microprocesadores

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA

DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIASFÍSICO MATEMÁTICAS

PROGRAMA SINTÉTICOCARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica

ASIGNATURA: Microprocesadores SEMESTRE: Sexto

OBJETIVO GENERAL:

El alumno diseñará y construirá una microcomputadora basada en un microprocesador moderno, paraaplicaciones de cómputo, control industrial, telecomunicaciones e instrumentación digital.

CONTENIDO SINTÉTICO:

I. Introducción a los Microprocesadores. II. Interfases del Microprocesador.

III. Programación en Lenguaje Ensamblador.IV. Aplicaciones.

METODOLOGÍA:*Estudio y análisis, por parte del alumno, de la información bibliográfica que complemente el material teóricoexpuesto en el aula.*Búsqueda y selección, por parte del alumno, de la información técnica, contenida en manuales, querespalde el funcionamiento de los circuitos integrados, que utilizará en la parte experimental de la materia,bajo la orientación permanente del profesor.* Diseño y construcción por parte del alumno de cada uno de los circuitos contenidos en la guía deprácticas, comprobando su funcionamiento bajo la aprobación del profesor.* Elaboración, por parte del alumno, de los reportes correspondientes a cada una de las prácticas, lascuales, el profesor revisará para su correcta estructuración, en un proceso de retroalimentación permanente.

EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN:

* Tres exámenes parciales y, en su caso, un examen extraordinario para evaluar la parte teórica.* Participación del alumno en el desarrollo de ejercicios propuestos.* Reportes de todas las prácticas realizadas en el laboratorio para evaluar la parte práctica.* Trabajos extra clase realizados.

BIBLIOGRAFÍA:González Vázquez, José Adolfo. “Introducción a los Microcontroladores”; Mc Graw Hill. España, 1992.

Intel Corp., “MCS 51 Microcontroller family user’s manual”; Intel Corporation, U.S.A., February 1994.

Barry B Brey, “Los microprocesadores de INTEL Arquitectura, programación e interfaces”; Prentice HallHispanoamericana, S.A., 838 pp.

J. Ayala, Kenneth. “The 8051 Microcontroller: Arquitecture, Programming and Applications”; West PublishingCompany. USA, 1991.





ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y EléctricaCARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y ElectrónicaOPCIÓN: COORDINACIÓN: Academia de ComputaciónDEPARTAMENTO: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica

ASIGNATURA: MicroprocesadoresSEMESTRE: SextoCLAVE:CRÉDITOS: 7.5VIGENTE: Agosto 2005TIPO DE ASIGNATURA: Teórico-PrácticaMODALIDAD: Escolarizada

TIEMPOS ASIGNADOS

HORAS/SEMANA TEORÍA: 3.0HORAS/SEMANA PRÁCTICA: 1.5

HORAS/SEMESTRE TEORÍA: 54.0HORAS/SEMESTRE PRÁCTICA: 27.0

HORAS/TOTALES: 81.0

PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO

POR: ESIME Culhuacan y ESIME Zacatenco REVISADO POR: Subdirección Académica APROBADO POR: Consejos Técnicos ConsultivosEscolares de la ESIME Culhuacan y ESIME Zacatenco

M. en C. Miguel Ángel Rodríguez ZunoESIME-CULHUACAN

M. en C. Jesús Reyes García.ESIME-ZACATENCO

AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas de

Estudio del Consejo General Consultivo del IPN.





ASIGNATURA: Microprocesadores CLAVE: HOJA: 2 DE 8

FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA

Los sistemas computacionales tienen una relación vital con la industria y están innovándose continuamente a unavelocidad impresionante. Esto ha conducido a la revolución de la información, multiplicando las posibilidades deutilización de los sistemas computacionales dirigiéndose a un progreso sin antecedentes y con ello la responsabilidaddel aprendizaje de la ingeniería de cómputo, que debe reflejar el estado actual del campo, por lo tanto, hay queintroducir los principios que dan forma a la computación siendo indispensable en las opciones de la carrera deIngeniería en Comunicaciones y Electrónica: Computación, Electrónica, Comunicaciones, Control y Acústica.

Los Ingenieros en Comunicaciones y Electrónica deben comprender que hay dentro de un sistema de computo,distinguir el software debajo del programa, el hardware debajo del gabinete de la computadora y la interacción entreellos, obteniendo un marco de comprensión de los fundamentos de la computación. Lo que permite que el estudianteadquiera los conocimientos básicos que constituyen los antecedentes necesarios para cursos más avanzados demicrocontroladores y arquitectura de computadoras a nivel licenciatura y posgrado.

La presente asignatura tiene como asignaturas antecedentes Circuitos Lógicos, Fundamentos de Programación,Mediciones Eléctricas y Dispositivos Electrónicos

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA

El alumno diseñará y programará una microcomputadora basada en el uso de un microprocesador moderno, paraaplicaciones de cómputo, control industrial, telecomunicaciones e instrumentación digital.






No. UNIDAD I NOMBRE: Introducción a los Microprocesadores.

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDADEl alumno identificará los conceptos básicos de los microprocesadores y las microcomputadoras.

No.TEMA

T E M A SHORAS

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

T P EC11.11.1.11.1.21.1.31.1.41.1.51.1.61.1.7

1.21.2.1

1.2.21.2.31.2.41.2.51.2.6

1.31.3.11.3.21.3.3

Introducción a los microprocesadores.Organización básica de un sistema de cómputoDiagrama general de un sistema de cómputo.Unidad Central de Procesamiento (CPU)Circuito de reloj.Memoria.Buses.Interfases de Entrada / Salida.Ejemplos de aplicaciones.

Microprocesadores de 8 y 16 bits.Definición.

Buses.Arquitecturas clásica y paralela (Pipelined).Tecnologías de fabricación.Fabricantes.Evolución y perspectivas a futuro.

Microcontroladores de 8 y 16 bits.Definición.Modo microprocesador (Modo expandido).Evolución y perspectivas a futuro.

Subtotal

1.5

1.0

0.5

3.0

0.5

1.5

1.0

3.0

1B,3B,10C

ESTRATEGIA DIDÁCTICA:Identificación de los conceptos y fundamentos teóricos de los temas de la unidad I, con la guía del profesor,reforzándolos con lecturas complementarias.Participación en la resolución de ejercicios y problemas tipo, seleccionados por el profesor.Realización de trabajos extra clase para comprender conceptos y fundamentos básicos del sistema de cómputo.PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN: Al finalizar la unidad I se tomara en cuenta la participación del alumno en lasolución de ejercicios y búsqueda de información complementaria.El primer examen parcial abarcará la unidad I.






No. UNIDAD II NOMBRE: Interfases del Microprocesador.

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDADEl alumno diseñará y construirá un sistema mínimo que presente una arquitectura y capacidad de procesamientoequivalentes a un microcontrolador de segunda generación en modo expandido.

No.TEMA

T E M A SHORAS

CLAVE BIBLIOGRÁFICAT P EC

22.12.1.12.1.22.1.32.1.4

2.22.2.12.2.22.2.32.2.4

2.32.3.12.3.22.3.32.3.4

2.42.4.12.4.22.4.32.4.42.4.5

Interfases del microprocesador.Características eléctricas del microprocesador.Diagrama de terminales del microprocesador.Niveles de voltaje y factores de carga.Voltaje de alimentación.Circuitos de reloj y reinicio.

Interfase con los dispositivos de memoria.Interfase con la memoria ROM.Ciclos de búsqueda y ejecución.Interfase con la memoria RAM.Ciclos de lectura y escritura en RAM.

Direccionamiento de memoria.Arquitectura Von Newmann.Arquitectura Harvard.Decodificación de memoria.Interfase con bancos de memoria.

Puertos paralelos de entrada / salida.Interfase básica de salida.Interfase básica de entrada.Direccionamiento y mapa de puertos.Decodificación de puertos.Interfase Periférica Programable (PPI).

Subtotal

1.5

3.0

6.0

4.5

15

1.5

3.0

3.0

7.5

1.5

1.5

1.5

1.5

6.0

1B,2B,3B,4B5C,6C,10C

ESTRATEGIA DIDÁCTICA: Identificación de los conceptos y fundamentos teóricos de los temas de la unidad II,con la guía del profesor, reforzándolos con lecturas complementarias.Participación en la resolución de ejercicios y problemas tipo, seleccionados por el profesor.Búsqueda de información técnica, vertida en manuales para llevar a cabo la práctica 1 en el laboratorio con laorientación del profesor.Realización de trabajos extra clase para comprobar en forma preliminar los circuitos que se evaluarán en ellaboratorio.PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN:Al finalizar la unidad II se hará el primer examen departamental y se tomará en cuenta participaciones del alumno.En la fase experimental el alumno realizará la práctica 1, 2, 3, y 4 con sus reportes debidamente estructurados, los

cuales se tomaran en cuenta para la calificación final.





ASIGNATURA:Microprocesadores

CLAVE: HOJA:5

DE8

No. UNIDAD III NOMBRE: Programación en Lenguaje Ensamblador.

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDADEl alumno elaborará programas en lenguaje ensamblador a través de un ambiente integrado de desarrollo, con loscuales resolverá problemas básicos de ingeniería.

No.TEMA

T E M A SHORAS


3

3.13.1.13.1.23.1.33.1.4

3.23.2.13.2.23.2.33.2.43.2.53.2.63.2.73.2.83.2.9

3.33.3.13.3.23.3.33.3.43.3.53.3.6

3.43.4.1

3.4.23.4.4

3.53.5.13.5.23.5.3

Programación en lenguaje ensamblador

Modelo de programación.Registros de Funciones Especiales (SFR)Estado inicial de los registros de la CPUBancos de registros.Registros con bits direccionables.

Modos de direccionamiento.Direccionamiento inmediato.Direccionamiento implícito.Direccionamiento por registro.Direccionamiento directo.Direccionamiento indirecto.Direccionamiento relativo.Direccionamiento absoluto.Direccionamiento indexado.Direccionamiento de la pila.

Conjunto de instrucciones.Instrucciones de transferencia de datos.Instrucciones aritméticas.Instrucciones lógicasInstrucciones de manejo de bits.Instrucciones de flujo de programa.Instrucciones de control del procesador.

Herramientas de desarrollo.Ensamblador.

SimuladorEmulador y terminal

Técnicas para el desarrollo de programas.Diagrama de flujo.Subrutinas.Programación aplicada a la solución de problemasbásicos de ingeniería.

Subtotal

3.0

3.0

3.0

1.5

15.0

25.5

4.5

9.0

13.5

1.5

3.0

3.0

3.0

12.0

22.5

1B, 2B, 4B

5C, 6C, 7C, 8C, 9C

ESTRATEGIA DIDÁCTICA: Identificación de los conceptos y fundamentos teóricos de los temas de la unidad III.Participación en la resolución de ejercicios y problemas tipo, seleccionados por el profesor.Realización de trabajos extra clase para comprobar en forma preliminar los circuitos que se evaluarán en el

laboratorio.PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN: Al finalizar la unidad III se aplicará el segundo examen departamental,tomando en cuenta la participación del alumno.





ASIGNATURA: Microprocesadores CLAVE: HOJA: 6 DE 8 No. UNIDAD IV NOMBRE: Aplicaciones

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDADEl alumno diseñará un proyecto de aplicación que involucre sistemas electrónicos de uso común.

No.TEMA

T E M A SHORAS


44.1

4.1.24.1.34.1.4

4.24.2.14.2.24.2.34.2.44.2.54.2.6

4.34.3.14.3.24.3.34.3.4

4.44.4.14.4.24.4.34.4.4

Temporizadores y contadores.Descripción general del temporizador programable.

Modos de operación de los temporizadores.Descripción del contador programable.Programación.

InterrupcionesAspectos generales y tipos de interrupciónNiveles de prioridad.Proceso de interrupciónFuentes de interrupción externa.Fuentes de interrupción interna.Programación.

Interfase de comunicación serieIntroducción a la norma de comunicación EIA -232DRegistros de control.Modos de operación de la UART.Programación.

Interfaces analógicas.Conversión analógica a digital (A/D)Conversión digital a analógica (D/A)Interfase con un convertidor A/DInterfase con un convertidor D/A.

Subtotal

3.0

3.0

3.0

1.5

10.5

1.5

1.5

1.5

1.5

6.0

3.0

1.5

1.5

1.5

7.5

1B, 2B, 4B5C, 6C., 7C, 8C, 9C

ESTRATEGIA DIDÁCTICA:

Identificación de los conceptos y fundamentos teóricos de los temas de la unidad IV, con la guía del profesor,reforzándolos con lecturas complementarias.Búsqueda de información técnica en manuales para planear las prácticas 8, 9, y 10 en el laboratorio con laorientación del profesor.Realización de trabajos extra clase para comprobar en forma preliminar los circuitos que se evaluarán en ellaboratorio.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN:la unidad VI se evaluará en su aspecto experimental y el alumno deberá haber realizado la última práctica con sureporte debidamente estructurado, la cual se tomará en cuenta para la calificación final.Esta unidad está planeada para dar continuidad al plan de estudios.






RELACIÓN DE PRÁCTICAS

PRACT.No.

NOMBRE DE LA PRÁCTICA UNIDAD DURACIÓN LUGAR DEREALIZACIÓN

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Montaje y prueba del sistemamínimo.

Decodificación de datos,direcciones y memoria externa

Puerto de salida.( Despliegue através de display de 7segmentos)

Puerto de entrada.( Tecladolineal).

Herramientas de desarrollo

Interfase para controlar unmotor a pasos.

Interfase con un tecladomatricial y display de 7segmentos..

Aplicación de los contadores,temporizadores einterrupciones.

Comunicación remota con unamicrocomputadora.

Proyecto final.

T o t a l

II

II

II

II

III

III

III

IV

IV

IV

1.5

3.0

1.5

1.5

4.5

3.0

3.0

3.0

1.5

4.5

27.0

Todas las prácticasse realizarán en ellaboratorio






PERÍODO UNIDAD PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

123

I y IIIIIIV

60% examen escrito + 30% prácticas de laboratorio + 10% participaciones.60% examen escrito + 30% prácticas de laboratorio + 10% participaciones.60% examen escrito + 30% prácticas de laboratorio + 10% participaciones.

La calificación final se obtendrá de promediar las evaluaciones anteriores.

NOTA: En caso de que la calificación final del laboratorio no sea aprobatoria, el alumnono aprobará la asignatura ni tendrá derecho a examen extraordinario.

CLAVE

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

B

X

X

X

X

C

X

X

X

X

X

X

BIBLIOGRAFÍAGonzález Vázquez, José Adolfo. “Introducción a los Microcontroladores”; Mc GrawHill. España, 1992.

Intel Corp., “MCS 51 Microcontroller family user’s manual”; Intel Corporation,U.S.A., February 1994.

Barry B Brey, “Los microprocesadores de INTEL Arquitectura, programación e

interfaces”; Prentice Hall Hispanoamericana, S.A., 838 pp.

J. Ayala, Kenneth. “The 8051 Microcontroller: Arquitecture, Programming andApplications”; West Publishing Company. USA, 1991.

Yeralan, Sencer; Emery, Helen. “Programming and Interfacing the 8051Microcontroller in C and Assembly” Riger Corporation. USA, 2000.

W. Stewart, James. “The 8051 Microcontroller: Hardware, Software and Interfacing”;Prentice Hall. USA, 1992.

MacKenzie, Scott. “The 8051 Microcontroller” 3rd. Edition; Prentice Hall. U.S.A.

Predko, Mike. “Programming and Customizing the 8051 Microcontroller”; Mc GrawHill & TAB Electronics. First edition, USA. 1999.

Axelon, Jan. “The Microcontroller Idea Book: Circuits, Programs & ApplicationsFeaturing the 8052 – Basic Single – Chip Computer”; Ed. Lakeview Research, Firstedition. USA, 1994.

Clements, Alan. “Microprocessor Systems Design. 68000 Hardware, Software andInterfacing”. PWS Publishing Company. 3rd. edition. 1987.





PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA

1. DATOS GENERALES

ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y EléctricaCARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica semestre SextoÁREA: C. BASICAS C, INGENIERÍA D. INGENIERÍA C. SOC. Y HUM.ACADEMIA: Computación ASIGNATURA: MicroprocesadoresESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: Ingeniero en Comunicaciones y Electrónica o carrera afín,

requerido con un nivel mínimo de licenciatura y ampliaexperiencia profesional en el diseño y manejo de proyectos queutilicen microprocesadores y microcontroladores; de

preferencia con especialidad o estudios de posgrado en el áreade Sistemas Digitales y/o Instrumentación Electrónica.

2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA:

El alumno diseñará y programará una microcomputadora basada en el uso de un microprocesadormoderno, para aplicaciones de cómputo, control industrial, telecomunicaciones e instrumentación digital.

3. PERFIL DOCENTE:

CONOCIMIENTOSDominio de los siguientestemas:Circuitos Electró-nicos, Mediciones electró-nicas, Dispositivos Electró-nicos y Circuitos Integra-dos.

EXPERIENCIAPROFESIONAL

Haber trabajado en laindustria o haber realizadoproyectos de aplicación enel área afin o preferente-mente tener estudios demaestría en el área.Se recomienda que elprofesor haya tomado unCurso de FormaciónDocente.

HABILIDADESLas mínimas necesariaspara el profesor son:Manejo de dispositivos ycircuitos integrados digita-les para su montaje entablilla de experimenta-ción. Manejo del equipo demedición electrónica.Manejo de programas decómputo básicos y desimulación.

ACTITUDESLas principales del profesorson:Actitud propositiva y carácterante el grupo. Liderazgo yecuanimidad ante el grupo.Tener sólida ética profesional,ser honesto y tener com-promiso social.

ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ

Ing. José Luis Bravo León Ing. Guillermo Santillán Guevara M. en C. Jesús Reyes García.Ing. Aurelio Gómez Velázquez M. en C. Alberto Paz Gutiérrez M. en C. Miguel Ángel Rodríguez Zuno

PRESIDENTES DE ACADEMIA SUBDIRECTORES ACADÉMICOS DIRECTORES

FECHA: 14 de Diciembre del2004

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