Syllabus

MTF-1021 MICROCONTROLADORES

MIM. LUIS ALBERTO AKE MAY

Semestre Horas Teoría Horas Práctica Créditos Clasificación
6 3 2 5 Ingeniería Aplicada

Prerrequisitos
Implementar circuitos lógicos combinacionales y secuenciales • Usar los dispositivos básicos electrónicos (Diodo, transistor, etc.) • Leer e interpretar la hoja de datos de las familias lógicas y otras componentes electrónicas digitales • Seleccionar los circuitos integrados necesarios para la implementación de circuitos lógicos • Interpretar modelos básicos de sistemas de control automático. • Aplicar plataforma Arduino • Manejar sistemas numéricos binario, octal, hexadedimal. • Manejar principios de programación • Manejar instrumentos de medición eléctrica. • Manejar acopladores de señales lógicas. • Manejar convertidores de señal Analógica-Digital, Digital-Analógica. • Habilidad para solucionar problemas de control. • Manejar dispositivos eléctricos y electrónicos. • Manejar sistemas digitales

Competencias Atributos de Ingeniería

Normatividad
Los estudiantes deben guardar silencio desde el inicio hasta el final de la Sesión de Clase. Regla Primordial en las sesiones de clase. Existen dos Advertencias a esta regla (NO existe la tercera advertencia): 1.- La primera advertencia consiste en solicitar al estudiante de la manera más cordial su salida de la Sesión de Clase, sanción correspondiente la respectiva falta del día de clase. 2.- La segunda advertencia consiste: El estudiante que incurra por segunda ocasión en no guardar el orden dentro del aula de clase, obtendrá como sanción su expulsión de la materia, en consecuencia debido a faltas pierde el derecho a exámenes ordinarios.-- • Formar filas uniformes, dejando un pasillo en la parte de en medio del aula, sin excepción alguna ningún estudiante podrá tomar asiento en la parte final del aula.-- • Respecto a una Petición o Solicitud de Palabra del estudiante hacia el profesor, durante la Sesión de Clase, el estudiante deberá alzar la mano -- • Esta estrictamente prohibido ingerir alimentos, golosinas y refrescos durante la sesión de clases, lo anterior hace acreedor al estudiante a una Sanción. -- • Celulares en Modo Silencio, el alumno que incurra en lo anterior, obtendrá como sanción ser voluntario a participar en las dinámicas de clase o resolver ejercicios si la clase lo amerita. --- • Para tener derecho a presentar cada una de las evaluaciones parciales correspondientes al semestre el alumno ha de mantener el 80% de asistencia, al término de cada parcial. --- • Las tolerancias máximas de ingreso al salón de clases, serán: 10 min., después se considerará como FALTA. --- • La falta grupal a clase será considerada doble y se dará como visto el tema del día. --- • Respetar los días(horario) y formas programados para la entrega de los trabajos, tareas, reportes y exposiciones. El trabajo fuera de esa programación se calificará en una escala del 80%, sin excepción. --- • La falta de respeto hacia compañeros o autoridades académicas será sancionada con la expulsión del salón de clases por ese día y la reincidencia será informada vía un acta a las autoridades correspondientes. --- • Otras circunstancias

Materiales
SYLLABUS: Materiales de Aprendizaje por Subtema. - & - FUENTES DE INFORMACIÓN: 1. Morris Mano, M., Ingeniería computacional, diseño de hardware, Ed. Prentice Hall Hispanoamericana. 2. Martínez Garza, Jaime, Organización y arquitectura de computadoras, Ed. Pearson Educación 3. Brey, Barry B., Microprocesadores intel, Ed. Prentice Hall, 5a. Edición 4. Peripheral components, Intel, 2003 5. Lewis C. Eggebrecht, Interfacing to the personal computer, thirth edition 6. Microcontroladores, Intel, 2002 7.

Bibliografía disponible en el Itescam
Título
Autor
Editorial
Edición/Año
Ejemplares
Micromechatronics: Modeling, analysis, and design with MATLAB/
Giurgiutiu Victor
CRC,
2a. / 2009.
4
-
C++ desarrollo de proyectos /
Smith, Jo Ann
Thomson Learning,
2002.
2
-

Parámetros de Examen
PARCIAL 1 De la actividad 1.1.1 a la actividad 3.4.1
PARCIAL 2 De la actividad 4.1.1 a la actividad 6.4.1

Contenido (Unidad / Competencia / Actividad / Material de Aprendizaje)
1. Conceptos introductorios a los microcontroladores,

COMPETENCIAS

1.Catalogar los diferentes tipos y características de los microcontroladores.

2.Definir la arquitectura interna de un microcontrolador


          1.1. Diferencia entre Microprocesador, Microcomputadora y Microcontrolador.

ACTIVIDAD1: Realizar un cuadro comparativo de las diferencias más importantes entre una Microcomputadora, microprocesador y microcontrolador.


                   1.1.1. Diferencia entre Microprocesador, Microcomputadora y Microcontrolador.
                           Diferencia entre Microprocesador, Microcomputadora y Microcontrolador. (132373 bytes)
                           PRACTICA 1 (511467 bytes)
                           RUBRICA (29894 bytes)
                          
          1.2. Características y aplicaciones de los microcontroladores
                   1.2.1. Tipos de Microcontroladores y sus fabricantes.
                           Tipos de Microcontroladores y sus fabricantes. (1237654 bytes)
                           Tipos de Microcontroladores y sus fabricantes. (497291 bytes)
                           https://microcontroladoressesv.wordpress.com/empresas-fabricantes-de-microcontroladores/
                          
          1.3. Tipos de arquitecturas computacionales.
                   1.3.1. Tipos de arquitecturas computacionales.
                           Tipos de arquitecturas computacionales. (234008 bytes)
                           http://rcmcomputointegrado.blogspot.mx/2012/03/arquitectura-risc-y-cisc.html
                          
          1.4. Tipos de Microcontroladores y sus fabricantes.
                   1.4.1. Tipos de Microcontroladores y sus fabricantes.

ACTIVIDAD: Buscar información de microcontroladores de diferentes fabricantes y mediante un cuadro comparativo enlistar sus principales características.


                           Tipos de Microcontroladores y sus fabricantes. (497291 bytes)
                           https://microcontroladoressesv.wordpress.com/empresas-fabricantes-de-microcontroladores/
                          
2. Arquitectura interna de un microcontrolador
          2.1. Componentes del Microcontrolador.

ACTIVIDAD 1: Realizar una lectura de los componentes del microcontrolador y elaborar un mapa conceptual que contenga los componentes relevantes del microcontrolador.


                   2.1.1. Componentes del Microcontrolador
                           Componentes del Microcontrolador (3582793 bytes)
                           http://www.ecured.cu/Microcontrolador
                          
          2.2. Registros internos.
                   2.2.1. Registros internos.

ACTIVIDAD 2. Listar los registros internos de un microcontrolador.


                           Registros internos. (1531307 bytes)
                           https://blogdelingeniero1.wordpress.com/2014/12/09/que-son-los-registros-de-configuracion-programando-microcontroladores/
                          
          2.3. Tipos y distribución de las memorias internas.
                   2.3.1. Tipos y distribución de las memorias internas.
                           Tipos y distribución de las memorias internas. (706001 bytes)
                           http://www.ajpdsoft.com/modules.php?name=News&file=article&sid=571
                          
          2.4. Periféricos internos
                   2.4.1. Periféricos internos.
                           Periféricos internos (667270 bytes)
                           http://datateca.unad.edu.co/contenidos/309696/ECBTI_MPyMC_V_02/leccin_24_puertos_io_y_principales_mdulos_en_los_pic.html
                          
          2.5. Las instrucciones del microcontrolador.
                   2.5.1. Las instrucciones del microcontrolador.
                           Las instrucciones del microcontrolador. (1854052 bytes)
                           http://www.circuitoselectronicos.org/2011/02/conjunto-de-instrucciones-para-los.html
                          
3. Características eléctricas del microcontrolador
          3.1. Distribución de terminales (pins)
                   3.1.1. Distribución de terminales (pins)
                           Distribución de terminales (pins) (159830 bytes)
                           http://www.electronicafacil.net/tutoriales/Descripcion-puertos-I-O-PC.php
                          
          3.2. Características del reloj del sistema.
                   3.2.1. Características del reloj del sistema.

ACTIVIDAD 1: Realizar una lectura de las características del reloj del sistema y elaborar una síntesis de las mismas.


                           Características del reloj del sistema. (101909 bytes)
                           http://jorge-kevin.blogspot.mx/2011/05/clases-de-clock.html
                          
          3.3. El reset y sus posibles fuentes.
                   3.3.1. El reset y sus posibles fuentes.
                           El reset y sus posibles fuentes. (535258 bytes)
                           http://www.info-ab.uclm.es/labelec/Solar/Microcontroladores/Reinicializacionysleep.htm
                          
          3.4. Características de la fuente de alimentación y consumo de potencia del MCU.

ACTIVIDAD2: Enlistar las características electricas asi como de la fuente de alimentación y consumo de potencia del Microcontrolador.


                   3.4.1. Características de la fuente de alimentación y consumo de potencia del MCU.
                           Características de la fuente de alimentación y consumo de potencia del MCU. (1222074 bytes)
                           http://www.redeweb.com/articulos/articulo.php?inicio=7&pag=2&id=1092
                          
4. Herramientas de desarrollo de los microcontroladores.

COMPETENCIAS

1.Utilizar las herramientas de desarrollo de los microcontroladores.

2.Manejar los puertos de entrada y salida.


          4.1. Ambiente integrado de desarrollo (IDE) para microcontroladores.
                   4.1.1. Ambiente integrado de desarrollo (IDE) para microcontroladores.
                          
                           Ambiente integrado de desarrollo (IDE) para microcontroladores. (7132241 bytes)
                          
          4.2. Ensamblador y compilador.
                   4.2.1. Ensamblador y compilador.

ACTIVIDAD : Descargar, instalar y usar las herramientas ( software) de desarrollo para la edición, ensamblado, compilación, simulación, depuración (debug) de los programas.


                           Ensamblador y compilador. (2833310 bytes)
                           http://proton.ucting.udg.mx/mateos/ensamblador/68HC11.html
                          
          4.3. Equipos programadores (downloaders) de microcontroladores.
                   4.3.1. Equipos programadores (downloaders) de microcontroladores.
                           Equipos programadores (downloaders) de microcontroladores. (1294910 bytes)
                           https://funprogramacion.wikispaces.com/Compiladores+e+Int%C3%A9rpretes
                          
          4.4. Ejemplos de uso de las herramientas de desarrollo.
                   4.4.1. Ejemplos de uso de las herramientas de desarrollo.

ACTIVIDAD : Comprobar la programación del chip mediante ejemplos de uso de las herramientas de desarrollo.


                           Ejemplos de uso de las herramientas de desarrollo. (5856954 bytes)
                           https://www.unocero.com/2012/12/06/simular-el-microcontrolador-una-buena-alternativa/
                          
5. Puertos de entrada y salida
          5.1. Arquitectura de los puertos de E/S.
                   5.1.1. Arquitectura de los puertos de E/S.

ACTIVIDAD : Realizar una lectura de la arquitectura de los puertos de E/S del microcontrolador y elaborar un mapa conceptual que contenga los componentes relevantes.


                           Arquitectura de los puertos de E/S. (229692 bytes)
                           http://www.info-ab.uclm.es/labelec/Solar/Microcontroladores/PuertosEntradaSalida.htm
                          
          5.2. Configuración y características eléctricas de los puertos de E/S.
                   5.2.1. Configuración y características eléctricas de los puertos de E/S.

ACTIVIDAD : Listar la configuración y características eléctricas de los puertos de E/S.


                           Configuración y características eléctricas de los puertos de E/S. (93569 bytes)
                           http://perso.wanadoo.es/luis_ju/pic/pic04.html
                          
          5.3. Usos de los puertos con interfaces para dispositivos periféricos como:
                   5.3.1. Usos de los puertos con interfaces para dispositivos periféricos como:
                           Usos de los puertos con interfaces para dispositivos periféricos como: (373639 bytes)
                           http://www.geekfactory.mx/tutoriales/tutoriales-pic/teclado-matricial-con-pic/
                          
                   5.3.2. Displays de 7 segmentos.
                           Displays de 7 segmentos. (245926 bytes)
                          
                   5.3.3. Detectores de proximidad.
                           Detectores de proximidad. (80625 bytes)
                          
          5.4. Usos de los puertos para manejo de potencia con interfaces con:
                   5.4.1. Transistores, Darlington, Mosfets y relevadores.
                           Usos de los puertos para manejo de potencia con interfaces con: (2096297 bytes)
                           http://www.sistemasorp.es/2011/10/05/calcular-la-resistencia-para-un-transistor-accionado-por-un-microcontrolador/
                          
                   5.4.2. Optotransistores, optoacopladores y optotriacs.
                          
                   5.4.3. Puentes H discretos (con transistores, con Mosfets) e integrados (L293, l298, etc.
                          
          5.5. Ejemplo del uso de las interfaces para controlar:
                   5.5.1. Lámparas
                           Lámparas (137175 bytes)
                           https://underc0de.org/foro/arduino-raspberry-pi/encender-un-foco-con-arduino/
                          
                   5.5.2. Zumbadores, vibradores piezoeléctricos, bocinas, etc.
                           Zumbadores, vibradores piezoeléctricos, bocinas, etc. (1839779 bytes)
                           http://serverpruebas.com.ar/news19-2/nota03.htm
                          
                   5.5.3. Motores de DC.
                           Motores de DC. (1112355 bytes)
                           http://www.microcontroladorespic.com/proyectos-con-microcontroladores-pic/regulador-PWM/luz-motor.html
                          
                   5.5.4. Motores de pasos
                           Motores de pasos (1241104 bytes)
                           http://www.todorobot.com.ar/tutorial-sobre-motores-paso-a-paso-stepper-motors/
                          
                   5.5.5. Servomotores.
                           Servomotores. (188610 bytes)
                           http://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0204/ctrl_rob/robotica/sistema/motores_servo.htm
                          
6. Interrupciones en un microcontrolador
          6.1. El manejo de las interrupciones.
                   6.1.1. El manejo de las interrupciones. ACTIVIDAD : Comprobar mediante prácticas el uso de las interrupciones.
                           El manejo de las interrupciones. (611387 bytes)
                           http://www.sites.upiicsa.ipn.mx/polilibros/portal/Polilibros/P_terminados/PolilibroFC/Unidad_V/Unidad%20V_2.htm
                          
                   6.1.2. Los vectores de interrupción.
                           Los vectores de interrupción. (615380 bytes)
                           https://support.microsoft.com/es-es/kb/71486
                          
                   6.1.3. Las acciones del MCU al responder a una interrupción.
                           Las acciones del MCU al responder a una interrupción. (619791 bytes)
                           http://www.sc.ehu.es/sbweb/webcentro/automatica/web_avr/archivos/Manual_AT90S8515/Arquitectura/interrup_externas&tiempo_respu.htm
                          
                   6.1.4. Características de la rutina manejadora de interrupción.
                          
          6.2. Las interrupciones externas
                   6.2.1. Características y configuración.
                           Características y configuración (556494 bytes)
                           https://sites.google.com/site/proyectosroboticos/encoder/encoder-por-software/pic-encoder-18f4550
                          
                   6.2.2. Programación y uso
                           http://aquihayapuntes.com/indice-practicas-pic-en-c/interrupcion-externa-por-rb0.html
                          
          6.3. Fuentes internas de interrupciones.
                   6.3.1. Del ADC
                           Del ADC (297313 bytes)
                           http://picfernalia.blogspot.mx/2012/07/adc-con-interrupciones.html
                          
                   6.3.2. De la Comunicación Serial
                           De la Comunicación Serial (466430 bytes)
                           http://picfernalia.blogspot.mx/2012/06/comunicaciones-uart-con-interrupciones.html
                          
                   6.3.3. De otras fuentes internas de interrupción.
                           De otras fuentes internas de interrupción. (1013376 bytes)
                          
          6.4. Ejemplos de aplicaciones de las interrupciones
                   6.4.1. Ejemplos de aplicaciones de las interrupciones
                           Ejemplos de aplicaciones de las interrupciones (4498000 bytes)
                          
7. Programación del microcontrolador con aplicaciones
          7.1. Resolver problemas programando el microcontrolador en lenguaje ensamblador.COMPETENCIA: Resolver problemas mediante la programación del microcontrolador.
                   7.1.1. Programar microcontroladores en lenguajes de bajo y alto nivel para desarrollar sistemas de automatización y control industria
                           Programar microcontroladores en lenguajes de bajo y alto nivel para desarrollar sistemas de automatización y control industria (7882647 bytes)
                           http://www.rickard.gunee.com/projects/video/pic/howto.php
                          
          7.2. Resolver problemas programando el microcontrolador en lenguaje C.
                   7.2.1. Uilizar tecnicas de control de motores ACTIVIDAD : Programar en el microcontrolador los programas y comprobar su operación.
                           Utilizar tecnicas de control de motores (2431395 bytes)
                           http://www.ibertronica.es/blog/tutoriales/funcion-pwm/
                          
          7.3. Técnicas de control de motores usando: COMPETENCIA: Conectar y controlar motores con microcontroladores
                   7.3.1. PWM. ACTIVIDAD : Realizar aplicaciones programando en lenguaje “C”.
                          
                   7.3.2. Encoders incrementales como sensor de velocidad, posición y sentido de giro.
                          
          7.4. Control de sentido de giro, de posición de velocidad en
                   7.4.1. Motores de DC
                          
                   7.4.2. Motores de pasos
                          
                   7.4.3. Servomotores
                          
                   7.4.4. Motores sin escobillas (brushless)
                          
8. El convertidor ADC y DAC
          8.1. Arquitectura interna.COMPETENCIA: Utilizar el convertidor ADC y DAC para fines de control.
                   8.1.1. El convertidor ADC
                           El convertidor ADC (1084612 bytes)
                           http://unicrom.com/convertidor-analogico-digital-cad-adc/
                          
          8.2. Configuración y programacion
                   8.2.1. Aplicar un control de temperatura.
                           Aplicar un control de temperatura. (5940583 bytes)
                           http://www.luisllamas.es/2015/07/medir-temperatura-con-arduino-y-sensor-lm35/
                          
          8.3. Aplicación en un control de temperatura
                   8.3.1. ACTIVIDAD : Implementar un circuito de control de temperatura mediante el convertidor A/D y D/A del microcontrolador.
                          
9. Puertos seriales
          9.1. El USART. COMPETENCIA: Comunicar dispositivos usando los puertos seriales.
                   9.1.1. Utlizar los puertos seriales
                           Utlizar puertos seriales (667270 bytes)
                           http://programarpicenc.com/articulos/usart-uart-de-los-microcontroladores-pic-con-el-max232/
                          
          9.2. SPI. ACTIVIDAD : Distinguir mediante un mapa conceptual la comunicación de dispositivos a través de los puertos seriales como el USART, SPI, TWI y otros protocolos.
                   9.2.. Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica de puertos seriales
                           Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica de puertos seriales (667270 bytes)
                           http://panamahitek.com/como-funciona-el-protocolo-spi/
                          
          9.3. TWI (I2C bus)
          9.4. Otros protocolos
          9.5. Leer y escribir sobre la EEPROM.
10. TERCER PARCIAL
          10.1. Tercer parcial
                   10.1.1. Tercer parcial
                          

Prácticas de Laboratorio (20192020N)
Fecha
Hora
Grupo
Aula
Práctica
Descripción

Cronogramas (20192020N)
Grupo Actividad Fecha Carrera

Temas para Segunda Reevaluación