Asignatura
ELECTRÓNICA DIGITAL

La asignatura "Electrónica Digital" pertenece al plan de estudios de Ingeniería Técnica Industrial (especialidad Electrónica Industrial), cuyo código es 05006. La asignatura se imparte en el campus de La Rábida, en el pabellon Alonso Barba (aula 18), mientras que las prácticas son impartidas en el pabellón Vicente Rodríguez Casado (Laboratorio de Electrónica Básica).

En esta asignatura se verá una introducción a la rama digital de la disciplina de Electrónica, centrándonos en su parte combinacional. Los principales temas que se ven en esta asignatura son:

• Códigos binarios
• Álgebra de Boole
• Análisis de circuitos combinacionales
• Diseño de circuitos combinacionales
• Subsistemas combinacionales
• Dispositivos programables combinacionales
• Familias lógicas

Los objetivos a cubrir por la asignatura de ELECTRÓNICA DIGITAL vienen determinados por la necesidad de cualquier profesional de conocer los diferentes tipos de circuitos electrónicos con los que puede encontrarse en su vida profesional. Debe poder afrontar cualquier problema que se le imponga sobre circuitos digitales.

Como objetivos generales que debe abarcar esta asignatura se encuentran los siguientes:

• Diferenciar entre circuitos digitales y circuitos analógicos.
• Distinguir entre los dos grandes grupos de circuitos digitales: combinacionales y secuenciales.
• Conocer las herramientas matemáticas que se emplean en los circuitos digitales, es decir, el Álgebra de Boole.
• Distinguir los dos grandes tipos de problemas que se les puede presentar dentro de la Electrónica Digital.
• Afrontar los problemas dentro de la rama combinacional de la Electrónica digital.
• Conocer la estructura interior (a base de componentes electrónicos) de las principales familias lógicas con las que se construyen los bloques digitales.

A continuación mostramos el programa, así como el material utilizado en la docencia de la asignatura:

PROGRAMA TEÓRICO-PRÁCTICO:

• Electrónica Digital
• Representación Numérica.
• Conversiones entre sistemas numéricos.
• Códigos Binarios.
• Códigos detectores de error.
• Códigos correctores de errores.

• Definición de Álgebra de Boole. Postulados.
• Teoremas del Álgebra de Boole.
• Álgebra de Computación.
• Funciones y Fórmulas de Computación.
• Aritmética binaria.
• Suma binaria.
• Resta.
• Complemento.
• Desplazamiento.
• Multiplicación.
• División.

• Introducción.
• Puertas Lógicas.
• Análisis
• Análisis estacionario.
• Análisis transitorio.
• Caminos críticos.
• Azares
• Ejemplo de aplicación
• Análisis estacionario.
• Análisis transitorio.
• Caminos críticos.
• Azares lógicos estáticos
• Azares lógicos dinámicos

• Introducción.
• Método del Mapa.
• Método de McCluskey.
• Diseño libre de azares.
• Método del mapa.
• Método de McCluskey
• Implementación del circuito digital.
• Conversión entre implementaciones de dos niveles.

• Introducción.
• Bloques aritmético-lógicos.
• Bloques sumadores.
• Bloques comparadores.
• Unidades aritmético-lógicas (ALU).
• Bloques de camino de datos.
• Demultiplexores.
• Multiplexores.
• Buffer o driver.
• Transceptores.
• Bloques de entrada/salida.
• Codificadores.
• Decodificadores.
• Aumento de tamaño de dispositivos MSI.
• Implementación de un sistema.

• Introducción.
• Memorias PROM (Programmable Read Only Memory).
• Dispositivos PAL (Programmable Array Logic).
• Dispositivos PLA (Programmable Logic Array).
• Diseño mediante dispositivos programables.
• Ejemplo.
• Memorias ROM.
• Dispositivos PAL.
• Dispositivos PLA.

• Introducción.
• Familias bipolares.
• Familia TTL (Transistor Transistor Logic).
• Familia ECL (Emitter Coupled Logic).
• Familias MOS.
• Familia NMOS.
• Familia CMOS (Complementary MOS).
• Ejemplo.

PROGRAMA DE LABORATORIO:
(manual) (enunciados)

RESUMEN DEL CONTENIDO DE LA ASIGNATURA:

La asignatura de ELECTRÓNICA DIGITAL empieza con la división de la rama de la Electrónica y en particular de Electrónica Digital. Seguimos con las herramientas matemáticas utilizadas, para continuar con los dos grandes problemas de la Electrónica: análisis y diseño de circuitos. El objetivo de esta asignatura se limita a la Electrónica Combinacional, dejando la parte secuencial para la asignatura SISTEMAS DIGITALES. Dentro del análisis, entraremos en el análisis estacionario y transitorio (limitándonos a los azares y al camino crítico en este último caso). Dentro del diseño, veremos las principales alternativas de diseño que existe en la actualidad: diseño semi-custom, diseño MSI y diseño mediante dispositivos programables. Por último se dará una breve introducción a la construcción de las principales familias lógicas.

METODOLOGÍA:

La metodología educativa se centrará especialmente en los métodos tradicionalmente empleados en la enseñanza universitaria: pizarra y prácticas, con el apoyo de transparencias.

Las clases teóricas se apoyarán en transparencias, dejando la pizarra para los ejemplos y problemas. Se les aportará a los alumnos todas las transparencias utilizadas con la suficiente antelación, para que puedan tomar notas con mayor facilidad.

La metodología seguida en la docencia de la asignatura de Electrónica Digital será la siguiente:

• En cuanto a clases de teoría, seguiremos el siguiente esquema para su exposición:
• Presentación del tema, situándolo en su contexto y relacionándolo con los restantes temas de la asignatura.
• Desarrollo de los diferentes apartados que definen dicho tema, motivando la comprensión del alumno con el uso de cuestiones cortas y ejemplos.
• Síntesis de lo expuesto, así como conclusiones y formulación de círiticas.
• Enumerar la bibliografía relativa a lo expuesto, así como aquella que sirva al alumno que esté interesado en profundizar en el tema.
• En cuanto a las clases de problemas, éstas se desarrollarán enlazándolas con los temas presentados y al final de cada desarrollo teórico. El esquema seguido será el siguiente:
• Breve resumen de los conocimientos teóricos a manejar.
• Cuestiones y ejemplos cortos.
• Problemas realizados por el profesor.
• Problemas para realizar por los alumnos en clase.
• Problemas propuestos para que el alumno los resuelva fuera de horas de clase.

Con los problemas propuestos se pretende que el alumno pueda autoevaluarse y comprobar donde encuentran mayor dificultad en su aprendizaje. Además, con estos problemas fomentamos el que los alumnos aprovechen las horas de tutoría de las que disponen, ya que en muchas ocasiones sólo las utilizan en días antes del examen.

En las prácticas de laboratorio se propondrán cuestiones para desarrollas en el Laboratorio de Electrónica y en la Sala de Ordenadores. Los grupos a formar, para realizar las prácticas, serán individuales o en parejas.

EXÁMENES Y EVALUACIÓN:

• Fecha de examen recomendada: Febrero.
• Criterios de evaluación: La evaluación del alumno se realizará según dos criterios: la entrega de las memorias de las prácticas realizadas, y un examen basado tanto en los contenidos del programa teórico-práctico como en los de laboratorio de la asignatura. Dicho examen constará de varias cuestiones, cuya puntuación vendrá determinada en el examen. Será REQUISITO FUNDAMENTAL para poder aprobar la asignatura alcanzar una calificación de aprobado como mínimo en los programas tanto tóerico-práctico como de laboratorio. También se contará con la nota de las prácticas en la nota global siempre y cuando se contesten a las preguntas del examen correspondientes a los contenidos de este programa.

BIBLIOGRAFÍA:

Entre la bibliografía referente al contenido teórico de la asígnatura podemos encontrar los siguientes libros:

Además del material ya incluido en los enlaces anteriores (transparencias de cada tema y material de prácticas), se incluye el siguiente material.

• Transparencias del curso (en los enlaces de cada tema)
• Enunciados de problemas
• Soluciones de problemas
• Material de prácticas (en el enlace del programa de prácticas)

Otros materiales de ayuda para la docencia:

• Manuales acerca de Electrónica, Hardware del PC, Automatización y control y Redes Industriales. Servidor eya.swin.net
• Transparencias sobre Electrónica Digital. ( Srinvis Devadas)
• Transparencias sobre Electrónica Digital ( Korea)
• Estructuras de Computación
• Teoria de Ciencias del Computador
• Página de I.T.I. Especialidad Electrónica