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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
Haga clic aquí para escribir texto.
Revisor(es):
Autor 1
Autor 2
Derechos Reservados Universidad Tecnológica de Campeche © 2012.
Universidad Tecnológica de Campeche – Dirección de Mecatrónica y Energías RenovablesManual de Prácticas de Dispositivos Digitales Programables
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
Bibliografía de Apoyo...............................................................................................................18
Requisitos del Producto...........................................................................................................19
Universidad Tecnológica de Campeche – Dirección de Mecatrónica y Energías RenovablesManual de Prácticas de Dispositivos Digitales Programables
Requisitos Académicos.............................................................................................................19
Autoevaluación........................................................................................................................19
Unidad 4. lenguaje c para dsp..........................................................................................................19
Práctica 1: Algoritmo de control de procesos ..............................................................................19
Consejos y Recomendaciones..................................................................................................20
Bibliografía de Apoyo...............................................................................................................21
Requisitos del Producto...........................................................................................................21
Requisitos Académicos.............................................................................................................21
Autoevaluación........................................................................................................................21
Unidad 5. aplicaciones de los dsp en la industria.............................................................................21
Práctica 1: Control de un motor de cd con PWM........................................................................21
Consejos y Recomendaciones..................................................................................................22
Bibliografía de Apoyo...............................................................................................................24
Requisitos del Producto...........................................................................................................24
Requisitos Académicos.............................................................................................................24
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
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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
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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
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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)
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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
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CONSEJOS Y RECOMENDACIONES
Marco Teórico que fundamenta la práctica.
Programación de estructuras básicas mediante declaraciones recurrentes
Multiplexores
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BIBLIOGRAFÍA DE APOYO
1. Sistemas digitales principios y aplicaciones Ronald j. Tocci 2. VHDL. El arte de programar sistemas digitales David G. Maxinez Jessica Alcala 3. Fundamentos de Lógica digital con VHDL Stephen Brown
REQUISITOS DEL PRODUCTO
5. Implementar en protoboard el circuito planteado 6. Programar el FPGA 7. Comprobar su correcto funcionamiento
REQUISITOS ACADÉMICOS
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
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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:
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Medidas de Seguridad:Utilizar el equipo de medición de forma adecuada para evitar dañosCumplir con el reglamento del laboratorio
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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
CONSEJOS Y RECOMENDACIONES
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BIBLIOGRAFÍA DE APOYO
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1. Sistemas digitales principios y aplicaciones Ronald j. Tocci 2. VHDL. El arte de programar sistemas digitales David G. Maxinez Jessica Alcala 3. Fundamentos de Lógica digital con VHDL Stephen Brown
REQUISITOS DEL PRODUCTO
13. Implementar en protoboard 14. Programar el FPGA15. Comprobar su correcto funcionamiento
REQUISITOS ACADÉMICOS
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:
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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
CONSEJOS Y RECOMENDACIONES
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Marco Teórico que fundamenta la práctica.
BIBLIOGRAFÍA DE APOYO
4. Micro controladores diseño practico de aplicaciones dsPic
REQUISITOS DEL PRODUCTO
18. Implementar en Protoboard el circuito de control 19. Hacer la representación de e/s, con leds, interruptores, pulsadores según corresponda la
aplicación
REQUISITOS ACADÉMICOS
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:
Universidad Tecnológica de Campeche – Dirección de Mecatrónica y Energías RenovablesManual de Prácticas de Dispositivos Digitales Programables 22
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
CONSEJOS Y RECOMENDACIONES
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Universidad Tecnológica de Campeche – Dirección de Mecatrónica y Energías RenovablesManual de Prácticas de Dispositivos Digitales Programables 24
BIBLIOGRAFÍA DE APOYO
5. Micro controladores dsPic diseño practico de aplicaciones
REQUISITOS DEL PRODUCTO
6. Implementar el circuito en Protoboard 7. El circuito debe contar con interruptores que permitan el aumentar o disminuir la
velocidad del motor
REQUISITOS ACADÉMICOS
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