Diseño Digital para Ingeniería 2 Objetivo Terminal del Curso Analizar y aplicar los conceptos básicos y técnicos de diseño en sistemas lógicos combinacionales y secuenciales programables. Implementar circuitos que controlen secuencias y procesos automáticos. Diseñar sistemas digitales para la manipulación y procesamiento de datos. Breve Descripción El desarrollo de la electrónica, se ha constituido en uno de los más grandes sucesos de la época moderna y ha sido fundamental para los grandes adelantos tecnológicos, en casi todos los campos del saber. Las herramientas y conocimientos de electrónica digital son necesarios para el análisis, diseño e implementación de circuitos y sistemas digitales, en especial con el almacenamiento, transformación y comunicación de la información en forma digital.
Diseño Digital para Ingeniería 5 PRESENTACIÓN Los circuitos digitales se emplean en productos electrónicos como videojuegos, hornos de microondas, sistemas de control para automóviles, dispositivos biomédicos, entre otros; también los podemos encontrar equipos de prueba como medidores, generadores y osciloscopios, dispositivos de telecomunicación y consumo masivo como los celulares, radios, televisores y computadores personales. La era de la electrónica Digital está en auge y las técnicas digitales han reemplazado a muchos de los circuitos análogos empleados en el pasado. El papel o finalidad de la Educación es generar valores y conocimientos que permitan convertir a todos los individuos en seres capaces de pensar, sentir, realizar, generar e innovar, para contribuir al mejoramiento y beneficio de la sociedad a la cuál pertenecen. La Educación abierta o a distancia apoyada en tecnología no se debe limitar al conocimiento, debe asumir el reto de desarrollar las herramientas necesarias que le permitan al estudiante ser un participante activo de su proceso de aprendizaje, éste debe ser inquieto, preguntón crítico y motivarse cada vez más en lo que aprende de su profesor y motivar en él un sentimiento investigativo e innovador. El enfoque de este tipo de Educación está orientado al estudiante, quién es el directo responsable de su proceso de aprendizaje, por lo tanto, para el desarrollo de este curso se implementa un modelo pedagógico y andragógico de aprendizaje interactivo virtual con el apoyo técnico necesario que apoye la Psicología de Aprendizaje, haciendo énfasis en sus tres elementos: Perdurabilidad, Transparencia y Habilidad Práctica. Esto permitirá contrarrestar las desventajas que se presentan en la Educación virtual como son la desmotivación y deserción del estudiante por la lentitud del proceso y por la reducción de la interacción personal. Para lograr aprendizajes sistémicos en la educación, es necesario avanzar hacia un modelo de pedagogía y andragogía que se identifique con los aspectos sociales que se espera, impacten, para lograr así, una transformación de la realidad a través de la educación. El presente curso ha sido elaborado a partir de mi experiencia docente y profesional aplicada en la Universidad Autónoma de Manizales, Universidad de Caldas, Universidad Antonio Nariño, Unitécnica (Ingecómputo) y otras Instituciones del Eje Cafetero. El Módulo Diseño Digital para Ingeniería brindará a los estudiantes los conceptos y técnicas empleadas en el diseño de sistemas lógicos combinacionales y secuenciales, las herramientas y conocimientos de los Circuitos Digitales, a través de ejercicios de aplicación para afianzar los conceptos vistos, y el aprendizaje significativo, facilitando transferir los conocimientos adquiridos a otros contextos de su quehacer profesional. Dedico este trabajo a mi bella esposa Kathy Faridy, a mi bebé por nacer Sara Gabriela, mi mamá Ofelia, tías Lilia y Lucila y demás miembros de mi familia y en especial a la memoria de mi tío José Hernán Espinosa Martínez quien fue un padre para mí (mi mentor) y le debo lo que soy hoy día “que la luz de su alma nos siga guiando por el camino de la vida”. Rubén Darío
Diseño Digital para Ingeniería 6 1. Sistemas Numéricos El sistema decimal es universalmente empleado para representar cantidades en el mundo real. Los sistemas electrónicos digitales tienen que recoger la información y convertirla en dígitos binarios para procesarla internamente. Así mismo, cuando la información es procesada, es necesario convertir esta información, por lo general a decimal antes de llevarla al mundo exterior. En realidad, no se manejan solamente estos dos sistemas, en la práctica se hace necesario utilizar códigos que facilitan el manejo de otras características. En este capítulo, se describirá el código decimal, el código binario, el hexadecimal, el octal, las operaciones entre estos sistemas, las distintas conversiones entre los diferentes sistemas y algunas representaciones de números binarios. Sistemas Binario y Hexadecimal El sistema binario es el más utilizado en los circuitos electrónicos digitales. Existen otros dos sistemas, en las aplicaciones digitales; El hexadecimal y el octal. Su ventaja radica en la facilidad que ofrecen para representar de forma reducida los números binarios. 1.1. Sistema Decimal El sistema decimal es un sistema en base 10. En una cantidad decimal cada dígito tiene un peso asociado a una potencia de 10 según la posición que ocupe. Los pesos para los números enteros son potencias positivas de diez, aumentado de derecha a izquierda, comenzando por 100=1. Peso:….10
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