTOS DE CIRCUITOS SECUENCIALES

Teora

Circuitos Secuenciales: Conceptos de estado y realimentacin Concepto de sincronismo. Tipos de sincronismo Tcnicas de representacin de circuitos secuenciales Concepto de biestable Tipos de biestables, Parmetros temporales de los biestables, Biestables S-R sncrono con compuertas NAND y compuertas NOR.Prctica

Ejercicios con circuitos latch, temporizacin.

Laboratorio

Implementacin de circuitos latch, comprobacin de las tablas de estados.

10 Semana: CIRCUITOS SECUENCIALES

Teora

Biestables D, Biestables J-K Biestables T, Biestables maestro-esclavo, Tablas de verdad y tablas de excitacin de los biestables Conversin entre biestables, Biestables sncronos activados por flancos con habilitacin de entrada y/o de salida (Biestables Con Entradas Asncronas) Diagramas temporales de los Biestables.

Prctica

Ejercicios con Flip Flops, asociacin de Flip Flops, conversin entre Biestables, temporizacin con entradas sncronas y asncronas.

Laboratorio

Comprobacin de las tablas de los Flip Flops D, JK, con y sin entradas asncronas

11 Semana: ANLISIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES

Teora

Definiciones previas, variables de estado, variables de excitacin, Tablas y diagramas de estado. Metodologa de anlisis de circuitos secuenciales. Anlisis temporal

Prctica

Aplicaciones de anlisis de circuitos secuenciales con diferentes tipos de Flip Flops, temporizacin y evaluacin de salidas

Laboratorio

Implementacin de circuitos con dos o ms Flip Flops. Anlisis temporal del circuito

12 Semana: DISEO DE CIRCUITOS SECUENCIALES

Teora

Tcnicas de diseo de circuitos secuenciales con Flip Flops, uso de las tablas de excitacin de los Flip flops.Prctica

Ejercicios de diseo con aplicacin de la metodologa de diseo de circuitos secuenciales.

Laboratorio

Diseo e Implementacin de circuito secuenciales.

13 Semana: REGISTROS

Teora

Concepto de registro. Tipos de registros. Tipos de entradas en los registros. Registros de almacenamiento paralelo. Registros de desplazamiento serie/serie. Registros de conversin serie/paralelo. Registros de conversin paralelo/serie. Registros de desplazamiento. Registros programables universales. Interconexin de registros. Banco de registros. Prctica

Ejercicios de anlisis y diseo de registros con Flip Flops y Bloques secuenciales.

Laboratorio

Implementacin de registro con Flip flops y mdulos secuenciales

14 Semana: CONTADORES

Teora

Concepto de Contador. Tipos de contadores. Contadores asncronos. Contadores sncronos. Diagramas temporales, Contador sncrono ascendente mdulo 2n-1.Contador sncrono descendente mdulo 2n-1. Contador sncrono reversible mdulo 2n-1.Contador sncrono A-B. Divisor de frecuencia. Asociacin de contadores sncronos

Prctica

Ejercicios de anlisis y diseo de contadores con Flip Flops y bloques secuenciales.

Laboratorio

Implementacin de circuitos contadores con Flip Flops y bloques secuenciales

15 Semana: Mquina Finita De Estados (FSM).

Teora

Concepto de mquina finita de estados (FSM).Tipos de FSM, Mquina de Mealy. Mquina de Moore. Sntesis de FSM, Sntesis de mquinas de Mealy, Sntesis de mquinas de Moore. Minimizacin de maquinas de estado, tabla de implicacin, anlisis de FSM, Anlisis de mquinas de Mealy. Anlisis de mquinas de Moore. Sincronizacin de entradas en mquinas secuenciales.

Prctica

Ejercicios de aplicacin de diseo de mquinas de estado, aplicando la metodologa y la tcnica de reduccin de estados.

Laboratorio

Implementacin de diseos de mquinas de estado de aplicacin real.16 Semana

EXAMEN FINAL

17 Semana

EXAMEN SUSTITUTORIO

6. METODOLOGA

En las clases de teora predomina la clase magistral apoyada con pizarra, transparencias y/o equipo multimedia, fomentando la intervencin de los estudiantes mediante interrupciones como respuesta a preguntas o manifestaciones espontneas.

En las clases practicas, el mtodo preferentemente empleado ser el inductivo o experimental, al comienzo de la clase prctica se facilitar al estudiante la informacin necesaria, as como una gua de realizacin.

En los laboratorios, Gua de cada uno de los laboratorios a implementar con control de asistencia.

7. EVALUACIN

El alumno ser evaluado de la siguiente forma:

a.-) En prcticas se exigir al alumno la presentacin de una memoria o trabajo por cada prctica realizada la cual ser evaluada. La nota final de la carpeta de prcticas ser la media de las notas obtenidas en las prcticas. Los exmenes de conocimientos adquiridos durante las prcticas sern tres (03) en cada tercio del total del curso.

b.-) En teora se realizarn dos exmenes: un examen parcial a mitad de semestre y otro examen al final del semestre.

c.-) En Laboratorio se tomar en cuenta la asistencia, y las guas de laboratorio implementadas en perfecto estado de funcionamiento.

La asignatura se considerar superada si se han aprobado simultneamente, las prcticas y la teora, adems de los laboratorios.

PF= (EP + EF+ PPL)/3 donde:

PF : Promedio Final

EP : Examen Parcial

PPC= (PPC + PL)/2

EF: Examen Final

PPC: Promedio de Prcticas Calificadas

PL: Promedio de Laboratorio

PPL: Promedio de Prcticas y Laboratorio

8. BIBLIOGRAFA

Anlisis y Diseo de Circuitos Lgicos Digitales

Nelson, Troy, Carroll, Irwin.

Prentice Hall.1996

Diseo Digital. Principios y Prcticas

Wakerly, John F.Prentice Hall. 2001

Problemas de Circuitos y Sistemas Digitales

Carmen Baena Manuel Bellido Alberto Molina

Mara del Pilar Parra Manuel Valencia

Mc -Graw Hill. 1997 Fundamentos de los Sistemas Digitales

Thomas Floyd

Ed. Prentice Hall. 2000

Diseo Digital

Alan B.Marcovitz

Mc Graw Hill Interamericana. 2005.