Manual de Prácticas Electrónica Digital EMI

 

 

Manual de Prácticas. 

Electrónica Digital.  

M T R O. I S M A E L P É R E Z P U E N T E. I N G. E L E C T R O M E C Á N I C A. 2 0 2 1.

 

 

INDICE INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................... 3 REGLAMENTO DE LABORATORIO ........................................................................................................ 4 PRÁCTICA 0 Y 1 INTRODUCCIÓN Y SISTEMAS NUMÉRICOS ................. .......................... .................. .................. .................. .................. ........... .. 7 PRÁCTICA 2 RELACIONES LOGICAS ELÉCTRICAS ........... .................. .................. ................... ................... .................. .................. .................. ............... ...... 11 PRÁCTICA 3 COMBINACIÓN ANALÍTICA DE COMPUERTAS LÓGICAS .......... ................... .................. .................. .................. ........... .. 1 15 5 PRÁCTICA 4 COMBINACIÓN SIMULADA DE COMPUERTAS LÓGICAS ... ............ .................. .................. .................. .................. ......... 19 PRÁCTICA 5 ALAMBRADO DE COMPUERTAS LÓGICAS I ................. .......................... .................. .................. .................. .................. .............. ..... 24 PRÁCTICA 6 ALAMBRADO DE COMPUERTAS LÓGICAS II ................ ......................... .................. .................. .................. .................. .............. ..... 27 PRÁCTICA 7 ALAMBRADO DE COMPUERTAS LÓGICAS III ............... ........................ .................. .................. .................. .................. .............. ..... 30 PRÁCTICA 8 ALAMBRADO DE COMPUERTAS LÓGICAS IV ......... .................. .................. .................. .................. .................. .................. ........... .. 33 PRÁCTICA 9 ALAMBRADO DE COMPUERTAS LÓGICAS V .......... ................... .................. .................. .................. .................. ................... ............ 37 PRÁCTICA 10 MULTIPLEXORES DEMULTIPLEXORES CODIFICADORES DECODIFICADORES I ............ ............ 40 PRÁCTICA 11 MULTIPLEXORES DEMULTIPLEXORES CODIFICADORES DECODIFICADORES II ........... ........... 43 PRÁCTICA 12 MULTIPLEXORES DEMULTIPLEXORES CODIFICADORES DECODIFICADORES III ......... ........... 46

 

 

INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA

 Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Introducción a la asignatura. La asignatura se integra por cinco temas, en cada uno se abordan características específicas del funcionamiento de los sistemas digitales, comenzando por conceptos básicos hasta características específicas de funcionamiento de compuertas lógicas aplicadas a lógica secuencial y el diseño de circuitos digitales que integran sistemas mecatrónicos. En el tema uno se aborda una pequeña introducción a lo l o que es la electrónica digital, su proceso de evolución y sus expectativas a futuro. El avance de la electrónica digital en el campo industrial. Se manejarán los temas de códigos y sistemas numéricos binarios, octales y hexadecimales, conversiones entre ellos y las operaciones básicas en sistema binario. Además, se conocerán las relaciones existentes entre los sistemas binarios y los sistemas alfanuméricos o lenguajes de máquina que existen actualmente. El tema dos hablará de las diferentes compuertas básicas existentes en los circuitos digitales, así como sus encapsulados y sus familias tecnológicas, su funcionamiento y las precauciones que deben de existir para su manejo y utilización. Se deberán realizar pequeñas prácticas de conexión de los circuitos integrados que forman las familias lógicas, como lo son los TTL, CM OS, FPGA’s por mencionar algunos. Se observarán los fundamentos del álgebra Booleana y sus diferentes axiomas y teoremas, sus aplicaciones y la relación existente con las compuertas lógicas. Así mismo, se verán ecuaciones digitales y sus métodos de minimización mediante álgebra Booleana. Deberán ser cubiertas también, las diferentes formas canónicas de la realización reali zación de un circuito digital. El tema tres proporciona al alumno los diferentes conocimientos de los circuitos digitales combinacionales, que serán la base para la construcción de circuitos tales como sumadores, multiplexores, etc., los cuales deberán de construirse de forma física. Dentro de esta unidad, se dará una introducción a los lenguajes de descripción de hardware (HDL) utilizando VHDL o Verilog, así como la descripción propia para realizar aplicaciones físicas en tarjetas integradas como lo son los FPGA’s.   FPGA’s. En el tema cuatro se analizan los circuitos secuenciales básicos, así como los dispositivos generadores de pulsos. Se realiza un exhaustivo análisis de los Flip-Flops, sus aplicaciones y configuraciones, y se realizará una revisión más extensa del lenguaje VHDL o Verilog y la descripción de los circuitos secuenciales con alguno de estos lenguajes y su aplicación en las tarjetas FPGA’s.  FPGA’s.   En el tema cinco, se verán los tipos de convertidores existentes y la descripción y aplicaciones de cada uno de ellos. Se deberá realizar la descripción de un convertidor en lenguaje VHDL o Verilog.

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INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Reglamento Re glamento de l aboratorio d e fpga´s.

1.

Al ingresar al laboratorio para asesoría o clase, el alumnado deberá registrar registrarse se en la bitácora (colocando nombre matricula y firma) sin saltar la numeración definida del registro.

2.

Para préstamo préstamo del laboratorio laboratorio fuera del horario establecido deberá corroborar que dicho laboratorio se encuentra sin servicio y que no afecta a la clase de algún otro profesor, de igual manera deberá presentar su credencial oficial vigente del TESCo y previamente solicitar la autorización de la División de Electromecánica.

3.

La tolerancia de entrada es de 10 min después de la hora asignada para la clase.

4.

Hacer uso adecuado de las instalaciones, equipo y material asignados para el desarrollo desarrollo de las prácticas o eventos académicos especiales.

5.

Observar, sin excepción, las medidas de seguridad publicadas en el laboratorio, así como el uso obligatorio del equipo de protección que corresponda, de igual manera deberá ingresar con bata y zapatos cerrados de lo contrario no se le permitirá el acceso.

6.

Abstenerse de entrar con mochilas, portafolios o bolsas al área de trabajo, debiendo depositar dichas pertenencias no necesarias para el desarrollo de las prácticas en el espacio destinado para su guarda y custodia.

7.

Abstenerse de introducir y conectar conectar todo tipo de equipo eléctrico o electrónico ajeno a las instalaciones del laboratorio sin la autorización del responsable.

8.

El material requerido deberá ser solicitado por medio de un vale en el que especifique los datos mencionados en el mismo (materia, grupo, no. y título de la práctica, fechas de recibido y entrega, nombres y firmas del solicitante, profesor y encargado) así como su credencial oficial vigente del TESCo, y deberá entregar al responsable del taller ta ller o laboratorio, el equipo utilizado en las mismas condiciones en que se recibió antes de salir de las instalaciones.

9.

No podrá ingresar con gorras ni bermudas.

10. Abstenerse de introducir y/o consumir alimentos, así como de ingerir bebidas en las instalaciones del laboratorio. 11. Abstenerse de arrojar basura fuera de los cestos destinado destinados s para ello.

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INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

12. Conducirse con orden y educación hacia el personal académico, de servicio y compañeros (as) en general, permitiendo tener un ambiente de respeto y de valores, quedando estrictamente prohibido el lenguaje altisonante.

13. Reportar al encargado cualquier falla o deterioro en el equipo asignado.

14. El pago de compostura por daño al equipo o a las instalaciones correrán a cargo del usuario cuando éstos hayan sido causados por negligencia de este. 15. Se compromete a no hacer mal uso del equipo y las instalaciones del taller o laboratorio, así como no causar daño por descuido o negligencia.

16. No deberá rayar, romper, malt maltratar ratar o alterar la identificación del equipo y sus accesorios ni sustraer el material, equipo o accesorios propiedad del TESCo. 17. No deberá proporcionar información o documentación falsa para hacer uso de los servicios. 18. Deberá respetar al personal de servicio y/o a los demás usuarios, así como no alterar el orden dentro de las instalaciones.

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INGENIERÍA MECATRÓNICA INGENIERÍA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Rúbrica Desempeño

Nivel de Desempeño

Indicadores de alcance

1

2

Portada: Impresa en blanco y negro Nombre de la escuela completo. Título de la práctica. Nombre de la carrera. Nombre de los integrantes de las prácticas completos. Fecha de entrega. Objetivo: Extraer tal cual esta descrito en el practicarío de la asignatura. Competencia: Extraer tal cual esta descrito en el practicarío de la asignatura. Marco teórico:

Valoración numérica

3    A    D    A    Z    N    A    C    L    A

4

EXCELENTE

   A    I    C    N    E    T    E    P  

6

   M      O    C

   N      A    E    D    A    T   O    E   N   Z    P   A   N    I    A    M    C   C    O    L    C    A

5

Consultar información del practicarío para la fuente de información y/o investigación,  Arial 12 en minúsculas texto justificado, cada definición acompañada de una imagen, extensión máxima 2 páginas. Desarrollo: Redactado en tercera persona, Arial 12 en m inúsculas texto justificado. Cada procedimiento claramente explicado en secuencia lógica, acompañado de evidencia fotográfica, la simulación debe estar elaborada en software, los cálculos y procedimientos analíticos elaborados en software, extensión máxima a voluntad. Conclusiones individuales: Redactado en tercera persona, Arial 12 en minúsculas texto justificado extensión máxima 3 renglones. Conclusiones grupales: Redactado en tercera persona, Arial 12 en minúsculas texto justificado extensión máxima 5 renglones. Bibliografía: Nombre del libro.  Autor: Empezando Empezando por apellidos.

95-100

 Año de publicación. Nombre de la editorial. ó Cibergrafía: Link de página. El equipo de alumnos dentro del tiempo de laboratorio practico ejecuta la programación 8 y/o alambrado y/o calibración de todos o cada uno de los componentes electrónicos/eléctricos electrónicos/eléctr icos para demostrar el funcionamiento correcto de la práctica. El equipo de alumnos dentro del tiempo de laboratorio practico soluciona el cuestionario 9 teórico. El alumno asiste e i nteractúa individualmente sumando a su equipo de trabajo dentro del 10 tiempo de laboratorio practico. Se consideran al menos 3 días posteriores para elaborar el reporte de práctica. 11 Entregar el día y hora de la siguiente práctica tolerancia de 15 minutos para entrega. Cumple diez de los indicadores definidos en desempeño excelente. 7

NOTABLE BUENO

Cumple nueve de los indicadores definidos en el desempeño excelente.

85-94 75-84

SUFICIENTE

Cumple ocho  de los indicadores definidos en el desempeño excelente.

70-74

DESEMPEÑO INSUFICIENTE

No se cumple con el 100% de evidencias conceptuales, procedimentales y actitudinales   de los indicadores definidos en el desempeño excelente.

NA (No alcanzada)

No se anexa el instrumento de evaluación rúbrica.  

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INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Práctica 0 y 1 Inducción al laboratorio d e fpga´s, fpga´s, Sistemas Sistemas Numéricos Objetivo: Realizar conversiones entre los sistemas binario, hexadecimal y octal. Competencia por evaluar: U1, C1, C2, C3 Conoce la diferencia, ventajas y desventajas entre la electrónica analógica y la electrónica digital para ser utilizadas en los sistemas mecatrónicos. Conoce y comprende los sistemas, binario, octal y hexadecimal; conversiones entre ellos para realizar operaciones básicas en los diferentes sistemas. Conoce diferentes códigos para representar información en los sistemas digitales. Marco teórico: Definición técnica de sistemas numéricos binario octal hexadecimal acompañada de un ejemplo por sistema. Material o herramienta que utilizar:

 

Cuaderno de apuntes.

 

Análisis de casos.

 

Calculadora.

•

•

•

Procedimiento: a) Desarrollar conversiones demostrando el proceso proceso del resultado resultado BIN a DEC I00I0I02

BIN a DEC 0000III0I 2

DEC a BIN 1710

DEC a BIN 42010

HEX a DEC DEFA16

HEX a DEC 430016

DEC a HEX 101210

DEC a HEX 320310

7

 

 

INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

HEX a BIN 34216

HEX a BIN 621016

BIN a HEX 0IIII00I0I 2

BIN a HEX 0I00II00I0I0 2

OCT a DEC 5308

OCT a DEC 14058

DEC a OCT 32010

DEC a OCT 88210

OCT a BIN 6428

OCT a BIN 17328

BIN a OCT

BIN a OCT

I00I00 2

00I0I0IIII02

b) Realiza la representación gráfica entre electrónica digital y electrónica analógica completando el siguiente esquema. v

t

8

 

 

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c)

Menciona 3 códigos alfanuméricos para representar representar iinformación nformación en sistemas digitales.

Cuestionario.  1.- ¿El voltaje en electrónica digital como se interpreta en niveles lógicos?

2.- ¿Explica la diferencia entre un bit y un byte?

3.- ¿Analiza el siguiente circuito y menciona que es lo que ocurre con el indicador luminoso en cada caso: A B C?

Conclusiones individuales:  

•

Redacción individual por cada integrante del equipo.

9

 

 

INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Conclusiones grupales:  

•

Redacción grupal del equipo de trabajo.

Bibliografía o Cibergrafía:  

•

Considerar una referencia bibliográfica ó una referencia cibergrafica.

10

 

 

INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Práctica 2 Relaciones Re laciones ló gicas eléctricas. Objetivo: Armar el equivalente de compuertas lógicas digitales en circuitos analógicos. Competencia por evaluar:   U2, C1, Diseña e implementa funciones digitales para el control de diferentes sistemas mecatrónicos utilizando las herramientas matemáticas necesarias que permitan utilizar el mínimo de componentes electrónicos. Marco teórico:  

•

Ficha técnica “código “código de identificación” identificación” para compuertas lógicas AND, OR, NOT, NOT, NOR, NAND, XOR. 

Material o herramienta que utilizar:    

Led´s. Resistencias 680Ω 680Ω..

 

Jumper.

 

Interruptores 1P,1T.

 

Interruptores 1P,2T.

 

Protoboard.

 

Multímetro digital.

 

Fuente de alimentación de 5volts.

 

Software Proteus.

• • • •

•

• •

•

•

Procedimiento: a)

Arma

los

siguientes

circuitos

en

protoboard

y

contesta

lo

que

se

te

RECUERDA QUE EL CERO SIGNIFICA ABIERTO Y EL UNO CERRADO  Circuito AND. Mide los voltajes en el LED con las siguientes combinaciones y completa las tablas.

pide.

11

 

 

INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Circuito OR.

Circuito NOT.

Circuito NOR.

12

 

 

INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Circuito NAND.

Circuito OR-EXCLUSIVO (XOR).

b) Realiza una fotografía de evidencia real del alambrado, así como del funcionamiento por cada circuito armado en protoboard.  

•

Evidencia real dentro del tiempo de laboratorio generada por el equipo de trabajo de alumnos y mostrar el funcionamiento correcto al profesor, se anexa rúbrica de evaluación

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Cuestionario. 1.- ¿Cuál es la finalidad de armar los seis circuitos eléctricos?

2.- ¿Cuál es la función que cumple la resistencia dentro de cada circuito electrónico?

3.- ¿Cómo funciona un interruptor de 1P-1T y 1P-2T, explica de manera técnica su funcionamiento?

Conclusiones individuales:  

•

Redacción individual por cada integrante del equipo.

Conclusiones grupales:  

•

Redacción grupal del equipo de trabajo.

Bibliografía o Cibergrafía:  

•

Considerar una referencia bibliográfica ó una referencia cibergráfica.

14

 

 

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 Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Práctica 3 Combinación analítica de compuertas compuertas lógi cas Objetivo: Determinar la combinación analítica para compuertas lógicas en circuitos digitales. Competencia por evaluar:   U2, C1, Diseña e implementa funciones digitales para el control de diferentes sistemas mecatrónicos utilizando las herramientas matemáticas necesarias que permitan utilizar el mínimo de componentes electrónicos. Marco teórico:  

•

Simbología de compuertas lógicas AND, OR, NOT, NOR, NAND, X XOR. OR. 

Material o herramienta que utilizar:  

Cuaderno de apuntes.

 

Análisis de casos.

 

Calculadora.

•

•

•

Procedimiento: a) Determina lla a salida de los siguientes circuitos y contesta lo que se te p pide. ide.

2n=

=_______

15

 

 

INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

2n=

=_______

2n=

=_______

16

 

 

INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

b) Realiza una fotografía de evidencia real del circuito.  

•

Evidencia real dentro del tiempo de laboratorio laborat orio generada por el equipo de trabajo de alumnos y mostrar el funcionamiento correcto al profesor, se anexa rúbrica de evaluación

Cuestionario. 

1.- ¿Cuál es el equivalente en circuito analógico de una función NOT?

2.- ¿Cuál es el equivalente en circuito analógico de una función AND?

3.- ¿Cuál es el equivalente en circuito analógico de una función OR?

Conclusiones individuales:  

•

Redacción individual por cada integrante del equipo.

17

 

 

INGENIERÍA MECATRÓNICA INGENIERÍA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Conclusiones grupales:  

•

Redacción grupal del equipo de trabajo.

Bibliografía o Cibergrafía:  

•

Considerar una referencia bibliográfica ó una referencia cibergráfica.

18

 

 

INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Práctica 4 Combinación simu lada de compuertas lógic as. Objetivo: Determinar la combinación por simulación para compuertas lógicas en circuitos digitales. Competencia por evaluar:   U2, C1, Diseña e implementa funciones digitales para el control de diferentes sistemas mecatrónicos utilizando las herramientas matemáticas necesarias que permitan utilizar el mínimo de componentes electrónicos. Marco teórico:  

•

Pines de conexión de compuertas compuertas digitales: AND, AND, OR, N NOT, OT, NAND, NAND, NOR, XOR

Material o herramienta que utilizar:  

Computadora con crocodile clips.

 

Microsoft Excel.

• •

Procedimiento:

a) Realiza la simulación en el software software de crocod crocodile ile clips para determinar el valor de la salida para 2n  de entradas combinacionales posibles y rellenar la tabla para cada circuito.

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b) Realiza el pantallazo de su evidencia de circuito simulado y rellenado de tabla combinacional de manera digital, con respuestas de salidas al 100%.  

•

Evidencia real dentro del tiempo de laboratorio laborat orio generada por el equipo de trabajo de alumnos y mostrar el funcionamiento correcto al profesor, se anexa rúbrica de evaluación.

Cuestionario.  1.- ¿Detalla con simbología correcta el número de compuertas lógicas para el CI XOR?

2.- ¿A qué se le llama valor lógico en electrónica digital?

3.- ¿Determina todas las combinaciones posibles para el siguiente circuito digital d igital y el valor lógico obtenido por combinación, evidencie los resultados en una tabla?

Conclusiones individuales:

 

•

Redacción individual por cada integrante del equipo.

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INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Conclusiones grupales:  

•

Redacción grupal del equipo de trabajo.

Bibliografía o Cibergrafía:  

•

Considerar una referencia bibliográfica ó una referencia cibergráfica.

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INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Práctica 5  Alamb  Al ambrad rado o de d e comp co mpuer uertas tas lógi ló gicas cas I. Objetivo: Implementación del alambrado para determinar la combinación de compuertas lógicas en circuitos digitales. Competencia por evaluar: U3, C1, Diseña e implementa circuitos combinacionales utilizando un lenguaje de descripción de hardware para su aplicación en GAL’s y FPGA´s en diversas en  diversas aplicaciones. Marco teórico:  

•

Diagramas de ala alambrado mbrado para compuertas AND, OR, NOT, NAND, NAND, NOR, XOR.

Material o herramienta que utilizar:  

Computadora con crocodile clips.

 

Microsoft excel.

 

1 protoboard de 830 Puntos.

 

1 cargador de celular con salida de 5V a 1.6A tiene que te tener ner soldado a cada salida un

•

•

•

•

cable que termine en jumper macho.  

1 swit switch ch deslizable (dip Sw Switch) itch) de 8 posiciones ó 8 micropush botón NA de dos patitas

 

2 paquetes de resistencias resistencias de 220Ω a ½ watts.  watts. 

 

1 metro de cable UTP (utilizado en redes ethernet) ó 1 paquete de jumper macho-macho

•

•

•

y 1 paquete de jumper hembra-hembra.  

2 circuito integrado CI74F04 NOT.

 

2 circuito integrado CI74F08 AND.

 

2 circuito integrado CI74F32 OR.

 

2 circuito integrado CI74F02 NOR.

 

2 circuito integrado CI74F00 NAND.

 

2 circuito integrado CI74F86 XOR.

•

•

•

•

•

•

Procedimiento: a) Realiza la simulación en el software software de crocodile clips para determinar el valor de la salida para 2n  de entradas combinacionales posibles y rellenar la tabla para el circuito.

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INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

b) Implementar el alambrado en en protoboard de compuertas lógicas para determinar el valor de la salida para 2n  de entradas combinacionales posibles y rellenar la tabla para el circuito.

Ejemplo ilustrativo de armado en protoboard

c)

No es es el circuit o del inciso

“

 a)

”

 

Realiza el pantallazo de su evidencia de circuito simulado y rellenado de tabla combinacional de manera digital y obtenida con la demostración del funcionamiento real del circuito, con respuestas de salidas al 100%.  

•

Evidencia real dentro del tiempo de laboratorio generada por el equipo de trabajo de alumnos y mostrar el funcionamiento correcto al profesor, se anexa rúbrica de evaluación.

Cuestionario.  1.- ¿Cuántas compuestas internas tiene el CI74F04?

2.- ¿Cuántas compuestas internas tiene el CI74F86?

3.- ¿Cuántas compuestas internas tiene el CI74F32?

Conclusiones individuales:  

•

Redacción individual por cada integrante del equipo.

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INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Conclusiones grupales:  

•

Redacción grupal del equipo de trabajo.

Bibliografía o Cibergrafía:  

•

Considerar una referencia bibliográfica ó una referencia cibergráfica.

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INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA

 Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Práctica 6  Al  Alamb ambrad rado o d e comp co mpuer uer tas lógi ló gi cas II. Objetivo: Implementación del alambrado de compuertas básicas para determinar el sistema combinacional. Competencia por evaluar: U3, C1, Diseña e implementa circuitos combinacionales utilizando un lenguaje de descripción de hardware para su aplicación en GAL’s y FPGA´s en diversas en  diversas aplicaciones. Marco teórico:  

•

Definición, parámetros técnicos técnicos de funcionamiento, si simbología mbología de: Led, Dip Switch, protoboard.

Material o herramienta que utilizar:  

Computadora con crocodile clips.

 

Microsoft excel.

 

1 protoboard de 830 Puntos.

 

1 cargador de celular con salida de 5V a 1.6A tiene que tener soldado a cada salida un

•

•

•

•

cable que termine en jumper macho.    

1 swit switch ch deslizable (dip Sw Switch) itch) de 8 posiciones ó 8 micropush botón NA de dos patitas 2 paquetes de resistencias de 220Ω a ½ watts.  watts. 

 

1 metro de cable UTP (utilizado en redes ethernet) ó 1 paquete de jumper macho-macho

•

• •

y 1 paquete de jumper hembra-hembra.  

2 circuito integrado CI74F04 NOT.

 

2 circuito integrado CI74F08 AND.

 

2 circuito integrado CI74F32 OR.

 

2 circuito integrado CI74F02 NOR.

 

2 circuito integrado CI74F00 NAND.

 

2 circuito integrado CI74F86 XOR.

•

•

•

•

•

•

Procedimiento: a) Realiza la simulación en el software software de crocodile clips para determinar el valor de la salida para 2n  de entradas combinacionales posibles y rellenar la tabla para el circuito.

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INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

b) Implementar el alambrado en protoboard de compuertas lógicas para determinar el va valor lor de

la salida para 2n  de entradas combinacionales posibles y rellenar la tabla para el circuito.

Ejemplo ilustrativo de armado en protoboard

c)

No es es el circuit o del inciso

“

 a)

”

 

Realiza el pantallazo de su evidencia de circuito simulado y rellenado de tabla combinacional de manera digital y obtenida con la demostración del funcionamiento real del circuito, con respuestas de salidas al 100%.  

•

Evidencia real dentro del tiempo de laboratorio generada por el equipo de trabajo de alumnos y mostrar el funcionamiento correcto al profesor, se anexa rúbrica de evaluación.

Cuestionario.  1.- ¿Datasheet de pines para el CI74F86?

2.- ¿Datasheet de pines para el CI74F02?

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INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

3.- ¿Datasheet de pines para el CI74F00?

Conclusiones individuales:  

•

Redacción individual por cada integrante del equipo.

Conclusiones grupales:  

•

Redacción grupal del equipo de trabajo.

Bibliografía o Cibergrafía:  

•

Considerar una referencia bibliográfica ó una referencia cibergráfica.

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INGENIERÍA MECATRÓNICA INGENIERÍA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Práctica 7  Alamb  Al ambrad rado o de d e comp co mpuer uertas tas lógi ló gicas cas III. Objetivo: Implementación del alambrado de compuertas básicas para determinar el sistema combinacional. Competencia por evaluar: U3, C1, Diseña e implementa circuitos combinacionales utilizando un lenguaje de descripción de hardware para su aplicación en GAL’s y FPGA´s en diversas en  diversas aplicaciones. Marco teórico:  

•

Simbológica de compuesta lógicas AND, OR, NOT, N NAND, AND, NOR y EXCLUSIV EXCLUSIVE-OR E-OR en la norma ANSI/IEEE standard 91-1984.

Material o herramienta que utilizar:  

Computadora con crocodile clips.

 

Microsoft excel.

 

1 protoboard de 830 Puntos.

 

1 cargador de celular con salida de 5V a 1.6A tiene que tener soldado soldado a cada salida un

•

•

•

•

cable que termine en jumper macho.  

1 swit switch ch deslizable (dip Sw Switch) itch) de 8 posiciones ó 8 micropush botón NA de dos patitas

 

2 paquetes de resistencias de 220Ω a ½ watts.  watts. 

 

1 metro de cable UTP UTP (utilizado en rredes edes ethernet) ó 1 paquete de jumper macho-macho

 

y 1 paquete de jumper hembra-hembra. 2 circuito integrado CI74F04 NOT.

 

2 circuito integrado CI74F08 AND.

 

2 circuito integrado CI74F32 OR.

 

2 circuito integrado CI74F02 NOR.

 

2 circuito integrado CI74F00 NAND.

 

2 circuito integrado CI74F86 XOR.

•

• •

•

•

•

•

•

•

Procedimiento: a) Realiza la simulación en el software software de crocodile clips para determinar el valor de la salida para 2n  de entradas combinacionales posibles y rellenar la tabla para el circuito.

30

 

 

INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

b) Implementar el alambrado en protoboard de compuertas lógicas para determinar el va valor lor de la salida para 2n  de entradas combinacionales posibles y rellenar la tabla para el circuito.

Ejemplo ilustrativo de armado en protoboard

c)

No es es el circui to del inciso

“

 a)

”

 

Realiza el pantallazo de su evidencia de circuito simulado y rellenado de tabla combinacional de manera digital y obtenida con la demostración del funcionamiento real del circuito, con respuestas de salidas al 100%.

 

•

Evidencia real dentro del tiempo de laboratorio generada por el equipo de trabajo de alumnos y mostrar el funcionamiento correcto al profesor, se anexa rúbrica de evaluación.

Cuestionario.  1.- ¿Símbolo de la compuesta AND en la norma ANSI/IEE ANSI/IEEE E standard 91-1984?

2.- ¿Símbolo de la compuesta OR en la norma ANSI/IEEE sta standard ndard 91-1984?

3.- ¿Símbolo de la compuesta X-OR y NAND en la norma n orma ANSI/IEE ANSI/IEEE E standard 91-1984?

31

 

 

INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Conclusiones individuales:  

•

Redacción individual por cada integrante del equipo.

Conclusiones grupales:  

•

Redacción grupal del equipo de trabajo.

Bibliografía o Cibergrafía:  

•

Considerar una referencia bibliográfica ó una referencia cibergráfica.

32

 

 

INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Práctica 8  Alamb  Al ambrad rado o d e comp co mpuer uer tas lógi ló gi cas IV. Objetivo: Implementación de alambrado de compuertas básicas para determinar el sistema secuencial. Competencia por evaluar: U4, C1, Diseña e implementa circuitos secuenciales mediante dispositivos electrónicos y el uso de un lenguaje de descripción de hardware en GAL’s y FPGA´s para p ara diversas de control de sistemas mecatrónicos. Marco teórico:  

•

Simbológica de compuesta lógicas AND, AND, OR y N NOT, OT, en la norma ANSI/IEEE standard 9 9111984.

Material o herramienta que utilizar:  

Computadora con crocodile clips.

 

Microsoft excel.

 

1 protoboard de 830 Puntos.

 

1 cargador de celular con salida de 5V a 1.6A tiene que tener soldado a cada salida un

•

•

•

•

cable que termine en jumper macho.  

1 paquete de jumper hembra-hembra y macho-macho.

 

2 circuito integrado CI74F04 NOT.

 

2 circuito integrado CI74F08 AND.

 

2 circuito integrado CI74F32 OR.

 

1 micro push botón botón normalmente cerrado NC ó un push botón normalmente normalmente cerrado cerrado NC, NC, si

•

•

•

•

•

es un push botón debe de venir ya soldado con un u n cable en cada pin para poder utili utilizarlo zarlo en la protoboard.

 

•

1 micro push botón botón normalmente abierto NA NA ó un push botón normalmente normalmente abierto NA, si es un push botón debe de venir ya soldado con un cable en cada p pin in para poder utilizarlo en la protoboard.

 

•

1 relevador con bobina de 5 ó 6 volts de un polo dos tiros ya soldado con un cable en cada pin para poder utilizarlo en la protoboard.

 

•

1 una lampara con soquet de 6, 9 ó 12 volts, debe de venir el soquet ya soldado con un cable en cada pin para poder utilizarlo en la protoboard.

 

•

1 fuerte adicional de 6,9 ó 12 volts, puede ser un cargador de celular que tenga esos voltajes de salida.

33

 

 

INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Procedimiento: a) Realiza la simulación en el software software de crocod crocodile ile clips para determinar determinar el valor de la salida para las entradas secuenciales posibles y determina el comportamiento del circuito.

Lampara apagada 

Lampara encendida 

b) Implementar el alambrado en protoboard de compuer compuertas tas lógicas para determinar el comportamiento del circuito secuencial.

Ejemplo ilustrativo de armado en protoboard

c)

No es es el circuito del inc iso

“

 a)

”

 

Realiza el pantallazo de su evidencia de circuito simulado y armado en protoboard.  

•

Evidencia real dentro del tiempo de laboratorio generada por el equipo de trabajo de alumnos y mostrar el funcionamiento correcto al profesor, se anexa rúbrica de evaluación. 34

 

 

INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

 

Cuestionario. 1.- ¿Traduce el circuito de arranque-paro de símbolos lógicos a simbología norma ANSI/IEEE?

2.- ¿Cuál es la función del cable señalado con la flecha en el circuito de arranque-paro?

3.- ¿Qué otro componente podría realizar la función del relevador para encender y apagar la lampara, realiza el circuito que lo remplazaría?

35

 

 

INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Conclusiones individuales:  

•

Redacción individual por cada integrante del equipo.

Conclusiones grupales:  

•

Redacción grupal del equipo de trabajo.

Bibliografía o Cibergrafía:  

•

Considerar una referencia bibliográfica ó una referencia cibergráfica.

36

 

 

INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Práctica 9  Alamb  Al ambrad rado o de d e comp co mpuer uer tas lógi ló gicas cas V. Objetivo: Implementación de alambrado de compuertas básicas para determinar el sistema secuencial. Competencia por evaluar: U4, C1, Diseña e implementa circuitos secuenciales mediante dispositivos electrónicos y el uso de un lenguaje de descripción de hardware en GAL’s y FPGA´s para diversas de control de sistemas mecatrónicos. Marco teórico:  

•

Lazo de retroalimentación diagrama de bloques.

Material o herramienta que utilizar:  

Computadora con crocodile clips.

 

Microsoft excel.

 

1 protoboard de 830 Puntos.

 

1 cargador de celular con salida de 5V a 1.6A tiene que tener soldado a cada salida un

•

•

•

•

cable que termine en jumper macho.  

1 paquete de jumper hembra-hembra y macho-macho.

 

2 circuitos integrado CI74F04 NOT, 2 circuitos integrado CI74F08 AND, 2 circuitos

•

•

integrado CI74F32 OR.  

•

2 micros push botón nor normalmente malmente cerrado NC ó un push botón normalmente cerrado NC, si es un push botón debe de venir ya soldado con un cable en cada pin para poder util utilizarlo izarlo en la protoboard.

 

•

2 micros push botón normalmente abierto abierto NA ó un push botón normalmente abierto abierto NA NA,, si es un push botón debe de venir ya soldado con un cable en cada pin para poder util utilizarlo izarlo en la protoboard.

Procedimiento: a) Realiza la simulación en el software software de crocod crocodile ile clips para determinar determinar el valor de la salida para las entradas secuenciales posibles y determina el comportamiento del circuito.

37

 

 

INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

b) Implementar el alambrado en protoboard de compuertas lógicas para determinar el comportamiento del circuito secuencial.

Ejemplo ilustrativo de armado en protoboard

c)

“

No es es el circuito del inc iso

 a)

”

 

Realiza el pantallazo de su evidencia de circuito simulado y armado en protoboard.  

•

Evidencia real dentro del tiempo de laboratorio generada por el equipo de trabajo de alumnos y mostrar el funcionamiento correcto al profesor, se anexa rúbrica de evaluación.

Cuestionario.  1.- ¿Traduce el circuito de símbolos lógicos a simbología norma ANSI/IE ANSI/IEEE? EE?

2.- ¿Explica técnicamente como se realiza el bloqueo para cada led es decir porque solo puede funcionar “encender” un LED a la vez vez? ?

38

 

 

INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA

 Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

3.- ¿Qué compuestas lógicas tendrías que añadir al circuito si utilizaras solamente push botón normalmente abiertos NA?

Conclusiones individuales:  

•

Redacción individual por cada integrante del equipo.

Conclusiones grupales:  

•

Redacción grupal del equipo de trabajo.

Bibliografía o Cibergrafía:  

•

Considerar una referencia bibliográfica ó una referencia cibergráfica.

39

 

 

INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Práctica 10

Multiplexores Demultiplexores Codificadores Decodificadores I Objetivo: Desarrollar sistema digital de conteo de 0 a 9 con circuitos integrados. Competencia por evaluar: U5, C1, Describe e implementa los diferentes tipos de convertidores de señal existentes para utilizar en la codificación y decodificación de señales. Marco teórico:  

•

Circuito de configuración para el CI 555 en monoestable y biestable.

Material o herramienta que utilizar:  

Computadora con software crocodile clips.

 

Computadora con software proteus.

           

1 protoboard de 830 puntos. 1 CI 555. 3 CI 74LS90 contador de décadas. 3 CI 74LS47 decodificador y contador BCD 3 Display 7 segmentos ánodo común. 1 Potenciómetro de 40k o menor.

•

•

• •

• •

• • •

          

• • •

• •

2 Resistencias de de 220Ω. 1k. . 7 Resistencias 220Ω 1 Capacitor electrolítico de 100µf. 1 LED. 1 Fuente de 5 volts. Gran cantidad de cables jumper o alambre de UTP.

Procedimiento: a) Realiza la simulación en el software software de crocodile crocodile clips para determinar el comportamiento del circuito.

40

 

 

INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

b) Implementar el alambrado en protoboard protoboard de los CI 555, 74LS90, 74LS47 para determinar el comportamiento del circuito siguiendo los pines y el datasheet de los CI que se detallan en la parte inferior.

c)

1

14

2

13

3

12

4

11

5

10

6

9

7

8

Realiza el pantallazo de su evidencia de circuito simulado en crocodrile y proteus, también la o las fotográficas del circuito armado en físico en la protoboard.  

•

Evidencia real dentro del tiempo de laboratorio generada por el equipo de trabajo de alumnos y mostrar el funcionamiento correcto al profesor, se anexa rúbrica de evaluación.

Cuestionario.  1.- ¿Qué ocurre con el display de 7 segmentos cuando varias él potenciómetro mientras está contando?

41

 

 

INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

2.- ¿Cuál es la función del CI555 dentro del circuito?

3.- ¿Describe la función dentro del circuito para los CI74LS90 y CI74LS47?

Conclusiones individuales:  

•

Redacción individual por cada integrante del equipo.

Conclusiones grupales:  

•

Redacción grupal del equipo de trabajo.

Bibliografía o Cibergrafía:  

•

Considerar una referencia bibliográfica ó una referencia cibergráfica.

42

 

 

INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

Práctica 11 Multiplexores Demultiplexores Codificadores Decodific adores II Objetivo: Desarrollar sistema digital de conteo de 0 a 99 con circuitos integrados. Competencia por evaluar: U5, C1, Describe e implementa los diferentes tipos de convertidores de señal existentes para utilizar en la codificación y decodificación de señales. Marco teórico:  

•

Datasheet para el CI 74LS90.

Material o herramienta que utilizar:  

Computadora con software crocodile clips.

 

Computadora con software proteus.

   

1 protoboard de 830 puntos. 1 CI 555.

•

•

• •

               

3 CI 74LS90 contador de décadas. 3 CI 74LS47 decodificador y contador BCD 3 Display 7 segmentos ánodo común. 1 Potenciómetro de 40k o menor. 2 Resistencias de 1k. 7 Resistencias de 220Ω. 220Ω. 1 Capacitor electrolítico de 100µf. 1 LED.

   

1 Fuente de 5 volts. Gran cantidad de cables jumper o alambre de UTP.

•

• •

•

• • •

• •

Procedimiento: a) Realiza la simulación en el software software de crocodile crocodile clips para determinar el comportamiento del circuito.

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INGENIERÍA INGENI ERÍA MECATRÓNICA  Asig  As ig natur nat ur a: Elect El ectró róni nica ca Di gital gi tal  

b) Implementar el alambrado en protoboard protoboard del CI 555 y dos de cada uno de los CI CI 74LS90 y CI 74LS47 para determinar el comportamiento del circuito siguiendo los pines y el datasheet de los CI que se detallan en la parte inferior.

1

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