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Información del curso

Microcontroladores

PROPOSITOS ESPECIFICOS DE LA ASIGNATURA O UNIDAD DE APRENDIZAJE

El alumno aprenderá y comprenderá los conceptos tanto en Hardware como en Software de los Microcontroladores, tomando como base la familia de Microchip, de la cual será capaz de realizar aplicaciones que le permitan entender el potencial que le pueda generar el uso de tales dispositivos.

 

METODOS Y ACTIVIDADES PARA ALCANZAR LOS PROPOSITOS DE LA ASIGNATURA O UNIDAD DE APRENDIZAJE

Se usarán las siguientes técnicas para alcanzar los propósitos de la asignatura:

  • Exposición de parte del Catedrático.

  • Investigación de parte de los alumnos.

  • Realización de prácticas y proyectos para confirmar el conocimiento adquirido.

  • Elaboración de un proyecto final integrador en el cual se recopilen los conocimientos vistos en la materia.

 

PROCESOS ACADEMICOS INTERNOS

Para el desarrollo correcto de la asignatura es necesario presentar los siguientes

documentos con una semana de anticipación según corresponda: 

Cronograma con base en la dosificación, una semana antes de iniciar la materia. 

Material didáctico de los contenidos a impartir, una semana antes de cada clase. 

Planeaciones semanales, usando el formato institucional, una semana antes de cada clase. 

Materiales y herramientas para clases que involucran competencias profesionales. 

Reporte de calificaciones. 

 

SECUENCIA DIDACTICA 

APERTURA

DESARROLLO

CIERRE

Se realizará una sesión de evaluación diagnostica a través de preguntas que serán respondidas de forma oral sobre el conocimiento que los estudiantes tienen acerca de microcontroladores y programación y el uso de estos mismos, para así poder identificar que tan necesario es reforzar temas vistos con anterioridad, que serán utilizados para este nuevo curso a impartir.

Se expondrán los temas de circuitos digitales y programación, los cuales evaluará mediante exámenes prácticos.

Los alumnos desarrollaran prácticas en las cuales llevaran de lo teórico a lo real el funcionamiento de los microcontroladores y la programación de circuitos digitales, para que puedan verificar las ventajas y desventajas dentro y fuera de la industria frente a los circuitos analógicos. 

Se realizará un proyecto integrador basado en la creación de un circuito digital real, en el que se aplicaran todos los conocimientos adquiridos en esta materia vistos a lo largo del curso, para así demostrar el conocimiento sobre programación adquirido a lo largo del curso.

 

CRITERIOS PARA EVALUAR LAS ASIGNATURAS EN MODALIDAD MIXTA. 

Los criterios de evaluación que se consideran son los siguientes: 

  • Evaluación oral. 

  • Evaluación escrita. 

  • Evaluación por proyectos. 

  • Actividades en clase y tareas. 


Consideraciones generales para las evaluaciones propuestas: 

De acuerdo al tipo de evaluación que el docente a cargo de la impartición del curso elija, respetando su libre cátedra deberá cuidar los siguientes aspectos para garantizar que las evaluaciones sean transparentes e individuales: 

  1. Para evaluaciones escritas virtuales los estudiantes deberán mantener sus cámaras encendidas durante todo el tiempo del examen y tendrán un tiempo establecido para la realización del examen. Contando con el monitoreo en todo momento del docente a cargo del curso. 

  2. En caso de que el docente considere que las condiciones para asegurar la transparencia e individualidad de la evaluación no se cumplen, podrá aplicar examen oral bajo las mismas condiciones que en el caso de la evaluación escrita. 



DESCRIPCION SINTETIZADA DE LOS CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA O UNIDAD DE APRENDIZAJE POR TEMAS Y SUBTEMAS

UNIDAD I. Circuitos Digitales

  1. Fundamentos y sistemas de numeración

    1. Introducción a los Sistemas Digitales: Origen, símbolos, niveles, realización, tecnologías.

    2. Etapas de desarrollo de los circuitos integrados digitales

    3. Diferencia entre analógico y digital

    4. Sistema decimal

    5. Sistema binario

    6. Sistema octal

    7. Sistema hexadecimal

    8. Relaciones entre sistemas binarios, octal y hexadecimal

  2. Códigos binarios y principios algebraicos binarios

    1. Código binario, BCD, Exceso 3 y Gray

    2. Conversión entre códigos binarios

    3. Códigos alfanuméricos

    4. Métodos de paridad para detección de errores

    5. Variables booleanas y tablas de verdad

    6. Operación NOT, OR y NOR, AND y NAND.

    7. Operación OR Exclusiva y NOR Exclusiva

    8. Descripción algebraica de los circuitos lógicos

    9. Teoremas booleanos y DeMorgan

    10. Universalidad de las operaciones NAND y NOR

  3. Familias lógicas de circuitos integrados

    1. Terminología digital IC

    2. Familia lógica TTL

    3. Salidas del TTL con colector abierto, TTL de estado triple

    4. Familia de circuitos integrados digitales ECL.

    5. Circuitos integrados digitales MOS

    6. Características de la serie CMOS

    7. CMOS conduciendo a TTL, TTL conduciendo a CMOS.

  4. Combinatorios

    1. Definición

    2. Forma de suma de productos

    3. Simplificación de circuitos lógicos combinatorios

    4. Método del mapa de karnaugh.

  5. Secuenciales

    1. Definición

    2. Flip Flop Set Clear con compuertas NAND.

    3. Flip Flop Set Clear con compuertas NOR.

    4. Sistema asíncrono y síncrono.

    5. Flip Flop S-C con cronómetro.

    6. Flip Flop J-K con cronómetro.

    7. Flip Flop D con cronómetro.

    8. División y conteo de frecuencias.

  6. Contadores y registros

    1. Contadores asíncronos.

    2. Contadores síncronos.

    3. Contadores paralelos descendentes y ascendentes/descendentes.

    4. Contadores prefijables.

    5. Decodificación de un contador.

    6. Contadores BCD con transmisión en cascada.

    7. Contadores de registros de cambios.

    8. Aplicaciones de los contadores.

    9. Registros con circuitos integrados.

  7. Otros circuitos lógicos

    1. Decodificadores.

    2. Decodificadores de BCD a decimal.

    3. Decodificadores de BCD a 7 segmentos.

    4. Codificadores.

    5. Multiplexor de Información.

    6. Demultiplexor o distribuidor de datos.

    7. Registro de estado triple



UNIDAD II. Generalidades de los Microcontroladores.


  1. Definición de un Microcontrolador.

  2. Diferencias entre un Microcontrolador, un Microprocesador y un DSP.

  3. Familia de Microcontroladores de la marca Microchip.

  4. Diagrama a bloques de Microcontroladores de la marca Microchip PIC16F84.

  5. Arduino


UNIDAD III.      PIC16f84

    3.1. Hardware de Microcontroladores PIC16F84.


3.1.1.  Identificación del Hardware de un Microcontrolador PIC16F84.

3.1.2.  Identificación del Pin Out de un Microcontrolador PIC16F84.

3.1.3.  Descripción de arquitectura usada en el Microcontrolador PIC16F84.

3.1.4. Descripción de Oscilador Externo RC, XTAL usado en el Microcontrolador PIC16F84.

3.1.5. Descripción de Memoria de Programa usada en el Microcontrolador PIC16F84.

3.1.6. Descripción de Memoria de Datos RAM usada en el Microcontrolador PIC16F84.

3.1.7. Descripción de Registros de Función Especial usados en el Microcontrolador PIC16F84.

3.1.8. Descripción de Memoria EEPROM de datos del Microcontrolador PIC16F84.

3.1. 9. Descripción de Temporizadores y Watch Dog Timer del Microcontrolador PIC16F84.

3.1.10. Descripción de Puertos de Entrada/Salida del Microcontrolador PIC16F84.

3.1.11. Descripción de Interrupciones del Microcontrolador PIC16F84.


    3.2. Software de Microcontroladores PIC16F84.


3.2.1. Descripción general del software usado en los Microcontroladores PIC16F84.

3.2.2. Estructura general de un programa usado en los Microcontroladores PIC16F84.

3.2.3. Set de instrucciones en lenguaje ensamblador de los Microcontroladores PIC16F84.

3.2.4. Descripción de la palabra de configuración.

3.2.5. Generalidades de programación en lenguaje de alto Nivel PICC de Microcontroladores PIC16F84 y ventajas contra la programación en lenguaje ensamblador.

3.2.6. Plantilla base para desarrollo de programas en los Microcontroladores PIC16F84.

3.2.7. Uso de Simulador para los Microcontroladores PIC16F84.


     3.3. Programador de Microcontroladores PIC16F84.


3.3.1. Descripción general de los elementos requeridos para llevar a cabo la programación de Microcontroladores PIC16F84.

3.3.2. Diseño de Programador Económico para Microcontroladores PIC16F84.

3.3.3. Uso de Programador para Microcontroladores PIC16F84.


     3.4. Desarrollo de Aplicaciones con Microcontroladores PIC16F84.


3.4.1. Diseño de distintas aplicaciones realizadas con los Microcontroladores PIC16F84.


     3.5. Otras familias de Microcontroladores PIC.


3.5.1. Generalidades y diferencias de otras familias de Microcontroladores PIC de 8/16/32 bits con respecto a la familia PIC16F84.


UNIDAD IV. Arduino

4.1.1. ¿Qué es Arduino?

4.1.2. Familia Arduino

4.1.3. ¿Qué es el Open Source Hardware?

4.1.4. Características de Arduino Uno y Arduino Mega

4.1.5. Instalación del IDE y sus controladores

4.1.6. Entorno de trabajo


4.2. Introducción a la conexión de componentes electrónicos

4.2.1. Resistores

4.2.2. Capacitores

4.2.3. Push buttons

4.2.4. LEDs


4.3. Introducción a la programación en Arduino

4.3.1. Tipos de datos

4.3.2. Operadores

4.3.3. Estructuras de control

4.3.4. Temporización

4.3.5. Funciones


4.4. Señales Digitales

4.4.1. Pines de propósito digital

4.4.2. Multiplexación

4.4.3. Resistencias Pull-up


4.5. Comunicación serial básica

4.5.1. Descripción

4.5.2. Puertos seriales virtuales

4.5.3. El monitor serie


4.6. Señales analógicas

4.6.1. Pines asociados

4.6.2. Conversión analógica-digital

4.6.3. Lecturas analógicas

4.6.4. Resolución

4.6.5. Funciones Map() y Constraint()


4.7. PWM

4.7.1. Definición

4.7.2. Aplicaciones


4.8. Introducción a sensores

4.8.1. Principio de operación

4.8.2. Variables físicas

4.8.3. Fotorresistores

4.8.4. Sensores Infrarrojos

 

PERFIL ACADEMICO DE LOS DOCENTES REQUERIDO PARA IMPARTIR LA ASIGNATURA O UNIDAD DE APRENDIZAJE

  • Ingeniero en Electrónica, Ingeniero en Mecatrónica.

  • Experiencia en el sector industrial de al menos un año desarrollando tareas afines con la asignatura.


Objetivos específicos esperados del docente:

  • El docente enseñara el funcionamiento interno y externo del microcontrolador, desarrollando programas en distintos lenguajes de programación utilizando los recursos del microcontrolador para resolver problemas de la industria.

Skill Level: Beginner