Microprocesadores y microcontroladores_itn
- 1. 1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Microprocesadores y Microcontroladores Carrera: Ingeniería Electrónica Clave de la asignatura: ECC-0428 Horas teoría-horas práctica-créditos 4-2-10 Ing. Eduardo Sánchez Arellano. 2.- HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y Fecha de Observaciones Participantes Elaboración o Revisión (Cambios y Justificación) Instituto Tecnológico de Representante de las Reunión Nacional de Orizaba, del 25 al 29 de academias de ingeniería Evaluación Curricular de la agosto del 2003. electrónica de los Carrera de Ingeniería Institutos Tecnológicos. Electrónica. Institutos Tecnológicos Academias de Ingeniería Análisis y enriquecimiento de de Mérida y Ciudad Electrónica. las propuestas de los Madero, de septiembre a programas diseñados en la noviembre del 2003 reunión nacional de evaluación Instituto Tecnológico de Comité de consolidación Definición de los programas Mexicali, del 23 al 27 de de la carrera de de estudio de la carrera de febrero 2004 Ingeniería Electrónica. Ingeniería Electrónica. 3.- UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA a). Relación con otras asignaturas del plan de estudio Anteriores Posteriores Asignaturas Temas Asignaturas Temas Programación I - Diseño de Algoritmos - Estructura de decisión y control - Lógica secuencial Electrónica Digital síncrona II - Memorias - Unidad Aritmética y Lógica - Unidad de Control.
- 2. b). Aportación de la asignatura al perfil del egresado Le permite: • Diseñar, analizar, adaptar, operar y construir sistemas digitales con microprocesadores y microcontroladores. • Crear, innovar, y adaptar tecnología en el ámbito de la ingeniería electrónica digital • Desarrollar, dirigir y participar en proyectos de investigación y desarrollo tecnológico en el área de la electrónica digital. 4.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO El alumno adquirirá los conocimientos básicos acerca de los microcontroladores y microprocesadores 5.- TEMARIO Ing. Eduardo Sánchez Arellano. Unidad Temas Subtemas 1 Microprocesadores 1.1 Introducción a los microprocesadores 1.1.1 Definición del microprocesador 1.1.2 Diferencia entre el microprocesador y microcontrolador 1.1.3 Tipos de microprocesador según su velocidad y ancho de palabra 1.2 Arquitectura del microprocesador 1.2.1 A través de diagrama a bloques 1.2.2 Arquitectura externa del microprocesador (terminales) 1.3 Conexión del microprocesador con dispositivos de: 1.3.1 Memoria 1.3.2 Periféricos 1.3.2.1 De interfase programable (8255) 1.3.2.2 Interrupciones programables(8259) 1.3.2.3 De comunicación serial 1.4 Lenguaje ensamblador del microprocesador 1.4.1 Registros 1.4.2 Declaración de segmentos 1.4.3 Modos de direccionamiento 1.4.4 Control de dispositivos de entrada/salida 1.4.5 Conjunto de instrucciones 1.4.6 Esqueleto de un programa 1.4.7 Uso de procedimientos
- 3. 5.- TEMARIO Ing. Eduardo Sánchez Arellano. Unidad Temas Subtemas 2 Microcontroladores 2.1 Arquitectura del microcontrolador 2.1.1 Arquitectura interna del microcontrolador (vaun neuman, harvard), diagrama a bloques 2.1.2 Arquitectura externa del microcontrolador, terminales 2.1.3 Circuito de reloj para el microcontrolador 2.1.3.1 Tipos de Circuitos generadores de reloj 2.1.3.2 Modos de eliminación de ruido en la señal de reloj 2.1.4 Distribución de memoria 2.1.5 Distribución de puertos de entrada/ salida 2.2 Modelo de programación para el microcontrolador 2.2.1 Modos de direccionamiento 2.2.2 Transferencia de información 2.2.3 Operaciones aritméticas 2.2.4 Operaciones lógicas 2.2.5 Control de flujo de programa 2.2.5.1 Salto incondicionado 2.2.5.2 Salto condicionado 2.2.5.3 Subrutinas 2.2.5.4 interrupciones 2.2.6 Temporizadores 2.2.6.1 Base de tiempo 2.2.6.2 Contadores 2.2.7 Dispositivos de entrada–salida 2.2.7.1 Configuración comunicación paralela 2.2.7.2 Configuración para comunicación serial 2.2.8 Configuración del convertidor A/D, D/A 2.2.8.1 modos de operación 2.2.8.2 aplicaciones 3 Circuitos de soporte 3.1 Extensión de memoria 3.2 Extensión de puertos 3.2.1 Paralelo 3.2.2 Serial 3.3 Proyecto de aplicación
- 4. 6.- APRENDIZAJES REQUERIDOS • Sistemas numéricos y códigos, • Álgebra booleana, • compuertas y familias lógicas, • lógica Combinacional, • lógica secuencial, • Memorias, Unidad Aritmética y Lógica y Unidad de Control. 7.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS • Estimular al alumno al desarrollo de su pensamiento lógico y creativo • Propiciar la investigación mediante la búsqueda y selección de los temas del curso • Diseñar prácticas para que el alumno las desarrolle en el laboratorio y solicitar el informe correspondiente • Estimular la participación en clase • Fomentar el uso de software en el diseño de sistemas digitales • Promover la solución de problemas referentes con temas vistos en clase • Estimular la formación de comunidades de aprendizaje (trabajo en equipo) • Fomentar en la academia la generación de proyectos integrales de las materias de Electrónica digital I, II y microprocesadores y microcontroladores, finalizando en esta ultima. • Coordinar la elaboración de proyectos • Fomentar en la academia el uso de la misma familia lógica para el diseño de practicas y proyectos 8.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN • Revisar los reportes y actividades realizadas en el laboratorio de acuerdo con un formato previamente establecido1 • Aplicar exámenes escritos considerando que no sean el factor decisivo para la acreditación del curso • Considerar la participación en las actividades programadas en la materia: o Participación en clase o Cumplimiento de tares y ejercicios o Exposición de temas o Asistencia o Paneles o Participación en congresos o concursos • Propiciar la realimentación continua de los temas vistos • Considerar el desempeño integral del alumno • Revisar el avance y conclusión del proyecto
- 5. 9.- UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1. Microprocesadores Objetivo Fuentes de Actividades de Aprendizaje Educacional Información El alumno realizara 1.1 Buscar y seleccionar información aplicaciones con general de microprocesadores sistema mínimo de los 1.2 Aplicar lenguaje ensamblador del 1, 3 microprocesadores microprocesador utilizando un sistema mínimo 4, 5 1.3 Realizar un sistema mínimo con un microprocesador. 6, 8, 9 1.4 Realizar prácticas demostrativas de los periféricos y del microprocesador con el sistema mínimo. Unidad 2. Microcontroladores Objetivo Fuentes de Actividades de Aprendizaje Educacional Información El alumno aplicara 2.1 Buscar y seleccionar información microcontroladores general de microcontroladores 6, 7 en la solución de 2.2 Realizar practicas ilustrativas de los problemas reales diferentes puertos existentes en el 8, 10 microcontrolador en sus diferentes modos. Unidad 3. Circuitos de soporte Objetivo Fuentes de Actividades de Aprendizaje Educacional Información El alumno obtendrá 3.1 Buscar y seleccionar información los conocimientos general de circuitos de soporte teóricos y prácticos 3.2 Programar periféricos 1, 2 para expandir las 3.3 Realizar practicas donde se expandan 3, 4 condiciones físicas del las condiciones de memoria y de 5, 6 microcontrolador periféricos de entrada salida del 7, 8 microcontrolador a utilizar 9, 10 3.4 Concluir el proyecto integral iniciado en la materia de electrónica digital I
- 6. 10. FUENTES DE INFORMACIÓN 1. Barry B. Brey Los microprocesadores intel Ed. Prentince may, 4ª edición 2. William H. Murrai & Chris H Pappas 80386/80286 programación en lenguaje ensamblador Ed. Mc. Graw Hill, 2000 3. Peripheral components Intel, 2003 4. Microprocessors Intel, 2003 5. Lewis C. Eggebrecht Interfacing to the personal computer thirth edition 6. Microcontroladores Intel, 2002 7. E. Martín Cuenca Microcontroladores PIC, la solucion de un chip. Ed. PARANINFO 8. José Ma. Angulo Microcontroladores pic, Diseño práctico de aplicaciones. Edit. Mc. Graw Hill 9. www.intel.com 10. www.microchip.com
- 7. 11. PRÁCTICAS • Usar al microprocesador, sin periférico, únicamente el generador de reloj, y simular la acción del microprocesador ejecutando instrucciones paso a paso. • Realizar prácticas ilustrativas del periférico de entrada salida paralelo, en modo 1 y modo 2, transmitiendo y recibiendo información de una PC. • Transmitir información paralela del microcontrolador, hacia una PC. • Transmitir información serial del microcontrolador, hacia una PC. • Comunicar al microcontrolador y al sistema mínimo con microprocesador, transmitiendo y recibiendo información de uno a otro. • Usar al microcontrolador para: o Conectar un teclado matricial o Conectar un display o Conectar sensores y medidores
- 8. CRITERIOS DE EVALUACIÓN TAREAS Y PRÁCTICAS: ♦ Debe de ser entregada en la fecha y hora fijada o no será valida. ♦ Debe contener el objetivo, desarrollo, diagramas de flujo, esquemáticos, resultados y conclusiones. ♦ Debe funcionar de acuerdo al Objetivo. EXÁMENES: ♦ Si no se entrega el 100% de las tareas y las practicas no se tendrá derecho a examen. Exámenes: 50% Tareas Y Prácticas: 40% Asistencia 10% Ø CALIFICACIÓN FINAL Exámenes Y Prácticas: 70% Proyecto Final: 30% CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO FINAL ♦ Que utilice los puertos de Entrada y Salida para comunicarse con los periféricos como teclado y pantalla. ♦ Que utilice Interrupciones, Timer/Counter, Convertidores Analógico Digital y/o Digital Analógico. ALGUNOS PROYECTOS PROPUESTOS 1. Un reloj Programable de tiempo real. 2. Comunicación entre 2 Microcontroladores para control o Un micro con una computadora. 3. Prueba de un tablero electrónico. 4. Control de algún proceso. COMPONENTES Y MATERIAL A UTILIZAR PARA MICROPROCESADORES Un microcontrolador Intel 8031 ó 8751 ó Atmel 89C51 $ 40.00 Una Memoria EEPROM 2816 $ 40.00 Un LCD Paralelo. 16x2 $ 125.00 Un DAC 1408 $ 25.00 Un Convertidor Analógico Digital ADC0804 $ 25.00 Un decodificador de teclado 74C922 ó 74C923 $ 92.00 Un 8255 $ 42.00 Un Latch 74LS373 $ 6.00 Una Compuerta NAND 74LS00 $ 6.00 Un cristal de 4 MHz a 20 Mhz ó Resonador Cerámico de la misma frecuencia. $ 15.00 Un teclado Matricial. Un Sensor de temperatura LM35 $ 25.00 Dos capacitores de 22 pF si utiliza cristal. Un Microcontrolador PIC 16F876 o 16F877 20Mhz $ 100.00 Una memoria Microchip 24C01 $ 15.00 Un IC MAX232 $ 30.00 2 IC LTC485 Un Real Time clock PCF8583 Un Termometro Digital DS1820 ó ING. EDUARDO SÁNCHEZ ARELLANO. 3