## 29819 - Digital Electronics

### Teaching Plan Information

2019/20
Subject:
29819 - Digital Electronics
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
326 - Escuela Universitaria Politécnica de Teruel
Degree:
440 - Bachelor's Degree in Electronic and Automatic Engineering
444 - Bachelor's Degree in Electronic and Automatic Engineering
ECTS:
6.0
Year:
2
Semester:
Second semester
Subject Type:
Compulsory
Module:
---

### 3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

IN ZARAGOZA

The course is evaluated according to the following items:

-       Mid-term exam (CP)

-       Final exam (CE)

-       Laboratory classes (CL)

The final grade (CG) is obtained using the following equations:

CGaux = 0.8xCT + 0.2xCL, where CT = max{0.2xCP + 0.6xCE, 0.8xCE}, then:

CG = CGaux if CL>4 and CT>4, otherwise CG = min{4, CGaux}

IN TERUEL

The course is graded following these rules:

COURSE PERIOD:

Laboratory sessions: (grade CL 0 to 10). It accounts for a 25% of the final grade. A minimum of 4 is required to pass the subject.

OFFICIAL CALL (EXAM PERIOD):

• Written exam (theory and problems): grade CT 0 to 10 puntos. It accounts for the 75% of the final grade. A minimum of 4 is required to pass the subject.

• Laboratory exam: grade CL 0 to 10 puntos. It accounts for the 25% of the final grade. A minimum of 4 is required to pass the subject. This exam is compulsory only for those students who did not obtain a minimum of 4 in CL during the course period.

TOTAL GRADE: If the student has a grade of at least 4 in CL and CT, the final grade will be obtained from CL and CT with the weights indicated above. Otherwise, the student will fail and the grade will be obtained as the minimum of these two values: 4 and 0.75xCT+0.25xCL.

### 4.1. Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards the achievement of the learning objectives. It is based on participation and the active role of the student favors the development of communication and decision-making skills. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as lectures, exercises and problems, laboratory sessions, and tutorials.

Students are expected to participate actively in the class throughout the semester.

Classroom materials will be available via Moodle. These include a repository of the lecture notes used in class, the course syllabus, as well as other course-specific learning materials.

Further information regarding the course will be provided on the first day of class.

The course includes the following learning tasks:

In EINA, Zaragoza:

The course includes 6 ECTS organized according to:

- Lectures (1.8 ECTS): 45 hours.

- Laboratory sessions (0.6 ECTS): 15 hours.

- Assignments (0.8 ECTS): 20 hours.

- Autonomous work and study (2.6 ECTS): 65 hours.

- Assessment (0.2 ECTS): 5 hours.

In EUPT, Teruel, the approximate distribution of course activities is:

Classroom activities: 2,4 ECTS (60 hours)

1) Course lectures (T1) (30 hours).

They will include theoretical concepts and practical applications.

2) Case studies (T2) (15 hours)

Different case studies will be worked out in the classroom. Students are encouraged to prepare them in advance. Assignments could also be worked out in this part.

3) Laboratory work (T3) (15 hours).

Several laboratory sessions will be carried out in small groups.

Personal work: 3,6 ECTS (90 hours)

4) Assignments (T6) (20 hours)

This includes the preparation of laboratory sessions.

5) Personal study (T7) (65 hours)

Continuous study will be promoted among students. They can also attend tutorials to solve the specific problems they can face in the course.

6) Evaluation activities (T8) (5 hours)

Assessment will be based on coursework (laboratory work) and final examination.

### 4.3. Syllabus

In EINA, Zaragoza:

The course will address the following topics:

Lectures

Topic 1. Fundamentals of Digital Electronics.

Topic 2. Combinational Logic Circuits.

Topic 3. Sequential Logic Circuits.

Topic 4. Technologies of Digital Circuits.

Laboratory sessions

Session 1. Fire-alarm circuit design.

Session 2. BCD to Seven-segment decoder design.

Session 3. Liquid level indicator circuit design.

Session 4. 2-digit BCD counter design using an FPGA.

Session 5. State-machine design using an FPGA.

Session 6. PWM generation to control a servo motor using an FPGA.

In EUP Teruel:

Syllabus:

• Fundamentals of logic systems
• Characteristics of digital circuits
• Combinational logic
• Introduction to VHDL
• Codification and error detection
• Latches and registers
• Programmable Logic Devices
• Sequential logic
• Counters and its applications

Laboratory sessions:

• Properties of CMOS circuits
• Combinational circuits in VHDL
• Monostable and stables with the 555
• Sequential circuits in VHDL
• Counters in VHDL (I)
• Counters in VHDL (II)
• Design of complex systems

### 4.4. Course planning and calendar

Lectures run for 3 weekly hours. Laboratory sessions will take place every 2 weeks (6 sessions in total) and last 2.5 hours each.

For further details concerning the timetable, classroom and further information regarding this course, please refer to the EINA website (https://eina.unizar.es) in Zaragoza or EUPT in Teruel (https://eupt.unizar.es).

### 4.5. Bibliography and recommended resources

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=29819&year=2019

## 29819 - Electrónica digital

### Información del Plan Docente

2019/20
Asignatura:
29819 - Electrónica digital
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
326 - Escuela Universitaria Politécnica de Teruel
Titulación:
Créditos:
6.0
Curso:
2
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

### 1.1. Objetivos de la asignatura

#### La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

El objetivo de la asignatura es formar al alumno en los fundamentos de la electrónica digital.  No solo se estudian las bases de la electrónica digital, sino que se pretende conseguir capacidad de análisis, de diseño y de mantenimiento de sistemas electrónicos digitales.

### 1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La electrónica digital es una de las grandes ramas de la electrónica.  Esta asignatura es la primera de tipo digital del grado.  Por un lado, para cursarla se requieren sólidos conocimientos de Fundamentos de Electrónica (2º).  Por otro lado, sobre esta asignatura se apoyan el resto de asignaturas con contenidos digitales del grado, como Sistemas Electrónicos Programables (3º).

### 1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Se requieren conocimientos de Fundamentos de Electrónica.

El estudio y trabajo continuado, desde el primer día del curso, son fundamentales para superar con el máximo aprovechamiento la asignatura.

Es importante resolver cuanto antes las dudas que puedan surgir, para lo cual el estudiante cuenta con la asesoría del profesor, tanto durante las clases como en las horas de tutoría destinadas a ello.

### 2.1. Competencias

#### Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

Entender los fundamentos y desarollar aplicaciones de la electrónica digital y microprocesadores.

Diseñar sistemas electrónicos analógicos, digitales y de potencia.

Aplicar las tecnologías de la información y las comunicaciones en la Ingeniería.

Comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en castellano.

Usar las técnicas, habilidades y herramientas de la Ingeniería necesarias para la práctica de la misma.

Aprender de forma continuada y desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo

#### El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

Maneja la codificación de la información y el álgebra de Boole y construye electrónicamente funciones lógicas.

Explica la funcionalidad de los bloques digitales habituales y es capaz de combinarlos y utilizarlos.

Explica el significado y la funcionalidad del sincronismo y lo tiene en cuenta en los diseños.

Aplica los grafos de estado a la descripción de circuitos electrónicos secuenciales y es capaz de resolverlos en términos de funciones booleanas.

Es capaz de construir diagramas de bloques de sistemas digitales de aplicación industrial de cierta complejidad.

Explica la tecnología CMOS, está familiarizado con sus características funcionales e interpreta las hojas de datos de los circuitos integrados comerciales digitales.

Posee habilidad de montaje de circuitos digitales en el laboratorio para su comprobación y utiliza herramientas de simulación.

### 2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Durante muchos años, las aplicaciones de la electrónica digital se limitaron a los sistemas informáticos. Hoy día, la tecnología digital tiene aplicación en un amplio rango de áreas además de la informática, como la televisión, los sistemas de comunicaciones, de radar, instrumentación médica, control de procesos industriales y electrónica de consumo.

Esta asignatura presenta la electrónica digital, desde los fundamentos de sistemas lógicos, hasta su implementación en aplicaciones reales, a través de montajes en el laboratorio y el uso de herramientas de diseño asistido por ordenador.

### 3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

#### El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluacion

EVALUACIÓN EN LA EINA DE ZARAGOZA

1) Prueba parcial escrita (20 %)

Con el fin de incentivar el trabajo continuado, se realizará una prueba parcial compuesta por un problema de diseño, a realizar al finalizar el tema 3 de la asignatura.

Calificación de 0 a 10 puntos.

2) Examen teórico-práctico (60 % o 80 %)

Compuesto por cuestiones teórico-prácticas y un problema de diseño, a realizar en las convocatorias oficiales. Supondrá el 60 % de la calificación global del estudiante o el 80% en los siguientes casos:

-       el estudiante no realizó la prueba parcial,

-       la calificación con esta fórmula resulta ventajosa para el estudiante respecto a utilizar la nota de la prueba parcial.

Calificación de 0 a 10 puntos.

3) Prácticas de laboratorio (20 %)

Se calificarán a partir del trabajo de los estudiantes en el laboratorio o mediante un examen de laboratorio a realizar en las convocatorias oficiales. De este examen estarán eximidos los estudiantes que hayan obtenido una calificación de prácticas durante el curso mayor o igual que 4 puntos. Para superar el examen de laboratorio se requiere una calificación >= 5.

Calificación de 0 a 10 puntos.

PRUEBA GLOBAL (CONVOCATORIAS OFICIALES)

En las dos convocatorias oficiales se realizará la evaluación global del estudiante, para la que se utilizará la calificación CT de 0 a 10 puntos obtenida de los exámenes escritos y la calificación CL de 0 a 10 puntos obtenida de las prácticas de laboratorio. Si el estudiante ha obtenido una calificación mayor o igual que 4 puntos en cada una de las partes por separado (CL y CT), la calificación global de la asignatura será (0.2xCL 0.8xCT). En otro caso, la calificación global será: mín (4, (0.2xCL 0.8xCT)). La asignatura se supera con una calificación global de 5 puntos sobre 10.

EVALUACIÓN EN LA EUPT (TERUEL)

DURANTE EL PERIODO DOCENTE

Prácticas de Laboratorio (25%)

Se valorará la metodología de diseño, el funcionamiento del circuito, el manejo del instrumental y de las herramientas software del laboratorio, así como la explicación de la práctica. Podrá haber sesiones específicas para la evaluación de las prácticas.

Calificación CL de 0 a 10 puntos, supondrá el 25% de la calificación global del estudiante. Es necesario obtener un mínimo de 4 puntos.

PRUEBA GLOBAL (CONVOCATORIAS OFICIALES)

En las dos convocatorias oficiales se realizará la evaluación global del estudiante. En ambas fechas se realizarán las siguientes pruebas:

• Examen teórico-práctico: calificación CT de 0 a 10 puntos (75%). Se valorará la corrección de las respuestas, los desarrollos, diseños y resultados numéricos. Para superar la asignatura se requiere una calificación mínima de 4.

• Examen de laboratorio: calificación CL de 0 a 10 puntos (25%). De este examen estarán eximidos los estudiantes que hayan obtenido una calificación de prácticas durante el curso mayor o igual que 4 puntos. El examen consistirá en la implementación de circuitos digitales similares a los desarrollados durante el curso en las sesiones de prácticas de laboratorio. Se valorará la metodología de diseño, el funcionamiento del circuito, el manejo del instrumental y de las herramientas software del laboratorio, así como la explicación del diseño. Para superar la asignatura, se requiere una calificación mínima de 4.

CALIFICACIÓN FINAL: Si el alumno ha alcanzado 4 puntos en la evaluación de laboratorio (CL) y en el examen teórico-práctico (CT), la calificación final se obtiene a partir de las dos calificaciones con la ponderación indicada. En caso contrario, el alumno tendrá Suspenso, con el valor numérico obtenido como el mínimo de estos dos valores: 4 y 0.75xCT+0.25xCL.

### 4.1. Presentación metodológica general

#### El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

El proceso de enseñanza se desarrollará en tres niveles principales: clases de teoría, problemas y laboratorio, con creciente nivel de participación del estudiante.

- En las clases de teoría se expondrán las bases teóricas de los sistemas electrónicos digitales, ilustrándose con numerosos ejemplos.

- En las clases de problemas se desarrollarán problemas y casos tipo con la participación de los estudiantes.

- Se desarrollarán prácticas de laboratorio en grupos reducidos, donde el estudiante montará y comprobará el funcionamiento de circuitos electrónicos digitales.

#### El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...

TRABAJO PRESENCIAL: 2.4 ECTS (60 horas)

1) Clase magistral (45 horas presenciales).

1.1) Clases teóricas: Sesiones expositivas y explicativas de contenidos.  Se presentarán los conceptos y fundamentos de los sistemas electrónicos digitales, ilustrándolos con ejemplos reales.  Se fomentará la participación del estudiante a través de preguntas y breves debates.

1.2) Clases de resolución de problemas: Se desarrollarán problemas y casos con la participación de los estudiantes, coordinados en todo momento con los contenidos teóricos.  Se fomenta que el estudiante trabaje previamente los problemas.

2) Prácticas de laboratorio (15 horas presenciales).

Consistirá en la implementación de circuitos digitales, donde se valorará la metodología de diseño, el funcionamiento del circuito, el manejo del instrumental y de las herramientas software del laboratorio.  El estudiante dispondrá de un guión de cada práctica, que tendrá que preparar antes de su desarrollo en el laboratorio.

TRABAJO NO PRESENCIAL: 3.6 ECTS (90 horas)

1) Trabajos docentes (20 horas).

Se incluye en este apartado la elaboración del trabajo previo requerido en la preparación de las prácticas de laboratorio.

2) Estudio (65 horas).

Se fomentará el trabajo continuo del estudiante mediante la distribución homogénea a lo largo del semestre de las diversas actividades de aprendizaje.

Periódicamente se propondrá al estudiante ejercicios y casos a desarrollar por su cuenta, algunos de los cuales se resolverán en las clases presenciales.

Las tutorías permiten una atención directa al estudiante, identificación de problemas de aprendizaje, orientación en la asignatura, atención a ejercicios y trabajos…

3) Pruebas de evaluación (5 horas).

Además de la función calificadora, la evaluación también es una herramienta de aprendizaje con la que el alumno comprueba el grado de comprensión y asimilación alcanzado.

### 4.3. Programa

En la EINA de Zaragoza:

El programa por temas que se propone para alcanzar los resultados de aprendizaje propuestos es el siguiente:

-T1. Fundamentos de electrónica digital

- Circuitos digitales.

- Álgebra de Boole.

- Sistemas de numeración.

- Lenguaje de descripción de hardware VHDL.

- T2.  Circuitos combinacionales.

- Multiplexores y demultiplexores.

- Look-up table (ROM).

- T3.  Circuitos secuenciales.

- Circuito iterativo secuecial.

- Reglas de diseño de circuitos digitales.

- T4. Tecnología de los circuitos digitales.

- Tecnología de dispositivo. Tecnología CMOS.

- Caracterísiticas operacionales. Parámetros temporales.

- Interconexión.

- Tecnologías de implementación: SPLD, CPLD, FPGA.

Programa de las sesiones de prácticas:

- P1. Sistema de alarma de incendios.

- P2. Visualizador de 7 segmentos.

- P3. Indicador de nivel de líquido.

- P4. Contador BCD de 2 dígitos.

- P5. Máquina de estados para manejo de intermitentes.

- P6. Generación de señal PWM para servo de modelismo.

En la EUP de Teruel:

El programa por temas que se propone para alcanzar los resultados de aprendizaje propuestos es el siguiente:

- Fundamentos de sistemas lógicos

- Características de los circuitos digitales

- Bloques combinacionales

- Introducción a VHDL

- Codificación y detección de error

- Biestables y registros

- Dispositivos Lógicos Programables

- Sistemas Secuenciales

Sesiones de prácticas:

- Propiedades de los circuitos CMOS

- Circuitos combinacionales en VHDL

- Monostables y astables con el 555

- Circuitos secuenciales en VHDL

- Diseño de sistemas complejos

### 4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

#### Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

Las clases magistrales y de problemas y las sesiones de prácticas en el laboratorio se imparten según horario establecido por el Centro, que es publicado con anterioridad a la fecha de comienzo del curso. Las fechas de exámenes de las convocatorias oficiales también son fijadas por el Centro.

Cada profesor informará de su horario de atención de tutoría.

El resto de actividades se planificará en función del número de alumnos y se dará a conocer con la suficiente antelación.  Podrá consultarse en http://moodle.unizar.es

El calendario detallado de las diversas actividades a desarrollar se establecerá una vez que la Universidad y el Centro hayan aprobado el calendario académico (el cual podrá ser consultado en la web del centro). Las fechas de los exámenes de las convocatorias oficiales las fija la dirección del Centro.

La relación y fecha de las diversas actividades, junto con todo tipo de información y documentación sobre la asignatura, se publicará en http://moodle.unizar.es/ (Nota. Para acceder a esta web el estudiante debe estar matriculado).

A título orientativo:

- Cada semana se tienen 3h de clases en aula dedicadas a teoría y resolución de problemas o casos prácticos.

- Cada dos semanas el estudiante realizará una práctica de laboratorio.

### 4.5. Bibliografía y recursos recomendados

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=29819&year=2019