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• Edgar Quispe Ñahui

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UNIVERSIDAD NACIONAL SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA ELECTRONICA MECANICA Y MINAS

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELÉCTRICA DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

SILABO DE: SISTEMAS DIGITALES – I CÓDIGO: IE 275 AEI CREDITOS: 03

Año Académico: 2014 – I

CONTENIDO 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Datos informativos Sumilla Competencias del estudiante Metodología de aprendizaje Sistema de evaluación Instrucciones Generales Bibliografía

1. DATOS INFORMATIVOS          

ASIGNATURA CÓDIGO PRE-REQUISITO CREDITOS SEMESTRE ACADÉMICO CICLO FECHA DE INICIO DEL CURSO FECHA DE FINALIZACIÓN DURACION DE SEMESTRE EXTENSION HORARIA

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LOCAL NUMERO DE ALUMNOS DOCENTE

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CORREO ELECTRONICO

: Sistemas Digitales-I : IE 275 AEI : IE 252 AEI : 03 : 2014-I : Octavo Ciclo : 01 de Abril del 2014 : : 17 Semanas Académicas : Horas teóricas : 02 Horas Prácticas : 02 Horas Total : 04 : Aula PIE-301 : : Ing. EDGAR Z. ALARCÓN VALDIVIA Profesor Auxiliar a TC de 40 Horas : [email protected]

2. SUMILLA La asignatura corresponde al octavo semestre de formación Profesional, es de carácter teórico, de formación profesional especializada, de enfoque analítico, deductivo y demostrativo. Estudia los principios básicos para el análisis y diseño de los sistemas digitales. Los temas tratados incluyen el estudio de los sistemas binarios, codificación, operaciones aritméticas binarias, compuertas lógicas, Algebra de Boole, circuitos lógicos combinacionales: MSI, LSI, Sistemas secuenciales 3. COMPETENCIAS DEL ESTUDIANTE  

Analiza y explica el comportamiento de las compuertas lógicas digitales y su aplicación a los sistemas digitales lógico combinacionales y secuenciales Diseña sistemas digitales con creatividad e ingenio, poniendo énfasis en aplicaciones relacionadas a los sistemas de automatización y control y demás ramas afines de la Ingeniería Eléctrica.

UNIDAD – I: GENERALIDADES Fecha Hora 03-04 09-11 05-04 09-11 10-04 09-11 12-04 09-11

CONTENIDOS CONCEPTUALES 1. Introducción 2. Sistemas analógicos y digitales.-Definiciones 3. Sistemas de numeración: Decimal, binario, octal, hexadecimal 4. Códigos: BDC, EXCESO 3, GRAY, ASCII 5. Representación de números decimales negativos en el sistema binario. Bit de signo. 6. Complementos binarios, Suma y resta en el sistema binario de complemento de base y complemento de base reducida 7. Ejercicios

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PROCEDIMENTALES 1. Aplica y describe la información analógica y digital 2. Analiza y compara los diferentes sistemas de numeración y la importancia de los mismos en la representación numérica binaria 3. Formula y elabora los diferentes sistemas de codificación, para la representación de caracteres alfabéticos y numéricos y signos especiales 4. Analiza y correlaciona la importancia del sistema de representación binaria de base, y de base reducida en la aritmética binaria ACTITUDINALES 1. Trabajo en equipo para discernir la importancia de los sistemas de numeración con énfasis en el sistema de numeración binaria 2. Trabajo en equipo para aprender ha generar los diferentes sistemas de codificación de información con actitud crítica 3. Actitud crítica para reconocer la importancia del complemento de base, en la realización de las operaciones aritméticas binarias UNIDAD – II: FUNCIONES LÓGICAS Y ALGEBRA BOOLEANA Fecha Hora

CONTENIDOS

24-04 09-11

CONCEPTUALES 1. Introducción 2. Funciones lógicas y algebra de Boole 3. Principio de dualidad y teoremas básicos del algebra de Boole 4. Formas canónicas de las funciones lógicas 5. Representación numérica de las funciones 6. Propiedades de las funciones

26-04 09-11

7. Simplificación de funciones lógicas: Método algebraico; Mapas de Karnaugh; Quine-McCluskey

17-04 09-11 19-04 09-11

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8. Ejercicios 20-01 09-11 PROCEDIMENTALES 1. Define y describe funciones lógicas y analiza los teoremas y propiedades del álgebra de Boole en la simplificaciones de expresiones algebraicas 2. Analiza y correlaciona la importancia del principio de dualidad en los sistemas digitales 3. Analiza y correlaciona las formas canónicas, propiedades y representación numérica de las funciones lógicas 4. Analiza y compara los diferentes métodos de simplificación de funciones lógicas, para aplicarlos en la solución de problemas de diseño de sistemas combinacionales. ACTITUDINALES 1. Trabajo en equipo con actitud crítica en la formulación y formas de representación de las funciones canónicas 2. Responsabilidad y creatividad en la solución de problemas utilizando los diferentes métodos de simplificación de funciones lógicas 3. Trabajo en equipo para solución de problemas de simplificación de funciones lógicas UNIDAD – III: SISTEMAS COMBINACIONALES Fecha Hora 03-05 09-11 08-05 09-11 10-05 09-11 15-05 09-11 17-05 09-11 22-05 09-11

CONTENIDOS CONCEPTUALES 1. Introducción 2. Operadores lógicos y tablas de verdad 3. Compuertas lógicas: básicas, complementarias y exclusivas 4. Circuitos lógicos combinacionales: Definición; diseño de circuitos; condiciones de no importa. 5. Niveles lógicos de las compuertas 6. Implementación de circuitos con compuertas universales 7. Simbología normalizada IEEE/ANSI 8. Simulación computarizada de circuitos digitales 9. Ejercicios y problemas 10. PRIMER EXAMEN PARCIAL PROCEDIMENTALES 1. Analiza y correlaciona los operadores lógicos con las tablas de verdad y las compuertas lógicas, y la correspondiente selección de las mismas. 2. Define, describe y diseña circuitos lógicos combinacionales con ingenio y creatividad, poniendo énfasis en aplicaciones relacionadas a la especialidad de Ingeniería Eléctrica. 3. Analiza y describe los niveles lógicos de compuertas

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universales y la correspondiente implementación de circuitos combinacionales. 4. Identifica y describe la simbología normalizada de las compuertas lógicas y su aplicación en los sistemas digitales. 5. Elabora , selecciona y simula circuitos lógicos combinacionales mediante el uso de software de circuitos digitales(WORDBENCH ó similares) ACTITUDINALES 1. Actitud crítica y trabajo en equipo, en la selección y la relación que existe entre los operadores lógicos, tablas de vedad y compuertas lógicas 2. Actitud crítica con ingenio y creatividad en el diseño de sistemas lógico combinacionales aplicados a la especialidad 3. Responsabilidad y actitud crítica en la determinación de los niveles lógicos y la correspondiente implementación de circuitos combinacionales. 4. Actitud crítica en la descripción e identificación de las compuertas universales y sus aplicaciones en los circuitos lógico combinacionales 5. Actitud crítica en la elaboración y selección de circuitos lógico combinacionales, para simulación en computadora UNIDAD – IV: CIRCUITOS DIGITALES DE MEDIANA INTEGRACIÓN Fecha Hora 24-05 09-11 29-05 09-11 31-05 09-11 05-06 09-11 07-06 09-11 12-06 09-11 14-06 09-11

CONTENIDOS CONCEPTUALES 1. Introducción 2. Sumadores digitales: sumador total; sumador paralelo binario; sumador BCD; sumadores BCD en cascada; propagación de acarreo; simbología normalizada 3. Decodificadores : decodificadores de 3x8; decodificadores BDC a decimal; decodificador BDC de siete segmentos 4. Codificadores; codificador de prioridad 5. Multiplexores 6. Demultiplexores 7. Diseño de sistemas multiplexores 8. Seminario de problemas

combinacionales

con

PROCEDIMENTALES 1. Analiza, correlaciona y formula los diferentes sumadores binarios y sus aplicaciones en los sistemas digitales 2. Analiza, correlaciona, formula compara y diseña los

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decodificadores y codificadores de prioridad en la representación de cualquier función lógica combinacional. 3. Analiza, describe, diseña y selecciona multiplexores y demultiplexores que pueden reemplazar a cualquier circuito combinacional ACTITUDINALES 1. Trabajo en equipo, con actitud crítica y creatividad en la formulación y diseño de sumadores binarios 2. Trabajo en equipo, con responsabilidad, creatividad y actitud crítica en el diseño de decodificadores y codificadores de prioridad. 3. Trabajo en equipo, con responsabilidad, ingenio, creatividad y actitud crítica en el diseño de multiplexores y demultiplexores y sus aplicaciones en los sistemas combinacionales. UNIDAD – V: SISTEMAS SECUENCIALES Fecha Hora 19-06 09-11 21-06 09-11 26-06 09-11 28-06 09-11 03-07 09-11

CONTENIDOS CONCEPTUALES 1. Introducción 2. Multivibradores biestables o Flip-Flop: Latch SRNAND y NOR; simbología 3. Operatividad de los flip-flops; latch tipo D 4. Flip-flop sincronizado por reloj: señal de reloj; características de los flip-flops sincronizados 5. Tipos de flip-flops sincronizados por reloj: flip-flop SR-NAND y NOR, Flip-flop JK y D; registro tipo D; entradas asíncronas 6. Simbología normalizada IEEE/ANSI para los flipflops 7. Problemas y ejercicios PROCEDIMENTALES 1. Analiza, describe, formula y diseña circuitos multivibradores flip-flops-latch SR-NAND y NOR y su correspondiente representación simbólica para su representación en esquemas de circuitos 2. Analiza, describe, compara y formula flip-flop latch tipo D y flip-flops sincronizados por señales de reloj, estableciendo sus ventajas y desventajas 3. Analiza, describe y compara flip-flops sincronizados por señales de reloj: SR-NAND y NOR, flip-flops JK y D y el uso de las entradas asíncronas 4. Analiza y describe, la simbología normalizada IEEE/ANSI, para su uso en las representaciones esquemáticas de circuitos digitales. ACTITUDINALES 1. Responsabilidad, actitud crítica y creatividad en el análisis del diseño de los flip-flops latch SR-NAND y NOR 2. Responsabilidad, actitud crítica y creatividad en el

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análisis del diseño de los flip-flops latch tipo D y flip-flops sincronizados por señales de reloj 3. Responsabilidad, actitud crítica y creatividad en el análisis del diseño de los flip-flops sincronizados por señales de reloj, SR-NAND, JK y Tipo D y sus correspondientes entradas asíncronas 4. Actitud crítica del uso de la simbología normalizada IEEE/ANSI en las representaciones esquemáticas de circuitos digitales UNIDAD – VI: DISEÑO DE SISTEMAS SECUENCIALES Fecha Hora 05-07 09-11 10-07 09-11

12-07 09-11

17-07 09-11 19-07 09-11 24-07 09-11

CONTENIDOS CONCEPTUALES 1. Introducción 2. Contadores y/o divisores de frecuencia asíncronos: descripción de sus entradas, numero MOD; contadores con MOD específico 3. Contadores BCD: IC 7493/74293, contadores síncronos: IC 7490 4. Conexión en cascada de contadores BCD 5. Registros de almacenamiento y transferencia de datos: transferencia asíncrona; transferencia paralela; Registros de corrimiento 6. Memorias: terminología; entradas y salidas; habilitación 7. Memorias de sólo lectura ROM; diagrama de bloques; arquitectura; tipos de ROM 8. Dispositivos lógico programables PLD 9. Memoria RAM; arquitectura; operación de lectura y escritura; salidas y entradas 10. RAM estáticas o SRAM 11. Problemas y ejercicios 12. SEGUNDO EXÁMEN PARCIAL PROCEDIMENTALES 1. Analiza, correlaciona y selecciona contadores y establece su aplicación como divisores de frecuencia y en los sistemas digitales 2. Analiza, correlaciona, selecciona y establece la aplicación de los contadores BCD como parte constitutiva de los diferentes sistemas digitales en el campo de la Ingeniería Eléctrica 3. Analiza, correlaciona y determina la conexión en cascada de contadores BCD y de los registros de desplazamiento en la transferencia de datos, serie/paralelo. 4. Analiza, describe, compara y correlaciona las características de las memorias de solo lectura ROM, y de los dispositivos programables PLD. 5. Analiza, describe, compara y correlaciona las características de las memorias RAM y su correspondiente aplicación como parte constitutiva

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de los sistemas digitales. ACTITUDINALES 1. Responsabilidad y actitud crítica en la selección y aplicaciones de los contadores como divisores de frecuencia 2. Responsabilidad y actitud crítica en la selección y aplicaciones de los contadores BCD en los diferentes circuitos digitales 3. Responsabilidad y actitud crítica en la selección y aplicaciones de los contadores en el diseño de registros de desplazamiento para la transferencia de datos serie/paralelo. 4. Trabajo en equipo, responsabilidad y actitud critica en el análisis de las características y selección de las memorias ROM y de los dispositivos programables PLD 5. Trabajo en equipo, responsabilidad y actitud crítica en el análisis de la arquitectura, características y selección de las memorias RAM 4. METODOLOGIA DE APRENDIZAJE Las estrategias ha utilizarse serán la exposición oral de los diferentes temas de la asignatura, dinámica grupal para la solución y formulación de problemas, análisis y discusión de esquemas circuitales existentes, exposición y demostración de trabajos prácticos e inéditos de preferencia, para el desarrollo de la creatividad e ingenio del estudiante, revisión bibliográfica y sistematización de la información. Las actividades de aprendizaje contemplan los momentos de motivación exploración, demostración y problematización con énfasis al inicio de cada sesión de clases y luego la construcción del conocimiento, para intensificar posteriormente la evaluación y transferencia del conocimiento asimilado. La formación de las actitudes se realizará durante el desarrollo de las diferentes actividades de aprendizaje y a través de los trabajos asignados 5. SISTEMA DE EVALUACIÓN  

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La evaluación del aprendizaje de los estudiantes es permanente y orientado al logro de las competencias en sus tres contenidos: procedimentales, conceptuales y actitudinales de manera integrada Los instrumentos de evaluación a utilizar serán: lista de cotejos, apuntes de clases sistematizados, reporte de tareas, fichas de observación, hoja de examen y el reporte de sistematización de tareas. Las técnicas de evaluación escrita, participación en las discusiones y plenarias, desarrollo de trabajos asignados, etc. Para la evaluación de salida el sistema vigesimal es la calificación oficial en la universidad, con dos evaluaciones parciales cancelatorios, la asistencia de los estudiantes es obligatoria y será tomada en cuenta para la evaluación Participación activa en el desarrollo de las clases y cumplimiento de las tareas asignadas hasta un 30% La evaluación escrita del contenido procedimental y cognitivo hasta un 60% Predisposición para el trabajo en equipo hasta 10% La nota final de la asignatura será el promedio aritmético de las dos evaluaciones parciales

6. BIBLIOGRAFÍA 1. SISTEMAS DIGITALES.- Antonio Lloris R, Alberto Prieto E, Luis Parrilla R. Edit. Mc. Graw Hill/Interameriana de España S.A.U; 1ra. Edic. España 2003. 2. SISTEMAS DIGITALES.- Ronald J. Tocci.- Edit. Prentice Hall Hispanoamericana S.A..- 6ta Edic. México 1996 3. SISTEMAS ELECTRONICOS DIGITALES.- Enrique Mandado.- Edit. Marcombo.7a.- Edic. 1992 4. MICROELECTRONICA: CIRCUITOS Y DISPOSITIVOS.- Mark N. Horenstein.Edit. Prentice Hall hispanoamericana s.a México 1997.- 2da Edic. 1997 5. DISEÑO DIGITAL.- M. Morris Mano.- Prentice hall -2004 6. CIRCUITOS DIGITALES Y MICROPROCESADORES.- Harbert Tabú.Mc Graw Hill, 1983. 7. DISEÑO DIGITAL: John F. Wakerly, Editorial Prentice Hall, México 2001, Tercera Edición 8. DISEÑO DIGITAL; Alan B. Marcovitz, Editorial McGraw Hill, México 2005, Segunda Edición