DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
PROGRAMA SINTÉTICO
CARRERA: Ingeniería en Sistemas Automotrices.
ASIGNATURA: Interfases y Microcontroladores SEMESTRE: Séptimo
OBJETIVO GENERAL:
Construir circuitos de control y automatización con microcontroladores acorde a la arquitectura interna y la programación del microcontrolador, con la utilización de interfaces, memorias digitales y PLC, para la solución de problemas de automatización de la industria automotriz.
CONTENIDO SINTETICO:
I. Conversión Digital-Analógica-Digital. II. Aplicación de Memorias Digitales.
III. Arquitectura Interna del Microcontrolador y Manejo de Registros. IV. Programación Básica y Aplicación a Circuitos de Automatización.
V. Aplicación de los Controladores Lógicos Programables en la Automatización. VI. Proyecto Final.
METODOLOGÍA:
A través del método inductivo deductivo, la consulta de: manuales, revistas especializadas sobre los dispositivos electrónicos y aplicaciones industriales utilizados en la actualidad por la industria automotriz. El docente empleará prototipos para demostrar la aplicación de las memorias digitales, la arquitectura interna del microcontrolador y el manejo de registros. El estudiante a partir del método inductivo deductivo construirá circuitos de control y automatización que le permitan practicar la programación de microcontroladores de uso en sistemas automotrices.
EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN:
Tres Exámenes departamentales. Trabajos escritos.
Prototipos.
Prácticas de laboratorio.
BIBLIOGRAFÍA:
1.- Angulo Usategui, José M. y Angulo Martínez, Ignacio. Microcontroladores PIC, Diseño Práctico de Aplicaciones. Páginas 440, Ed. McGraw Hill, México,1999, ISBN: 254662554896.
2.- HC11 M68HC11. Manual de Referencias. Motorola.
3.-Kleitz, William. Digital Electronics a Practical Approach. Páginas 350, Ed. Prentice Hall, USA, 1998. ISBN: 3362154687.
4.-Mandado, Enrique. Sistemas Electrónicos Digitales. Páginas 655, Ed. Marcombo. Barcelona, 2000, ISBN: 87462-356
5.-Maxinez, David G, y Alcalá, Jessica. VHDL El Arte de Programar Sistemas Digitales. Páginas 259, Ed. Cecsa, México, 2002 ISBN: 98564253564.
Ingeniería en Sistemas Computacionales.
OPCIÓN: Control de Sistemas Automotrices. COORDINACIÓN:
DEPARTAMENTO:
CRÈDITOS: 10.5 VIGENTE: Agosto 2010
TIPO DE ASIGNATURA: Teórico - Práctica
MODALIDAD: Presencial.
TIEMPOS ASIGNADOS
HRS/SEMANA/TEORÍA: 4.5 HRS/SEMANA/PRÁCTICA: 1.5 HRS/SEMESTRE/TEORÍA: 81 HRS/SEMESTRE/PRÁCTICA: 27 HRS/TOTALES: 108PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO
POR: Colegio de Ingeniería en Sistemas Automotrices REVISADO POR: Comisión de Programas Académicos de ISISA
APROBADO POR: Consejo Técnico Consultivo Escolar: Ing. Miguel Álvarez Montalvo, Ing. Jorge Gómez Villarreal, M. en C. Jesús Reyes García, M en C Miguel Ángel Rodríguez Zuno, M. en C. Arodí Rafael Carballo Domínguez, Ing. Apolinar Francisco Cruz Lázaro, Lic. Josefina González de la Riva y Ing. Eusebio Vega Pérez .
AUTORIZADO POR: Comisión de Programas Académicos del Consejo General Consultivo del IPN:
__________________________________________ Ing. Rodrigo de Jesús Serrano Domínguez
Secretario Técnico de la Comisión de Programas Académicos
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA: Interfases y Microcontroladores CLAVE: HOJA: 3 DE 12
FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA
La electrónica ha experimentado un gran avance en los últimos años con la introducción de sistemas microcontroladores y el desarrollo de módulos de interfases con las variables del mundo físico (sensores y actuadores). Los microcontroladores están presentes en los aparatos electródomesticos y se han incorporado en ellos las capacidades de procesamiento programable e interfases.
Existen microcontroladores en los automóviles, juguetes, instrumentos médicos, ascensores, agendas, y básicamente cualquier proceso industrial. Gran parte de la electrónica de antaño ha migrado a procesamiento digital en lugar de un tratamiento con componentes discretos especializados. Habiendo reconocido esta realidad, el Ingeniero en Sistemas Automotrices debe trabajar con sistemas basados en dispositivos programables y reconfigurables como lo son los Microprocesadores, Microcontroladores y DSP (Digital Signal Processor), para satisfacer la demanda industrial.
El control de sistemas automotrices se realiza principalmente con interfaces y microcontroladores, incluso los microcontroladores más potentes son dedicados al control de los sistemas automotrices. En el estudio de los microcontroladores es donde se tiene la mayor innovación del control de los sistemas automotrices, por lo que es fundamental en la preparación de un Ingeniero en Sistemas Automotrices.
Las asignaturas antecedentes son: Electrónica I, Ecuaciones Diferenciales, Análisis de circuitos de corriente directa y corriente alterna.
Las asignaturas consecuentes son: con Sistemas de Control de Modelos Automotrices, Instrumentación Automotriz y Autos Eléctricos.
Las asignaturas colaterales son: Teoría del Control, Electrónica Operacional y de Potencia.
OBJETIVO DE LA ASIGNATURA
Construir circuitos de control y automatización con microcontroladores acorde a la arquitectura interna y la programación del microcontrolador, con la utilización de interfaces, memorias digitales y PLC, para la solución de problemas de automatización de la industria automotriz.
N° UNIDAD: I NOMBRE: Conversión Digital-Analógica-Digital OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
Diseñar la conversión de señales analógicas a digitales y digitales a analógicas, por medio de multiplexación y transductores, para la construcción de circuitos de adquisición de datos.
No. TEMA TEMA HORAS CLAVE BIBLIOGRÁFICA T P EC 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6
Teorema de muestreo. Muestreo y retención (tiempo discreto).
Conversión digital analógico. Conversión analógico digital. Adquisición de datos. Multiplexación.
Utilización de transductores en un sistema de adquisición de datos. Subtotal 1.5 3.0 3.0 1.5 1.5 1.5 12.0 3.0 3.0 6.0 4.0 4.0 1B, 3B, 9B ESTRATEGIA DIDÁCTICA
El profesor explicará los teoremas y conceptos necesarios para convertir una señal de digital analógico y señal analógico digital.
El profesor esquematizará un prototipo hecho por él, de un convertidor de señal digital analógico.
El alumno utilizará algún software para realizar un mapa conceptual de Conversión Digital-Analógica-Digital. El Alumno construirá un prototipo de conversión analógica digital
El alumno desarrollará prácticas de laboratorio 1, 2 y 3.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Examen departamental 40% Mapa conceptual 10% Prototipo 20%
Prácticas de laboratorio 30%
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ASIGNATURA: Interfases y Microcontroladores CLAVE: HOJA: 5 DE 12
N° UNIDAD: II NOMBRE: Aplicación de Memorias Digitales.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
Diseñar circuitos combinatorios, por medio de memorias de lectura y escritura para la construcción de circuitos de adquisición de datos.
No. TEMA TEMA HORAS CLAVE BIBLIOGRÁFICA T P EC 2.1. 2.2. 2.3
Utilización de memorias de solo lectura. Utilización de memorias de acceso aleatorio (RAM).
Selección de circuitos integrados.
Subtotal 1.5 1.5 4.5 7.5 3.0 3.0 5.0 5.0 3B, 4B, 8B ESTRATEGIA DIDÁCTICA
El profesor explicará la utilización de memorias de lectura y de acceso aleatorio ayudado de una presentación con las TIC.
El profesor explicará la selección de un circuito integrado con la ayuda de un prototipo hecho por él, de una memoria de datos de navegación automotriz.
El alumno utilizará las tecnologías de la información para realizar un mapa conceptual del uso de circuitos integrados para memorias de datos de los sistemas automotrices.
El Alumno construirá un prototipo de memoria de solo lectura El alumno desarrollará la práctica de laboratorio 4.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Examen departamental 40% Mapa conceptual 10% Prototipo 20%
Prácticas de laboratorio 30%
N° UNIDAD: III NOMBRE: Arquitectura Interna del Microcontrolador y Manejo de Registros.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
Analizar la arquitectura del microcontrolador, a través de los puertos paralelos y seriales, así como el manejo de registros para la edición de programas.
No. TEMA TEMA HORAS CLAVE BIBLIOGRÁFICA T P EC 3.1 3.2 3.3
Estructura del microcontrolador Manejo de registros
Manejo de un programa monitor para la edición de programas. Subtotal 3.0 6.0 4.5 13.5 3.0 3.0 6.0 6.0 5B, 7B, 10C ESTRATEGIA DIDÁCTICA
El profesor explicará la arquitectura de un microcontrolador ayudado de una presentación con las TIC.
El profesor explicará el manejo de registros con un prototipo hecho por él, del control de algunos sistemas automotrices.
El alumno utilizará las tecnologías de la información para realizar un mapa conceptual del manejo de registros en microcontroladores.
El Alumno analizará la arquitectura de microcontroladores utilizados en prototipos de control de sistemas automotrices
El alumno desarrollará la práctica de laboratorio 5.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Examen departamental 40% Mapa conceptual 10% Prototipo 30%
Prácticas de laboratorio 20%
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ASIGNATURA: Interfases y Microcontroladores CLAVE: HOJA: 7 DE 12
N° UNIDAD: IV NOMBRE: Programación Básica y Aplicación a Circuitos de Automatización
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
Programar un microcontrolador, a través de las entradas y salidas digitales y las entradas analógicas para el control de puertos paralelos en la automatización de un proceso.
No. TEMA TEMA HORAS CLAVE BIBLIOGRÁFICA T P EC 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 Programación básica. Salidas digitales. Entradas digitales. Entradas analógicas.
Aplicación a circuitos eléctricos.
Subtotal 4.5 3.0 4.5 4.5 6.0 22.5.0 3.0 3.0 3.0 9.0 5.0 5.0 5B, 7B, 2C, 6C ESTRATEGIA DIDÁCTICA
El profesor explicará el código fuente de programación de un microcontrolador ayudado de un software de un programa monitor.
El profesor programa un prototipo hecho por él, del control de algunos sistemas automotrices. El Alumno construye un prototipo de adquisición de datos para un sistema automotriz.
El alumno programará un microcontrolador que controle el prototipo del sistema automotriz. El alumno desarrollará las prácticas de laboratorio 6, 7 8 9 y10.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Examen departamental 30% Programación de prototipos 10% Prototipo 20%
Prácticas de laboratorio 40%
N° UNIDAD: V NOMBRE: Aplicación de los Controladores Lógicos Programables en la Automatización.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
Diseñar un proceso automático, a partir del sistema de adquisición de datos y de un controlador lógico programable, para la construcción de un sistema de control automático.
No. TEMA TEMA HORAS CLAVE BIBLIOGRÁFICA T P EC 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
Definición y características principales Selección de los PLC’s.
Programación de un sistema de automatización de un proceso eléctrico
Programación de un sistema de automatización de un proceso electroneumático
Programación de un sistema de automatización de un proceso electrohidraúlico Subtotal 3.0 4.5 3.0 3.0 3.0 16.5 3.0 3.0 6.0 6.0 6.0 8B, 9B ESTRATEGIA DIDÁCTICA
El profesor explicará la utilización de PLC ayudado de una presentación con las TIC.
El profesor explicará la selección de un PLC con la ayuda de un prototipo hecho por él, de un proceso automático.
El Alumno conectara el sistema de adquisición de datos con un PLC para el control automático de su prototipo.
El alumno desarrollará las prácticas de laboratorio 11 y 12.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Examen departamental 40% Conexión del Prototipo 30% Prácticas de laboratorio 30%
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA: Interfases y Microcontroladores CLAVE: HOJA: 9 DE 12
N° UNIDAD: VI NOMBRE: Proyecto Final.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
Desarrollar un circuito de automatización industrial, a partir de un microcontrolador y de un controlador lógico programable (PLC), para la construcción del prototipo final
No. TEMA TEMA HORAS CLAVE BIBLIOGRÁFICA T P EC 6.1 6.2 6.3 6.4
Planteamiento del proyecto
Diseño del sistema de adquisición de datos. Programación del sistema de automatización. Instalación, pruebas y puesta en marcha
Subtotal 1.5 1.5 3.0 3.0 9.0 0 0 6.0 6.0 12.0 4B, 2C, 3B, 4B, 5B, 6C, 7B, 8B, 9B, 10C ESTRATEGIA DIDÁCTICA
El alumno construye el prototipo de control automático de un sistema automotriz. El alumno desarrollará la práctica de laboratorio 13.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Examen departamental 30% Prototipo 50%
Prácticas de laboratorio 20%
PRÁCT. No.
NOMBRE DE LA PRÁCTICA UNIDAD DURACIÓN LUGAR DE REALIZACIÓN
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Realización de un convertidor digital-analógico. Manejo de un convertidor analógico- digital Realización de un sistema de adquisición de datos empleando un transductor.
Utilización de una memoria digital, operaciones de lectura y escritura.
Manejo del programa monitor, programación básica operaciones aritméticas, manejo de subrutinas
Manejo de entradas y salidas digitales con un microcontrolador,
Manejo de protocolos de comunicación con un microcontrolador.
Utilización de entradas analógicas con un microcontrolador.
Automatización de un sistema eléctrico con un microcontrolador.
Automatización de un sistema electroneumático con un microcontrolador
Automatización de un sistema electrohidráulico con un microcontrolador.
Automatización de un sistema eléctrico con un controlador lógico programable.
Automatización de un sistema electroneumático con un controlador lógico programable.
Subtotal I I I II III IV IV IV IV IV V V V 1.5 1.5 3.0 3.0 3.0 3.0 1.5 1.5 1.5 1.5 3.0 1.5 1.5 27.0
Todas las prácticas se realizarán en el Laboratorio relacionado, según la Unidad Académica en que se imparta.
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA: Interfases y Microcontroladores CLAVE: HOJA: 11 DE 12
PERÍODO UNIDAD PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
1 2 3 I y ll III y IV V y VI Examen departamental 40% Mapa conceptual 10% Prototipo 20% Prácticas de laboratorio 30% Examen departamental 30% Mapa conceptual 10% Prototipo 20% Prácticas de laboratorio 40% Examen departamental 30% Prototipo 50% Prácticas de laboratorio 20%
La calificación definitiva será la suma de la obtenida en la teoría, en el laboratorio ; participaciones, mapas conceptuales y prototipos. Siempre y cuando, la teoría y el laboratorio sean aprobatorios.
CLAVE B C BIBLIOGRAFÍA 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X X X X X X X X X X
Angulo Usategui, José M. y Angulo Martínez, Ignacio. Microcontroladores PIC, Diseño Práctico de Aplicaciones. Páginas 440, Ed. McGraw Hill, México,1999, ISBN: 254662554896.
HC11 M68HC11. Manual de Referencias. Motorola.
Kleitz, William. Digital Electronics a Practical Approach. Páginas 350, Ed. Prentice Hall, USA, 1998 ISBN: 3362154687.
Mandado, Enrique. Sistemas Electrónicos Digitales. Páginas 655, Ed. Marcombo. Barcelona, 2000, ISBN: 87462-356.
Maxinez, David G, y Alcalá, Jessica. VHDL El Arte de Programar Sistemas Digitales. Páginas 259, Ed. Cecsa, México, 2002, ISBN: 98564253564.
Morris M, Mano. Lógica Digital y Diseño de Computadoras. Páginas 490, ISNB: 698456321536, Ed. Prentice Hall, México, 1997, ISBN: 98564253564. Nelson P. Victor; Nagle H. Troy; Carrol D. Bill e Irwin J. David. Análisis y Diseño de Circuitos Lógicos Digitales. Páginas 550, Ed. Prentice Hal , México, 1999, ISBN: 3565789952.
Pellerin, David y Holley, Michael. Practical Desing Using Programmable logic. Páginas 540, Ed. Prentice Hal , USA 1991, ISBN: 784523569421.
Remiro Domínguez, Fernando; Gil Padilla, Antonio J y Cuesta García, Luis M. Lógica Digital y Microprogramable. Páginas 680, Ed. Mc Graw Hill, México, 1999, ISBN: 894523112456.
Vyemura P,John. Diseño de Sistemas Digitales, Un Enfoque Integrado. Páginas 430, Ed. Thomson, España, 2000, ISBN: 78546212356545.
1. DATOS GENERALES
ESCUELA: Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
CARRERA: Ingeniería en Sistemas Automotrices SEMESTRE: Séptimo
ÁREA: Básicas C. Ingeniería D. Ingeniería C. Soc. y Hum.
ACADEMIA: Sistemas Automotrices ASIGNATURA: Interfases y Microcontroladores
ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: Licenciatura en Ingeniería en Electrónica, Ingeniería en
Control y Automatización, Ingeniería en Sistemas Automotrices
2. OBJETIVO DE LA ASIGNATURA:
Construir circuitos de control y automatización con microcontroladores acorde a la arquitectura interna y la programación del microcontrolador, con la utilización de interfaces, memorias digitales y PLC, para la solución de problemas de automatización de la industria automotriz.
3. PERFIL DOCENTE:
CONOCIMIENTOS EXPERIENCIA
PROFESIONAL HABILIDADES ACTITUDES
Interfases. Control y Automatización de Procesos. Microcontroladores. Microprocesadores. Manejo de lenguaje ensamblador. Programación de PLC’s. Paquetería, programación y diseño computacional. 3 años en la docencia o experiencia en dar cursos. Desarrollo de proyectos usando. microcontroladores, Microprocesadores y PLC’s. Desarrollo de interfases. Proyectos de electrónica. Facilidad de comunicación Manejo de grupo
Motivar al auto estudio el razonamiento y la investigación. Realizar analogías y comparaciones en forma simple
Manejo de los nuevos modelos educativos y de las TIC. Compromiso social. Responsabilidad. Ética. Superación docente y profesional. Cooperativa Investigación
ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ
________________________________ Ing. Guillermo Escarsega Carrera
PROFESOR COLABORADOR
___________________________________ Ing. Guillermo Santillán Guevara
SUB DIRECTOR ACADEMICO
DIRECTOR DE LA UNIDAD M. en C. Jesús Reyes García
