Download FORMATO DE CARTA DESCRIPTIVA POR COMPETENCIAS

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA
COORDINACIÓN DE FORMACIÓN BÁSICA Y PROFESIONAL
PROGRAMA DE ASIGNATURA POR COMPETENCIAS
I.- DATOS DE IDENTIFICACIÓN
Facultad de Ingeniería Ensenada, Facultad de Ingeniería Mexicali, Facultad de Ciencias
Químicas e Ingeniería Tijuana,
1. Unidad Académica:
2. Programa(s) de estudio: (Técnico, Licenciatura):
4. Nombre de la asignatura:
6. HC:
4
3. Vigencia del plan:
Circuitos Digitales III
HL:
7. Ciclo escolar:
Ingeniería en Electrónica
2
HT:
7mo período
9. Carácter de la asignatura:
HPC:
5. Clave:
HCL:
HE:
8. Etapa de formación a la que pertenece:
Obligatoria:
XXXXXXXX
2003-1
5324
4
CR:
10
Disciplinaria
Optativa:
10. Requisitos para cursar la asignatura:
Formuló:
Fecha:
M.C. Jorge Edson Loya Hernández
M.C. Martha Isela Garduño Mota
Vo. Bo.
M.C. Rubén Guillermo Sepúlveda Marqués
Junio 2007
Cargo:
Subdirector de la Facultad
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II. PROPÓSITO GENERAL DEL CURSO
El curso de Circuitos Digitales III proporciona los conocimientos para manipular los elementos de un microcontrolador y analizar su
funcionamiento. Estos conocimientos se orientan a la creación e implantación de programas y a la utilización de los periféricos para
resolver problemas de monitoreo y control.
Este curso ofrece herramientas de apoyo para unidades de aprendizaje integradoras de las áreas de Sistemas Digitales,
Comunicaciones e Instrumentación y Control, en las que los sistemas empotrados juegan un rol fundamental. Además, otorga la
visión general al ingeniero en electrónica para diseñar, evaluar y seleccionar sistemas electrónicos de mediana / alta complejidad en
la consolidación de su quehacer profesional.
III. COMPETENCIA(S) DEL CURSO
Aplicar los elementos de un sistema basado en microcontrolador; a través de la abstracción y programación en bajo y alto nivel para
proponer y aplicar soluciones eficientes a diversos problemas de monitoreo y control de manera responsable, creativa, con un alto
sentido de trabajo en equipo y bajo un ambiente de tolerancia y respeto hacia sus compañeros y a su medio.
IV. EVIDENCIA(S) DE DESEMPEÑO
Realización de aplicaciones de un proyecto donde se apliquen los periféricos del microcontrolador para comprobar su operación;
elaboración del reporte del proyecto. Se deberán entregar avances periódicos que se hayan programado durante las primeras dos
semanas de iniciado el semestre.
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V. DESARROLLO POR UNIDADES
COMPETENCIA
Identificar y distinguir los elementos más importantes de un sistema basado en microcontrolador e interpretar algunas de las
especificaciones generales de un dispositivo.
CONTENIDO
I.- INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS BASADOS EN MICROCONTROLADOR
DURACIÓN
2 horas
I.1.- Introducción.
I.2.- Organización de sistemas basados en microcontrolador.
I.3.- Unidad central de procesamiento (CPU).
I.4.- Mapa de memoria y localidades de memoria.
I.5.- Memoria de programa.
I.6.- Memoria de datos.
I.7.- Elementos de entrada / salida y de función especial.
I.8.- Hardware, software y firmware.
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V. DESARROLLO POR UNIDADES
COMPETENCIA
Descifrar la arquitectura interna del dispositivo y examinar algunas consideraciones generales para su correcta operación.
CONTENIDO
II.- MODELO DE PROGRAMACIÓN, TERMINALES Y CONSIDERACIONES GENERALES DE
FUNCIONAMIENTO
DURACIÓN
8 horas
II.1.- Características generales del microcontrolador.
II.2.- Registros del CPU .
II.3.- Localidades de inicio y fin de la memoria de programa y de la memoria de datos.
II.4.- Terminales del dispositivo y funciones.
II.5.- Señal de reloj del sistema, características y requisitos.
II.6.- Circuito generador de la señal de reloj.
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V. DESARROLLO POR UNIDADES
COMPETENCIA
Interpretar el conjunto de instrucciones, combinarlas para crear programas y verificarlas a través de la simulación y la programación
del dispositivo.
CONTENIDO
III.- CONJUNTO DE INSTRUCCIONES Y PROGRAMACIÓN DEL MICROCONTROLADOR
DURACIÓN
8 horas
III.1.- Instrucciones aritméticas, lógicas, de transferencia y de manipulación de bits.
III.2.- Modos de direccionamiento y sintaxis de instrucciones.
III.3.- Equivalente hexadecimal de instrucciones y operandos; códigos de operación.
III.5.- Etiquetas, directivas y operadores.
III.6.- Subrutinas, macros y funciones.
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V. DESARROLLO POR UNIDADES
COMPETENCIA
Analizar las características físicas y lógicas de los puertos de entrada / salida y construir programas para verificar su operación a
través de la simulación e implantación de los mismos en el dispositivo.
CONTENIDO
IV.- PUERTOS DE ENTRADA / SALIDA.
DURACIÓN
8 horas
IV.1.- Distribución de terminales de los puertos.
IV.2.- Registros para configuración de los puertos y localidades relacionadas.
IV.3.- Registros para manipulación de puertos y localidades relacionadas.
IV.4.- Instrucciones para envío, recepción y manipulación de información a través de los puertos.
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V. DESARROLLO POR UNIDADES
COMPETENCIA
Examinar el esquema de interrupciones, mediante el diseño de rutinas de servicio de interrupción para administrar en forma eficiente
la atención y diferentes periféricos.
CONTENIDO
V.- INTERRUPCIONES
DURACIÓN
8 horas
V.1.- Esquema de interrogación y esquema de interrupción.
V.2.- Ocurrencia y latencia de las interrupciones.
V.3.- Vector de interrupción.
V.4.- Rutina de servicio de interrupción y retorno de rutina de interrupción.
V.6.- Interrupciones externas.
V.7.- Instrucciones para habilitación, deshabilitación de las interrupciones.
V.8.- Registros para configuración y manipulación de la interrupción externa y localidades relacionadas.
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V. DESARROLLO POR UNIDADES
COMPETENCIA
Examinar las características del convertidor analógico a digital y construir programas para verificar su operación a través de la
simulación e implantación de los mismos en el dispositivo.
CONTENIDO
VI.- CONVERTIDOR ANALÓGICO A DIGITAL.
DURACIÓN
8 horas
VI.1.- Resolución y tamaño de paso.
VI.2.- Referencias de voltaje para el módulo ADC.
VI.3.- Frecuencia de operación, muestreo y tiempo conversión.
VI.4.- Registros para configuración del ADC.
VI.5.- Registro de conversión del ADC.
VI.6.- Registros para configuración y manipulación de interrupciones del ADC y localidades relacionadas.
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V. DESARROLLO POR UNIDADES
COMPETENCIA
Examinar las características del puerto serie y construir programas para verificar su operación a través de la simulación e
implantación de los mismos en el dispositivo.
CONTENIDO
VII.- TEMPORIZADORES.
DURACIÓN
8 horas
VII.1.- Señal de reloj de referencia para los temporizadores.
VII.2.- Prescaler.
VII.3.- Registros para configuración y manipulación de los temporizadores y localidades.
VII.4.- Operación como generador de señales y de bases de tiempo.
VII.5.- Operación como Output-Compare.
VII.6.- Operación como Input-Capture.
VII.7.- Operación como PWM.
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V. DESARROLLO POR UNIDADES
COMPETENCIA
Examinar las características de los temporizadores y construir programas para verificar su operación a través de la simulación e
implantación de los mismos en el dispositivo.
CONTENIDO
VIII.- INTERFAZ DE COMUNICACIÓN SERIE.
DURACIÓN
8 horas
VIII.1.- Introducción a la comunicación serie.
VIII.2.- Señal de reloj de referencia para el puerto serie.
VIII.3.- Registros para configuración y manipulación del puerto serie
VIII.4.- Baud rate, tasa de transmisión, banderas de error.
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V. DESARROLLO POR UNIDADES
COMPETENCIA
Distinguir las características complementarias del dispositivo, estudiar y discutir sus posibles escenarios de aplicación.
CONTENIDO
IX.- CARACTERÍSTICAS ADICIONALES DEL MICROCONTROLADOR
DURACIÓN
6 horas
IX.1.- Watchdog timer, características y registros para configuración y uso.
IX.2.- Modos de ahorro de energía o de protección por bajo voltaje.
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VI. ESTRUCTURA DE LAS PRÁCTICAS
No. de
Práctica
1
2
3
4
5
6
7
8
Competencia(s)
Descripción
Descubrir el papel del ambiente de desarrollo, Crear un proyecto en CodeWarrior,
mediante la edición, ensamble y simulación de introducir un programa en ASM / C,
un programa.
simularlo y depurarlo.
Construir un programa en CodeWarrior
Identificar el funcionamiento de los registros
con una tarea sencilla (conversión entre
internos del CPU y de las localidades de
sistemas numéricos, movimiento de
memoria a través de la programación en alto y
localidades de memoria, ordenación de
bajo nivel.
datos, etc).
Manipular los puertos de entrada / salida para
Construir un programa en CodeWarrior
realizar operaciones de lectura / escritura a
para realizar una tarea de monitoreo y
través de la configuración de los registros
toma de decisión (leer estado de
correspondientes.
entradas y generar salidas).
Implementar el esquema de interrupciones a
Construir un programa en CodeWarrior
través del uso de la interrupción externa a
para realizar una tarea en respuesta a
través de la configuración de los registros
una petición de interrupción de algún
correspondientes.
elemento externo al sistema.
Manipular el convertidor analógico a digital para
Construir un programa en CodeWarrior
realizar lecturas de voltajes analógicos a través
para desarrollar una tarea de conversión
de la configuración de los registros
de voltaje analógico.
correspondientes.
Generar bases de tiempo, señales periódicas,
Construir un programa en CodeWarrior
pulsos y señales moduladas por ancho de pulso para contar tiempo, generar señales
a través de la configuración de los registros
cuadradas, señales PWM y pulsos
correspondientes de los temporizadores.
positivos / negativos.
Construir un programa para intercambiar
Implementar un esquema de intercambio de
datos (caracteres ASCII) entre el puerto
información en serie a través de la configuración
serie del microcontrolador y una
de los registros correspondientes.
computadora.
Construir un programa para poner en
Revisar las características adicionales para
funcionamiento el watchdog, el modo de
incrementarla versatilidad de un sistema
bajo consumo de energía y el modo
electrónico basado en microcontrolador.
STOP.
Material de
Apoyo
Duración
2 horas
Tarjeta de desarrollo
DEMOQE128.
Computadora personal con
CodeWarrior.
Manual de referencia del
microcontrolador.
Conjunto de instrucciones
del microcontrolador.
(en algunas prácticas,
dependiendo el proyecto
final asignado, la actividad
estará orientada a trabajar
en conjunto con
componentes electrónicos
adicionales:
acelerómetros, sensores
de temperatura, LCD,
sensores ultrasónicos,
relojes de tiempo real,
módulos de comunicación
inalámbrica, etc).
2 horas
4 horas
4 horas
4 horas
4 horas
4 horas
4 horas
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VII. METODOLOGÍA DE TRABAJO

La relación entre los participantes es fundamental para el logro de la competencia: cada uno propiciará un ambiente de
confianza y respeto.

En todo momento, es altamente recomendable que el instructor ubique los conocimientos adquiridos en escenarios de otras
disciplinas, para que el alumno pueda ir construyendo su aprendizaje en contexto.

La corresponsabilidad de los participantes es fundamental para alcanzar la competencia; se espera la participación proactiva
del alumno a cada una de las actividades diseñadas por el profesor.

Exposición de temas con apoyo de material audiovisual.

Explicación de ejemplos y resolución de algunos ejercicios en salón y extra-clase.

Lectura de artículos de revistas, páginas electrónicas para contestar cuestionario.

Realización de prácticas en laboratorio y elaboración de reporte correspondiente.

Utilización de plataforma electrónica para intercambio de información (Yahoo!Groups / BlackBoard).

Elaboración de anteproyecto, proyecto final y reporte. El proyecto final consiste en una aplicación de mediana complejidad del
sistema basado en microcontrolador.

Asistencia a evento académico (muestra de ingeniería, conferencia, seminario de ciencia y tecnología).
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VIII. CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Acreditación
Para acreditar la unidad de aprendizaje se requiere:
 Entregar por lo menos 70% de ejercicios y tareas.
 No deber más de una práctica de laboratorio.
 Realizar y entregar el proyecto final.
 Realizar la totalidad de los exámenes parciales.
 Obtener calificación aprobatoria en el examen departamental.
Para tener derecho al examen ordinario y al examen extraordinario es requisito cursar la unidad de aprendizaje de acuerdo al
Estatuto Escolar y cumplir con los requisitos de asistencia indicados en el mismo.
Calificación
Examen parcial 1
Examen parcial 2
Prácticas de laboratorio
Proyecto Final
Ejercicios y tareas
20%
20%
30%
20%
10%
Evaluación
Se desarrollará por medio de exámenes teóricos, ejercicios desarrollados en el salón y extra-clase (en blackboard), además de
prácticas de laboratorio con reporte y proyecto final con reporte para demostrar el logro de la competencia.
 Para exentar el examen ordinario, se requiere una calificación acumulada de 75 o superior, además de haber aprobado
ambos exámenes parciales.
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IX. BIBLIOGRAFÍA
Básica
Complementaria
HCS08 Familiy Reference Manual Rev. 2
68HC08 Application Notes
Número de documento HCS08RMv1/D
Sitio web de Freescale Semiconductor
Mayo 2007
Freescale Semiconductor
Understanding small microcontrollers
Motorola, Inc., 1998
MC9S08QE128 Reference Manual Rev. 2
Número de documento MC9S08QE128RM
Junio 2007
Artículos de revistas Circuit Cellar, The magazine for
computer applications
Freescale Semiconductor
Volúmenes varios
ISSN 1528-0608
HCS08 unleashed. Designer´s guide to the HCS08
Microcontrollers
Introducción a los sistemas de microcomputadora embebidos
Fábio Pereira
Jonathan Valvano
BookSurge Publishing, 2008
Thomson, 2004
ISBN 978-1-4196-8592-7
ISBN 970-686-316-8
Programming embedded systems in C and C++
Michael Barr
O´Reilly, 1999
ISBN 1565923545
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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA
DIRECCIÓN GENERAL DE ASUNTOS ACADÉMICOS
PLAN DE CLASE POR UNIDAD
COMPETENCIA DE LA UNIDAD:
PROBLEMA GUIA:
CONTENIDO
HABILIDADES Y
VALORES
ESTRATEGIA
DIDÁCTICA
MATERIAL DE
APOYO
AVANCEY/O
CRITERIOS DE
EVALUACION
TIEMPO
OBSERVACIONES:
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