Nombre: SISTEMAS DIGITALES BASADOS EN MICROPROCESADORES
Código: 504102006
Carácter: Obligatoria
ECTS: 6
Unidad Temporal: Cuatrimestral
Despliegue Temporal: Curso 2º - Segundo cuatrimestre
Menciones/Especialidades:
Lengua en la que se imparte: Castellano
Carácter: Presencial
Nombre y apellidos: TOLEDO MOREO, FRANCISCO JAVIER
Área de conocimiento: Arquitectura y Tecnología de Computadores
Departamento: Electrónica, Tecnología de Computadores y Proyectos
Teléfono: 968326513
Correo electrónico: javier.toledo@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
Titulaciones:
Categoría profesional: Profesor Permanente Laboral
Nº de quinquenios: 4
Nº de sexenios: 2 de investigación
Curriculum Vitae: Perfil Completo
Responsable de los grupos: G2, G3
Nombre y apellidos: TOLEDO MOREO, RAFAEL
Área de conocimiento: Arquitectura y Tecnología de Computadores
Departamento: Electrónica, Tecnología de Computadores y Proyectos
Teléfono: 968325948
Correo electrónico: rafael.toledo@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
martes - 11:00 / 13:00
ANTIGONES, planta 2, Despacho Despacho profesor
Es necesaria pedir cita previa por correo electrónico a rafael.toledo@upct.es
Titulaciones:
Categoría profesional: Profesor Titular de Universidad
Nº de quinquenios: 4
Nº de sexenios: 3 de investigación y 1 de transferencia
Curriculum Vitae: Perfil Completo
Nombre y apellidos: SÁNCHEZ SÁNCHEZ, MARÍA TRINIDAD
Área de conocimiento: Arquitectura y Tecnología de Computadores
Departamento: Electrónica, Tecnología de Computadores y Proyectos
Teléfono:
Correo electrónico: trini.sanchez@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
Titulaciones:
Categoría profesional: Profesora Asociada
Nº de quinquenios: No procede por el tipo de figura docente
Nº de sexenios: No procede por el tipo de figura docente
Curriculum Vitae: Perfil Completo
[CB1 ]. Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio
[CB2 ]. Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
[CG3 ]. Conocimiento de materias básicas y tecnologías, que le capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y tecnologías, así como que le dote de una gran versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
[C10 ]. Específica de formación común a la rama de telecomunicación: Conocimiento y aplicación de los fundamentos de lenguajes de descripción de dispositivos de hardware
[C9 ]. Específica de formación común a la rama de telecomunicación: Capacidad de análisis y diseño de circuitos combinacionales y secuenciales, síncronos y asíncronos, y de utilización de microprocesadores y circuitos integrados
Se recomienda haber superado las asignaturas de primer curso Fundamentos de Computadoras y Fundamentos de Programación. Es muy recomendable también cursar en paralelo la asignatura de segundo cuatrimestre de segundo curso Circuitos y Funciones Electrónicas
[TR4 ]. Utilizar con solvencia los recursos de información
[TR5 ]. Aplicar a la práctica los conocimientos adquiridos
Al finalizar el programa formativo, el estudiante debe ser capaz de:
Reconocer los bloques funcionales de un microprocesador y explicar el funcionamiento de las técnicas básicas de su gestión.
Describir la arquitectura y el funcionamiento de sistemas digitales basados en microprocesadores, así como identificar aplicaciones de los mismos.
Reconocer los diferentes tipos de microprocesadores existentes, recordar las particularidades de cada uno y saber interpretarlas para elegir el más adecuado para una determinada aplicación.
Justificar la necesidad de la conversión de analógico a digital y recordar las principales características de los convertidores A/D.
Explicar la arquitectura interna de un microcontrolador estándar. Diseñar sistemas digitales basados en microcontroladores y demostrar habilidades en el manejo de herramientas para su programación y simulación.
Explicar la arquitectura interna de los dispositivos FPGA y describir sus recursos de propósito general y específico.
Describir los principios básicos de los lenguajes de descripción hardware y recordar la descripción de componentes combinacionales y secuenciales básicos para el diseño de circuitos a nivel RTL.
Implementar sistemas digitales basados en hardware reconfigurable y demostrar habilidades en el manejo de herramientas para su diseño, simulación e implementación
Recordar la terminología propia del campo tanto en idioma español como en inglés.
<br>Microprocesadores y microcontroladores. Diseño de sistemas basados en microprocesador. Lenguajes de descripción hardware<br><br><br><br>
Conceptos básicos.
Introducción a los sistemas basados en microcontroladores y sus aplicaciones.
Conceptos básicos de memoria, entrada/salida e interrupciones de un computador.
Conceptos básicos y arquitectura de los microcontroladores de la familia PIC16F8XX de Microchip.
Conceptos básicos de conversión de analógico a digital.
Conceptos básicos de buses de comunicación.
Conceptos básicos y arquitectura de los dispositivos FPGA.
Parámetros básicos de un sistema digital.
Sistemas digitales basados en microcontrolador.
Desarrollo de sistemas basados en un microcontrolador de 8 bits de gama media:
- Conceptos básicos para la programación.
- Entrada/Salida y periféricos.
- Configuración y gestión de las interrupciones.
- Interrupciones asociadas a los puertos de entrada.
- Temporizadores y manejo de sus interrupciones.
- Convertidor A/D y manejo de su interrupción.
- Buses de comunicación serie y manejo de sus interrupciones.
Sistemas digitales con VHDL.
Diseño y verificación de sistemas digitales a nivel de transferencia de registro utilizando VHDL:
- Conceptos básicos de VHDL para la síntesis de circuitos digitales.
- Descripción de componentes combinacionales.
- Descripción de componentes secuenciales.
- Descripción de máquinas de estados finitos.
- Test y verificación.
Sistemas basados en microcontrolador.
En el bloque Sistemas basados en microcontrolador se utilizará un microcontrolador de 8 bits de gama media de Microchip para realizar ejercicios dedicados a: - Familiarización con el juego de instrucciones y el entorno de programación y simulación. - Configuración y manejo de los puertos de Entrada/salida. - Configuración y manejo de interrupciones asociadas a puertos de Entrada. - Configuración y manejo de temporizadores y sus interrupciones asociadas. - Configuración y manejo de conversión A/D y sus interrupciones asociadas. - Configuración y manejo de comunicación serie y sus interrupciones asociadas.
Sistemas digitales con VHDL.
En el bloque Sistemas digitales con VHDL se utilizará un entorno de desarrollo de Xilinx para realizar ejercicios dedicados a: - Familiarización con el entorno de diseño y simulación. - Diseño y verificación de sistemas digitales básicos a nivel RTL en lenguaje VHDL.
La Universidad Politécnica de Cartagena considera como uno de sus principios básicos y objetivos fundamentales la promoción de la mejora continua de las condiciones de trabajo y estudio de toda la Comunidad Universitaria. Este compromiso con la prevención y las responsabilidades que se derivan atañe a todos los niveles que integran la Universidad: órganos de gobierno, equipo de dirección, personal docente e investigador, personal de administración y servicios y estudiantes. El Servicio de Prevención de Riesgos Laborales de la UPCT ha elaborado un "Manual de acogida al estudiante en materia de prevención de riesgos" que puedes encontrar en el Aula Virtual, y en el que encontraras instrucciones y recomendaciones acerca de cómo actuar de forma correcta, desde el punto de vista de la prevención (seguridad, ergonomía, etc.), cuando desarrolles cualquier tipo de actividad en la Universidad. También encontrarás recomendaciones sobre cómo proceder en caso de emergencia o que se produzca algún incidente. En especial, cuando realices prácticas docentes en laboratorios, talleres o trabajo de campo, debes seguir todas las instrucciones del profesorado, que es la persona responsable de tu seguridad y salud durante su realización. Consúltale todas las dudas que te surjan y no pongas en riesgo tu seguridad ni la de tus compañeros.
Fundamentals.
Introduction to microcontroller-based digital systems and applications.
Architecture and fundamentals of family PIC16F8XX of microcontrollers from Microchip.
Fundamentals of Input/Output.
Fundamentals of memory
Fundamentals of interrupts.
Fundamentals of analog to digital conversion.
Fundamentals of buses.
Fundamentals of FPGAs.
Basic parameters of a digital system.
Digital systems with VHDL.
Design and verification of digital systems at Register Transfer Level using VHDL:
- Fundamentals of VHDL
- Description of combinational components
- Description of sequential components
- Description of Finite State Machines
- Testbench
Microcontroller-based systems.
Programming microcontroller-based systems, using a PIC16F8XX device from Microchip:
- Basics for programming.
- Input/Output and peripherals.
- Interrupts: configuration and management.
- Interrupts associated to input ports.
- Timers: configuration and management.
- ADC: configuration and management.
- Serial comunications: configuration and management.
Se trata de una asignatura de gran carga práctica que introduce a los estudiantes en el diseño de sistemas digitales basados en microprocesadores a diferente nivel, familiarizándolos con la arquitectura y la programación de microcontroladores e introduciéndolos en el diseño y verificación de sistemas digitales sobre hardware reconfigurable con VHDL.
Está relacionada con las asignaturas Fundamentos de Computadoras y Fundamentos de Programación, ambas de primer curso; y Circuitos y Funciones Electrónicas, de segundo curso. Por ello, se recomienda haber superado las dos primeras y es muy recomendable también cursar en paralelo Circuitos y Funciones Electrónicas.
Estudio personal o en grupo de alumnos
Estudio personal del estudiante
56
0
Preparación de trabajos y ejercicios (incluye tiempo para consulta bibliográfica y documentación)
Realización de trabajos y ejercicios propuestos
60
0
Clase de teoría
Clase de teoría
15
100
Clase orientada a la resolución de problemas y caso de estudio
Clase orientada a la resolución de ejercicios
12
100
Clase práctica en laboratorio
Clase en laboratorio
30
100
Asistencia a seminarios, conferencias, visitas guiadas, etc.
Asistencia a seminarios, conferencias o realización de visitas
2
100
Presentación de trabajos ante el profesor
Presentación y defensa de trabajos ante el profesor
1
100
Realización de pruebas de evaluación (tiempo de duración de los exámenes y otras pruebas de evaluación en el aula)
Realización de pruebas de evaluación
4
100
Exámenes escritos y/u orales (evaluación de contenidos teóricos, aplicados y/o prácticas de laboratorio)
Examen del bloque Sistemas basados en microcontrolador.
Representa el 35% de la calificación de la asignatura en el sistema de evaluación continua.
Es necesaria una calificación mínima de 4 puntos sobre 10 en esta actividad para superar la asignatura.
Examen del bloque Sistemas digitales con VHDL.
Representa el 35% de la calificación de la asignatura en el sistema de evaluación continua.
Es necesaria una calificación mínima de 4 puntos sobre 10 en esta actividad para superar la asignatura.
Examen del bloque Conceptos básicos.
Representa el 10% de la calificación de la asignatura en el sistema de evaluación continua.
80 %
Tablas de observación para evaluar el desempeño de actividades (incluidas las prácticas de laboratorio) sobre las que no se requiera documentación escrita
Validación de la solución y de la funcionalidad de tareas entregables propuestas para evaluar el desempeño del estudiante, presentadas en el plazo establecido.
0 %
Evaluación por el profesor de proyectos propuestos
Evaluación de una o más tareas entregables.
Como parte del proceso de evaluación de esta actividad, se podrá concertar una entrevista presencial con el estudiante para responder cuestiones sobre el planteamiento, desarrollo y funcionalidad de la entrega realizada, así como sobre el contenido de cualquiera de los documentos que formen parte de ella.
20 %
Exámenes escritos y/u orales (evaluación de contenidos teóricos, aplicados y/o prácticas de laboratorio)
Examen del bloque Sistemas basados en microcontrolador.
Representa el 45% de la calificación de la asignatura en el sistema de evaluación final.
Esta actividad de evaluación se corresponde con todas las actividades del sistema de evaluación continua propuestas para este bloque.
Es necesaria una calificación mínima de 4 puntos sobre 10 en esta actividad para superar la asignatura.
Examen del bloque Sistemas digitales con VHDL.
Representa el 45% de la calificación de la asignatura en el sistema de evaluación final.
Esta actividad de evaluación se corresponde con todas las actividades del sistema de evaluación continua propuestas para este bloque.
Es necesaria una calificación mínima de 4 puntos sobre 10 en esta actividad para superar la asignatura.
Examen del bloque Conceptos básicos.
Representa el 10% de la calificación de la asignatura en el sistema de evaluación final.
100 %
Los ejercicios y entregables propuestos durante el desarrollo de la asignatura son objeto de un proceso continuo de evaluación formativa durante las horas de clase.
Un estudiante que haya alcanzado la calificación mínima de una actividad de evaluación debe renunciar a dicha calificación para presentarse a la actividad de evaluación correspondiente a la mencionada en el sistema de evaluación final, tanto de la convocatoria ordinaria como de la extraordinaria.
Se considerará que el estudiante que se presenta a una actividad del sistema de evaluación final habiendo obtenido en la actividad correspondiente del sistema de evaluación continuo una calificación igual o superior a la mínima establecida para superar la asignatura, si la hubiere, renuncia de facto a dicha calificación del sistema de evaluación continuo en el momento de dar comienzo la actividad del sistema de evaluación final.
Se considerará que el estudiante que se presenta a una actividad del sistema de evaluación final en la convocatoria extraordinaria habiendo obtenido en la actividad correspondiente del sistema de evaluación continuo o del sistema de evaluación final en convocatoria ordinaria una calificación igual o superior a la mínima establecida para superar la asignatura, si la hubiere, renuncia de facto a dicha calificación anterior en el momento de dar comienzo la actividad del sistema de evaluación final.
Autor: Javier Toledo Moreo - Rafael Toledo Moreo
Título: Transparencias de clase
Editorial: UPCT
Fecha Publicación: 2026
ISBN: 0
Autor: Microchip Inc.
Título: PIC16F87X Datasheet
Editorial: Microchip Inc.
Fecha Publicación: 2001
ISBN: 0
Autor: Stallings, William
Título: Organización y arquitectura de computadores
Editorial: Prentice-Hall
Fecha Publicación: 2006
ISBN: 8489660824
Autor: Mano, M. Morris
Título: Logic and computer design fundamentals
Editorial: Prentice Hall
Fecha Publicación: 2008
ISBN: 0132067110
Autor: Angulo Usategui, José María
Título: Microcontroladores "PIC"
Editorial: McGraw-Hill Interamericana de Espaäna,
Fecha Publicación: 2007
ISBN: 9788448156473
Autor: Chu, Pong P.
Título: FPGA prototyping by VHDL examples
Editorial: Wiley-Interscience,
Fecha Publicación: 2008
ISBN: 0470185317:
Autor: Hayes, John P.
Título: Diseño de sistemas digitales y microprocesadores
Editorial: McGraw-Hill
Fecha Publicación: 1986
ISBN: 8476151268
Autor: Maxfield, Clive
Título: FPGAs: instant access
Editorial: Newnes : Elsevier
Fecha Publicación: 2008
ISBN: 9780080560113
Autor: Valdés Pérez, Fernando E.
Título: Microcontroladores fundamentos y aplicaciones con PIC
Editorial: Marcombo,
Fecha Publicación: 2007
ISBN: 9788426714145
Autor: Wakerly, John F.
Título: Digital design principles and practices
Editorial: Prentice Hall
Fecha Publicación: 2001
ISBN: 0130898961
Autor: Miguel Anasagasti, Pedro de
Título: Fundamentos de los computadores
Editorial: Paraninfo
Fecha Publicación: 2004
ISBN: 8497322940
Autor: Fco. Javier Garrigós Guerrero, Fco. Javier Toledo Moreo, José Javier Martínez Álvarez
Título: Síntesis de sistemas digitales con VHDL
Editorial: Universidad Politécnica de Cartagena
Fecha Publicación: 2003
ISBN: 8495781271
Autor: Microchip Technology Inc.
Título: PIC micro TM mid-range MCU family reference manual
Editorial: Microchip Technology Inc.
Fecha Publicación: 1997
ISBN:
Aula virtual de la asignatura accesible para todos los alumnos matriculados a través de la siguiente dirección web: https://aulavirtual.upct.es/