Micro-Controladores (11686)
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1. los registros correspondientes puerto serie RS 232 Convertidor USB RS 232 e MAX232 MAX233 MAX3332 Vil METODOLOGIA DE TRABAJO A continuaci n se describe la metodolog a de trabajo para el desarrollo de la materia durante el semestre Exposici n oral del docente de los conceptos fundamentales empleando elementos audiovisuales se recomienda el uso de software para simulaci n en el aula Soluci n a ejercicios de casos pr cticos frente a grupo con la participaci n de los alumnos asumiendo el profesor el rol de gu a Soluci n a ejercicios de manera individual y por equipos Subtemas no tratados con la profundidad requerida en la exposici n del docente se aplicar n como trabajos de investigaci n para el alumno Exposiciones de temas relacionados y seleccionados por los alumnos Se realizar n pr cticas de laboratorio de los temas incluidos en clase para la comprobaci n de los conceptos b sicos y la soluci n a problemas pr cticos VIII CRITERIOS DE EVALUACI N Examen parcial por unidad Entrega de un cuestionario previo por unidad que incluye la investigaci n de conceptos y la soluci n a problemas pr cticos Elaboraci n de un trabajo final que incluya el dise o construcci n y reporte de operaci n de un instrumento que solucione un problema t cnico y emplee los elementos tratados en el curso Acreditaci n de las pr cticas de laboratorio asistencia elaboraci n y reporte Se recomi2. 2 base 16 operaciones aritm ticas y l gicas en e Lectura Introducci n a los binario hexadecimal sistemas de Activar conocimientos previos para clasificar conceptos mero computadora l 7 A E e 5 embebidos Jonathan 2 importantes del estudio de un microcontrolador a trav s de P ster Qu es un microcontrolador ete de f a Valvano Ed Thomson un ejercicio de repaso con creatividad y trabajo de equipo f e Revistas de tecnolog a e Tijeras pegamento 1 5 horas rotafolios Audio video El microprocesador 05h 4004 e Computadora ca n Snoras bocinas e Ejercicio Diferencias entre Diferencia entre microprocesador y uP y uC 0 5 hora IO microcontrolador Distinguir las diferencias entre un microprocesador y un 3 microcontrolador a traves de una comparaci n e Modelo del escarabajo simplificada para se alar las caracter sticas m s para mapa conceptual importantes de sus arquitecturas con orden y disciplina Arquitectura Harvard y arquitectura e Mare alde consulta Von Neumann mapa conceptual Harvard vs Von 1 5 horas Neumanr Ley de Moore cuestionario en e Art culo Ley de Moore BlackBoard datos curiosos sobre Ley 1 hora de Moore Calcular diferentes capacidades de almacenamiento a 4 trav s del uso de los prefijos binarios para representar Lectura guiada e Tablas de organizaci n y 1 hora correctamente tama os de memoria en forma organizada Bits y bytes kbits y kbytes
3. Mbits y capacidades de memorias Mbytes C lculo de la capacidad de e Hojas de datos de distintas 1 hora almacenamiento de una memoria memorias paralelo VI ESTRUCTURA DE LAS PR CTICAS TALLER eee Competencia s Descripcion Material de Apoyo Duracion soil aa bisd e Lectura Buses en un sistema Mencionar las diferencias entre los distintos buses oe IP SUS aE SUS GE computarizado 5 de acuerdo con la arquitectura del microcontrolador Ar ulteciura a varouitectura Von e Material de consulta Harvard 3 horas empleada a trav s de las caracter sticas ee y arq vs Von Neumann i principales gon tolgrangia Arquitectura CISC y arquitectura RISC ss a de consulta RISC y e Sopa de letras con 20 instrucciones por cada 0 5 hora Introducci n al conjunto de instrucciones alumno Practicar el uso de mnem nicos de acuerdo con el eepade leas f ae ed PoR coN 6 conjunto de instrucciones del microcontrolador K P A eras d 0 5 hora para comenzar a construir programas con a asignagas a i creatividad y organizaci n A aes Instrucciones e Tablero de Scrabble Fichas Scrabble ASM de Scrabble lista con instrucciones del 2 horas microcontrolador Distinguir la opeaci n de las banderas con apego a la documentaci n t cnica para obtener e Ejercicio con numeros con i informac
4. PU y de las localidades de memoria i e Compuertas l gicas AND 4 horas de programas OR Resistores LEDs Pinzas tablilla de experimentaci n cable e Fuente de alimentaci n generador de frecuencia analizador l gico para escribir programas en bajo nivel con abstracci n y actitud anal tica VI ESTRUCTURA DE LAS PR CTICAS LABORATORIO A ORT RARA RA ETE Pr ctica Competencia s Descripci n Material de Apoyo Duraci n Manipular los puertos de entrada salida para Conexi n de un puente H motor e Documentaci n de la tarjeta de realizar operaciones de lectura escritura a trav s de CD a los puertos de salida del desarollo el procesadora Komaan 4 de la configuraci n de los registros correspondientes microronmolador y conexi n de unit Tajeta de desarrollo Son Cable nee 4 horas Si conjunto de interruptores a los e Computadora con ambiente de en forma l gica y ordenada puertos de entrada para manipular desarrollo el arranque giro y paro del motor e Puente H y motor de CD Generar un tren de pulsos para e Documentaci n de la tarjeta de l Emplear los m dulos de temporizadores para controlar un servomotor desarrollo y el procesador a estudiar construir bases de tiempo se ales peri dicas Generar una se al PWM para e Tarjeta de desarrollo con cable USB 5 pulsos y se ales moduladas por ancho de pulso regular la intensida
5. UNIVERSIDAD AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIA COORDINACI N DE FORMACI N B SICA COORDINACI N DE FORMACI N PROFESIONAL Y VINCULACI N UNIVERSITARIA PROGRAMA DE UNIDAD DE APRENDIZAJE HOMOLOGADO I DATOS DE IDENTIFICACI N Centro de Ingenier a y Tecnolog a Valle de las Palmas 1 Unidad acad mica Facultad de Ciencias Qu micas e Ingenier a Tijuana s Facultad de Ingenier a Arquitectura y Dise o Ensenada Facultad de Ingenier a Mexicali 2 Programa s de estudio T cnico Ingeniero en Electr nica 3 Vigencia del plan Licenciatura s 2009 2 Nombre de la Asignatura Clave 11686 Microcontroladores T Ciclo escolar 5to periodo 8 Etapa de formaci n a la que pertenece Disciplinaria ors 9 Caracter de la unidad de aprendizaje Obligatoria X Optativa 10 Requisitos para cursar la unidad de aprendizaje 11680 Dise o Digital Firmas Homologadas Fecha de elaboraci n 24 de Mayo de 2013 Formul M 1 Murillo Bracamontes Eduardo Antonio M C Jorge Edson Loya Hernandez Vo Bo Dr Daniel Hern ndez Balbuena Cargo Subdirector Facultad de Ingenier a Mexicali Vo Bo Q Noem Hern ndez Hern ndez Cargo Subdirectora Facultad de Ciencias Qu micas e Ingenier a Tijuana Vo Bo M I Joel Melchor Ojeda Ruiz Cargo Subdirector Facultad de Ingenier a Arquitectura y Dise o Ensenada Vo Bo M C Patricia Avitia Carlos Cargo Subdirectora Centro de Ingenier a y Tecnolog a Valle
6. convertidor A D del microcontrolador empleado en el curso 3 2 4 Configuraci n del puerto serie as ncrono UART del microcontrolador empleado en el curso 3 2 5 Configuraci n del modulo de PWM del microcontrolador empleado en el curso 3 2 Interrupciones del microcontrolador 3 2 1 Tipos de interrupciones 3 2 2 Los vectores de interrupci n 3 2 3 Las acciones del MCU al responder en una interrupci n 3 2 4 Caracter sticas de la rutina manejadora de interrupci n 3 2 5 Las interrupciones externas 3 2 6 Caracter sticas y configuraci n 3 2 7 Programaci n y uso 3 2 8 Fuentes internas de interrupciones timers ADC SPI PWM UART etc 3 2 9 Desarrollo de una interfaz de usuario para interacci n con la aplicaci n Utilizaci n de teclado y pantalla de despliegue 3 2 10 Utilizaci n del sistema de vigilancia watch dog del microcontrolador empleado en el curso V DESARROLLO POR UNIDADES Competencia Realizar una aplicaci n o instrumento basado en microcontrolador que interact e con una interfaz de usuario para resuelva una necesidad espec fica de monitoreo adquisici n de datos o de control y se elabore su correspondiente manual de usuario de una manera l gica eficiente y ordenada CONTENIDO Duraci n HC 8 HT 12 HL 8 IV Desarrollo de una aplicaci n de Instrumentaci n y o Control mediante el microcontrolador empleado en el curso 4 1 Pruebas y calibraci n de los componentes de hardware requeridos por la aplicac
7. d de un LED e Computadora con ambiente de A hoas con apego a la documentaci n t cnica del generar una se al audible en un desarrollo microcontrolador y a trav s de la configuraci n de buzzer e Servomotor los registros correspondientes a dichos m dulos Medir el per odo de una se al de e LED buzzer entrada e Sensor de color potencia luminosa e Documentaci n de la tarjeta de Adquirir codificar y almacenar desarrollo y el procesador a estudiar Emplear el convertidor anal gico a digital para muestras de una se al anal gica Tarjeta de desarrollo con cable USB traducir un voltaje externo al microcontrolador en un Convertir la magnitud de la se al a Computadora con ambiente de 6 ue hie 4 horas c digo digital con base en el uso correcto de los un formato desplegable en desarrollo registros del perif rico en forma clara y ordenada dispositivo de visualizaci n 7 e Sensor aceler metro segmentos LCD e Sensor de temperatura e Dispositivo de 7 segmentos LCD e Documentaci n de la tarjeta de f Realizar la comunicaci n desarrollo y el procesador a estudiar intercambiar tramas de datos entre dos sistemas icrocontrolador microcontrolador Tarjeta de desarrollo con cable USB ani microcontrolador computadora e Computadora con ambiente de 7 electr nicos de acuerdo con el protocolo de E 4 horas comunicaci n as ncrono RS 232 y a trav s de la ee A oa com nicadi n inal mbrica configuraci n de
8. de las Palmas Tijuana Il PROP SITO GENERAL DEL CURSO El curso de Microcontroladores brinda las habilidades requeridas para el manejo programaci n secuencia de configuraci n e implantaci n de aplicaciones basadas en microcontrolador mediante la configuraci n de los registros asociados a cada perif rico y a trav s de la construcci n de programas en bajo y alto nivel Este curso ofrece los conocimientos fundamentales para posteriores unidades de aprendizaje integradoras de la etapa disciplinaria Comunicaciones Electr nica de Potencia Metrolog a e Instrumentaci n y unidades de aprendizaje integradoras de la etapa terminal Taller de Operaci n y Mantenimiento Adem s proporciona herramientas para que el alumno curse las asignaturas optativas terminales del rea de Sistemas Digitales Dise o Digital de Alta Escala Integraci n de Sistemas Empotrados Sistemas de Microprocesadores y Sistemas Empotrados Ill COMPETENCIA S DEL CURSO Comprender la estructura interna de los microcontroladores m s comerciales para su correcta utilizaci n manejo de perif ricos para la lectura de se ales f sicas y establecer comunicaci n de datos relevantes de la aplicaci n Dise ar sistemas basados en microcontroladores que desarrollen tareas de monitoreo adquisici n de datos y de control con ptimo uso de recursos en forma ordenada disciplinada y eficiente IV EVIDENCIA S DE DESEMPE O Realizar programas para apl
9. del software de programaci n en C para desarrollo y depuraci n asociado con el microcontrolador empleado en el curso 2 2 2 Configuraci n de Intervalos de memoria para colocaci n de c digo y datos apuntador de pila stack pointer 2 2 3 C digo de arranque start up code 2 2 4 Generaci n de c digo objeto a partir de un programa fuente sencillo empleando el compilador cruzado usado en el curso 2 2 5 Carga y ejecuci n de c digo objeto en arquitectura basada en el microcontrolador usado en el curso 2 2 6 Emuladores de terminal y programas ejemplo en C donde la interfaz de usuario sea realizada mediante software emulador de terminal V DESARROLLO POR UNIDADES Competencia Identificar y comprender los diferentes tipos de perif ricos de un microcontrolador para su correcta utilizaci n en la diversas aplicaciones que se requieran Identificar y configurar los diferentes tipos de interrupciones en un microcontrolador as como sus prioridades para interactuar con una interfaz de usuario mediante el empleo de sus instrucciones y con apego a su arquitectura en forma ordenada disciplinada y eficiente CONTENIDO Duraci n HC 10 HT 15 HL 10 III Configuraci n y uso de perif ricos e interrupciones 3 1 Perif ricos del microcontrolador 3 3 1 Descripci n de los perif ricos y sus registros de control del microcontrolador 3 3 2 Configuraci n del temporizador del microcontrolador empleado en el curso 3 2 3 Configuraci n del
10. enda la siguiente ponderaci n o Ex menes parciales 25 o Tareas cuestionarios problemas solucionados investigaciones etc 15 o Exposiciones y participaciones 10 o Pr cticas de laboratorio exceptuando la de aplicaci n 20 e o pr ctica de aplicaci n Proyecto 30 IX BIBLIOGRAF A B sica Complementaria Steven F Barrett Daniel J Pack Atmel AVR microcontroller primer programming and interfacing Morgan amp Claypool Publisher 2012 Hojas de datos tecnica datasheet del microcontrolador a estudiar Freescale www freescales com STM Microelectronics www st com u otros F Pereira HCSO8 Unleashed Designer s guide to the HCS08 Microcontroller BookSurge Publishing 2008 Kai Qian David den Haring Li Cao Embedded Software Development with C Springer US 2009 Articulos varios de revistas Circuit Cellar The magazine for computer applications Volumenes varios ISSN 1528 0608 www circuitcellar com Jivan S Parab Vinod G Shelake Rajanish K Kamat Exploring C for microcontrollers a hands on approach Springer 2007 Han Way Huang PIC microcontroller an introduction to software and hardware interfacing Cengage Learnig 2004 VanSickle T Programming microcontrollers in C 2nd Edition Newnes 1994
11. gico como instrumento de an lisis y Conexi n de u contador nex cama Taa Sistemas gt a Se como contador m dulo verificaci n de Digitales R Tocci depuraci n mediante la construcci n y prueba de un sens 1 e ee sd su funcionamiento mediante LEDs y e Compuertas l gicas AND 4 horas circuito contador sencillo para verificar con organizaci n y E 3 eR coe A mediante analizador l gico detecci n OR disciplina el funcionamiento del circuito construido de fallas Resistores LEDs Pinzas tablilla de experimentaci n cable e Fuente de alimentaci n generador de frecuencia analizador l gico e Documentaci n de la tarjeta de desarrollo y el Info uC Info Kit 2 HL procesador a estudiar Revisi n Kit desarrollo 2 HL Tarjeta de desarrollo Computadora con ambiente de desarrollo Descubrir el papel de las herramientas de desarrollo para microcontroladores mediante la revisi n y comprobaci n 2 de informaci n espec fica del microcontrolador la tarjeta y el ambiente de programaci n para familiarizarse con el uso de las mismas con claridad y actitud anal tica 4 horas Circuito integrado contador hexadecimal 74193 Hoja de datos del contador hexadecimal e Lectura El contador Identificar el funcionamiento de las instrucciones del 74193 Sistemas microcontrolador a trav s de la observaci n de los Instrucciones creaci n y simulaci n Digitales R Tocci 3 registros internos del C
12. i n 4 1 1 Pruebas individuales con software dise ado para ese efecto de cada uno de los bloques de hardware que la aplicaci n implicara 4 1 2 Dise o y prueba de la interfaz de usuario si la aplicaci n la requiere 4 1 3 Pruebas de funcionamiento con software dise ado para tal efecto de todos los bloques de hardware implicados operando conjuntamente 4 1 4 Realizaci n de ajustes en el hardware si esto es requerido 4 2 Dise o del software asociado con la aplicaci n 4 2 1 Prueba inicial del software asociado con la aplicaci n 4 2 2 Ajustes en el software requeridos 4 2 3 Validaci n del software definitivo empleado en la aplicaci n 4 3 Dise o de instructivos 4 3 1 Dise o del instructivo de operaci n dirigido a un usuario final no experto en microcontroladores 4 3 2 Dise o del manual t cnico del equipo para fines de mantenimiento del mismo VI ESTRUCTURA DE LAS PR CTICAS TALLER No de EE ae Practica Competencia s Descripci n Material de Apoyo Duraci n id i i ng l e Informaci n proporcionada Eea S Me eS i Discusion oaea de relevancia por el er acne 1 del curso mediante una actividad focal introductoria con regional nacional o internacional web art culo impreso 3 horas f sobre sistemas embebidos ee respeto y tolerancia e Plumones pizarr n e Hojas de ejercicios Recordatorio de conceptos b sicos e Plumones pizarr n 1 hora sistemas num ricos base
13. icar los perif ricos del microcontrolador para resolver un problema de monitoreo adquisici n de datos o de control Elaborar un reporte t cnico donde se muestre la metodolog a del dise o de un programa que emplee los recursos de un microcontrolador as como la construcci n del prototipo y pruebas operativas del mismo el reporte debe incluir resultados comentarios y conclusiones en forma estructurada V DESARROLLO POR UNIDADES Competencia Identificar los componentes y caracter sticas de un microcontrolador con actitud cr tica y objetiva y con apego a las caracter sticas de un sistema computarizado a trav s de la definici n de los elementos que lo integran y la interpretacion de su arquitectura para ubicar el papel que juega dentro de un sistema electr nico CONTENIDO Duraci n HC 6 HT 9 HL 6 L Arquitectura de los microcontroladores 1 1 Arquitectura de los microcontroladores 1 1 1 Diferencias entre los microcontroladores y los microprocesadores 1 1 2 Estructura general de un microcontrolador 3 Unidad central de proceso Arquitecturas de Harvard y Von Neumann Puertos binarios de entrada y o salida Memoria vol til RAM Memoria no vol til ROM PROM EPROM EEPROM FEEPROM Mapa de memoria Introducci n a perif ricos usuales presentes de utilidad en Instrumentaci n temporizadores convertidores A D puertos serie s ncronos y as ncronos Microcontroladores de 8 y 32 bits Aplicaciones comunes de
14. ion sobre las operaciones realizadas y el PS Paneesas signo en complemento a 2 e DoraR status del CPU con respeto y trabajo de equipo e mbol Asi l Recordar los s mbolos est ndares utilizados para i Pe e i elaborar representaciones gr ficas de algoritmos q f 8 mediante los diagramas de flujo con orden y Ia grama de fujo f Pjemplo de tarea Chota disciplina representada en diagrama de flujo A Ejercicios para configurar manipular el e Programa de prueba 3 horas perif rico GPIO e Simulador depurador Ejercicios para configurar manipular el e Programa de prueba 10 wees 3 horas Simular y depurar programas para aplicar los perif rico Temporizador e Simulador depurador 41 perif ricos del microcontrolador mediante el Ejercicios para configurar manipular el e Programa de prueba Zoras estudio de los registros de configuraci n con perif rico ADC e Simulador depurador 12 actitud anal tica y creatividad Ejercicios para configurar manipular el e Programa de prueba 3 hors perif rico UART e Simulador depurador ds e Ca n proyector 13 Exposici n de avance fin de proyecto final E Archivo de Presentaci n 4 horas VI ESTRUCTURA DE LAS PR CTICAS LABORATORIO No de F SOE Ae Practica Competencia s Descripcion Material de Apoyo Duracion e Circuito integrado contador hexadecimal 74193 e Hoja de datos del contador hexadecimal e Lectura El contador Emplear el analizador l
15. los microcontroladores el de perif ricos Distribuci n de terminales pins Caracter sticas del reloj del sistema El reset y sus posibles fuentes Caracter sticas de la fuente de alimentaci n y consumo de potencia del MCU Registros de Control y Operaci n RCO Ejemplo ilustrativo de configuraci n y operaci n para un perif rico del microcontrolador empleado en el curso A L V DESARROLLO POR UNIDADES Competencia Analizar los elementos de la programaci n del microcontrolador mediante el empleo de sus instrucciones en lenguaje ensamblador y en C y con apego a su arquitectura para construir de manera organizada y l gica programas en bajo y alto nivel CONTENIDO Duraci n HC 8 HT 12 HL 8 II Introducci n a la programaci n de microcontrolador 2 1 Programaci n del microcontrolador en lenguaje ensamblador 2 1 1 Descripci n del software de programaci n en ensamblador para desarrollo y depuraci n asociado con el microcontrolador empleado en el curso 2 1 2 Instrucciones elementales ejecutables por el procesador del microcontrolador empleado en el curso uso de mnem nicos 2 1 3 Descripci n general del ensamblador cruzado empleado en el curso 2 1 4 Esquema para desarrollo Anfitri n Destino Host Target 2 1 5 Ejemplos de ensamble y carga para ejecuci n de programas en arquitectura basada en el microcontrolador empleado en el curso _ 2 2 Programaci n del microcontrolador en C 2 2 1 Descripci n
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