título: desarrollo de prácticas de laboratorios para

Título: Desarrollo de prácticas de laboratorios para Electrónica

Digital con TINA v8.0.

, junio 2019

Autor: Ivis Claudia Gutierrez Gómez

Tutor: Dr. Juan Pablo Barrios Rodríguez

Departamento de Telecomunicaciones y

Electrónica

Title: Development of laboratory practices for Digital Electronics

with Tina v8.0.

Author: Ivis Claudia Gutierrez Gómez

Thesis Director: Dr. Juan Pablo Barrios Rodríguez

, june 2019

Academic Departament

Telecomunications and Electronics

Este documento es Propiedad Patrimonial de la Universidad Central “Marta Abreu” de

Las Villas, y se encuentra depositado en los fondos de la Biblioteca Universitaria

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de la mencionada casa de altos estudios.

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Las Villas. Carretera a Camajuaní. Km 5½. Santa Clara. Villa Clara. Cuba. CP. 54 830

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i

PENSAMIENTO

El único modo de hacer un gran trabajo es amar lo que haces. Si aún no lo has

encontrado, sigue buscando. No te conformes. Como en todo lo que es propio del

corazón, lo sabrás cuando lo encuentres.

Steve Jobs

ii

DEDICATORIA

A mi confidente, amiga, hermana. A quien ha hecho posible este y cada uno de

mis sueños. Quien no ha dejado de amarme y protegerme ni un segundo de mi

existencia. Quien ha dedicado su vida a velar por mis miedos, mis metas y mis

logros. Quien ha sacrificado su propia felicidad para alcanzar la mía. A mi madre.

iii

AGRADECIMIENTOS

A mi madre, que no ha podido estar aquí hoy físicamente, pero ha sido el motor

impulsor de este proyecto.

A mi compañero de vida, quien estuvo cada segundo a mi lado apoyándome.

A mi niño bello, Victor te extraño mucho y aunque no estés presente has estado

en mis pensamientos cada día.

A mi tutor por su tiempo, dedicación y por todos los conocimientos trasmitidos.

Al Dr Carlos Alberto Bazán Prieto por su atención y sus consejos que me

ayudaron infinitamente en la realización de este proyecto.

A mi papá, por enseñarme que el camino no por ser difícil deja de valer la pena.

A mis hermanos.

A mi familia maravillosa que me sirvió de acicate para continuar mi carrera.

A mis compañeros de clase en esta etapa tan maravillosa. En especial a mi amigo

Yordanys que me ha apoyado incondicionalmente.

A mis amigos de la carrera, Jorge, Patricia, Adrián, Sergio, Armando, Manso… los

quiero y nunca los voy a olvidar así nuestras vidas tomen diferentes rumbos.

Muchas gracias por todo el apoyo que me han brindado

A mi suegra, gracias por hacerme parte de tu familia.

A mis amigos para toda la vida, Anita, Darío, Robin, Mili.

A mi familia de corazón, Eglis, Amarilis, Tony, gracias por incluirme en sus vidas

como una hija más.

A mis amigas incondicionales, Mailie y Lulu, no tengo palabras para definir lo

maravillosa que ha sido su presencia en mi vida.

A todos los que confiaron en mí.

iv

RESUMEN

En el presente trabajo de Diploma se caracteriza el estado actual de los

simuladores utilizados en la Electrónica Digital. Se reconoce que el uso de estos

simuladores es de suma necesidad en el desarrollo de las habilidades politécnicas

en el estudiante. Además, la simulación de los circuitos, permite que el estudiante

logre profundizar conocimientos teóricos. Se selecciona el software Tina Industrial

v8.0 como el más adecuado para la implementación de los laboratorios de

Electrónica Digital I y II para los cursantes de la Carrera de Telecomunicaciones y

Electrónica, dado que este simulador abarca el amplio espectro del diseño y

análisis de circuitos analógicos, digitales, VHDL y mixtos, así como que no

requiere de ordenadores potentes, lo que permite la creación de un puesto de

trabajo sin costo alguno para la facultad. Las potencialidades del mismo se

evidenciaron con el montaje de múltiples ejemplos prácticos que demostraron que

la herramienta de software utilizada se puede emplear eficientemente para

alcanzar resultados satisfactorios en el aprendizaje del diseño digital. Como

resultado fundamental se presentan un conjunto de prácticas de laboratorio,

implementadas en Tina v8.0, de alto nivel de aplicación práctica para motivar y

favorecer el estudio independiente de los estudiantes del Curso Regular Diurno.

v

TABLA DE CONTENIDOS

PENSAMIENTO .................................................................................................................... i

DEDICATORIA .................................................................................................................... ii

AGRADECIMIENTOS ....................................................................................................... iii

RESUMEN ........................................................................................................................... iv

INTRODUCCIÓN ................................................................................................................. 1

CAPÍTULO 1. Análisis de herramientas de diseño y simulación por computadora

para la Electrónica Digital. .................................................................................................. 4

1.1 El diseño y simulación Electrónico Digital en la actualidad. ................ 4

1.2. Caracterización de los simuladores utilizados en los últimos años en

las universidades de prestigio. ....................................................................................... 9

1.2.1 Proteus ............................................................................................................. 9

1.2.2 Multisim .......................................................................................................... 11

1.2.3 Simulink ......................................................................................................... 12

1.2.4 Tina ................................................................................................................. 13

1.3 Selección de la herramienta de diseño y simulación ......................................... 14

CAPÍTULO 2. Características de Tina v8.0 y sus facilidades para el diseño y

simulación de circuitos digitales. ..................................................................................... 16

2.1 Instalación del software. .......................................................................... 16

2.1.1 Inicialización del simulador ......................................................................... 17

vi

2.2 Principales componentes y herramientas ............................................ 18

2.3 Implementación y simulación de circuitos digitales utilizando Tina

v8.0. 20

2.3.1 Logic Design. ................................................................................................ 20

2.3.2 FSM y VHDL. ................................................................................................ 22

2.3.3 Diseño de circuitos de media complejidad a partir de las bibliotecas de

componentes. ............................................................................................................. 26

2.3.4 Buses ............................................................................................................. 28

2.3.5 Logic Analyzer. ............................................................................................. 29

CAPÍTULO 3. Desarrollo de prácticas de laboratorio de Electrónica Digital I y II

con Tina v8.0. 31

3.1 Propuesta de Prácticas de Laboratorio para Electrónica Digital I .... 34

3.2 Propuesta de Prácticas de Laboratorios de Electrónica Digital II. ... 40

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................ 49

Conclusiones .................................................................................................................. 49

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................................ 50

ANEXOS .............................................................................................................................. 53

Anexo I Ejercicio 1 Práctica de Laboratorio 1. Funciones básicas AND, OR,

NOT con compuertas universales. Electrónica Digital I (EDI). ............................... 53

Anexo II Ejercicio 2 Práctica de Laboratorio 1NAND de 4 entradas. EDI. ...... 53

Anexo III Ejercicio 3 Práctica de Laboratorio 1Teorema de consenso. EDI. ... 54

Anexo IV Ejercicio 4 de la práctica 1. NAND de 3 entradas en VHDL. EDI. .... 54

Anexo V Ejercicio 5 de la Práctica de Laboratorio 1. EDI. ................................. 54

Anexo VI Ejercicio 6 de la Práctica de Laboratorio 1. EDI. ................................. 55

Anexo VII Ejercicio 1 de la Práctica de Laboratorio 2. Números primos. EDI. . 55

vii

Anexo VIII Ejercicio 2 de la Práctica de Laboratorio 2. EDI. ................................. 56

Anexo IX Ejercicio 3 de la Práctica de Laboratorio 2. Decodificador de 2 a 4

con SSI. EDI. .................................................................................................................. 56

Anexo X Ejercicio 3 de la Práctica de Laboratorio 2. Decodificador de 2 a 4

vhdl. EDI. 57

Anexo XI Ejercicio 4 de la Práctica de Laboratorio 2. Multiplexor de 4 a 1. EDI.

57

Anexo XII Ejercicio 4 de la Práctica de Laboratorio 2. Multiplexor de 4 a 1.

VHDL. EDI. 58

Anexo XIII Ejercicio 5 de la Práctica de Laboratorio 2. Restador. EDI. .............. 58

Anexo XIV Ejercicio 1 de la Práctica de Laboratorio 3. Decodificador de 4 a 16.

EDI. 59

Anexo XV Ejercicio 2 de la Práctica de Laboratorio 3. Multiplexor de 16 a 1.

EDI. 59

Anexo XVI Ejercicio 3 de la Práctica de Laboratorio 3. VHDL de la ALU

74xxx381. EDI. ............................................................................................................... 60

Anexo XVII Ejercicio 4 de la Práctica de Laboratorio 3. Mayor Medio Menor en

VHDL. EDI. 60

Anexo XVIII Ejercicio 1 de la Práctica de Laboratorio 1. EDII. ................................ 61

Anexo XIX Ejercicio 2 de la Práctica de Laboratorio 1. EDII. ................................ 61

Anexo XX Ejercicio 3 de la Práctica de Laboratorio 1. EDII. ................................ 62

Anexo XXI Ejercicio 4 de la Práctica de Laboratorio 1. Generador de números

aleatorios. EDII. .............................................................................................................. 62

Anexo XXII Ejercicio 5 de la Práctica de Laboratorio 1. Manchester EDII. .......... 63

Anexo XXIII Ejercicio 6 de la Práctica de Laboratorio 1.NRZ.EDII. ....................... 63

Anexo XXV Ejercicio 7 de la Práctica de Laboratorio 1. VHDL. EDII. ................... 64

viii

Anexo XXVI Ejercicio 1 de la Práctica de Laboratorio 2. EDII. ................................ 65

Anexo XXVII Ejercicio 2 de la Práctica de Laboratorio 2. EDII. ........................... 65

Anexo XXVIII Ejercicio 3 de la Práctica de Laboratorio 2. EDII. .......................... 66

Anexo XXIX Ejercicio 1 de la Práctica de Laboratorio 3. Cartel ASM. EDII. ......... 66

INTRODUCCIÓN 1

INTRODUCCIÓN

El fenómeno globalizador actual tiene implicación no solo en la economía y en la

política, en la educación y la cultura, también en la ciencia y la tecnología. Pasa a

un primer plano el nivel de competencia que determina, a su vez mayor desarrollo

científico y este último debe estar respaldado por una educación superior de

excelencia, que garantice la formación de profesionales capaces de enfrentar los

retos del mundo contemporáneo.

Como parte de las formas y métodos de enseñanza y aprendizaje más flexibles

están las nuevas tecnologías de la información y la comunicación (TIC) que giran

en torno a tres medios básicos: la informática, la microelectrónica y las

telecomunicaciones. Pero giran no solo de forma aislada sino, lo que es más

significativo, de manera interactiva e interconexionadas, lo que permite conseguir

nuevas realidades comunicativas (Cabero 1998).

Teniendo en cuenta que en los nuevos planes de estudios se proponen como

objetivos formar una persona con capacidad politécnica, es decir, habilidades

prácticas que le permitan responder a las demandas fundamentales del país, y

considerando la profundización y especialización teórica mediante el postgrado es

que se ha decidido implementar un cambio de plan de estudio en la carrera de

Telecomunicaciones y Electrónica. El objetivo fundamental del nuevo plan es

establecer el control del grado de desarrollo de las habilidades y hábitos, del

dominio de los métodos de trabajo y de la vinculación de la teoría con la práctica.

De ahí que el proyecto esté encaminado al desarrollo de un conjunto de prácticas

de laboratorio para las asignaturas de Electrónica Digital que cumplan con los

objetivos antes definidos. Es por ello que resulta necesario analizar y seleccionar

INTRODUCCIÓN 2

una herramienta de ayuda al diseño y simulación a tono con las tendencias

actuales para incrementar el nivel de motivación e independencia en el trabajo de

los estudiantes y, a su vez, disminuir la cantidad de programas utilizados con

dicho fin. El desarrollo de dichas prácticas de simulación se complementaría con

los módulos de hardware de laboratorio que recientemente se han adquirido

mediante donativo chino. El colectivo de Electrónica Digital ha trabajado

anteriormente en la simulación de las prácticas de laboratorio con otros softwares

tales como: Electronic Workbench, MMlogic, OrCAD y Multisim. (Brito 2016).

Las invariantes de contenido y estrategias de diseño electrónico digital moderno

caracterizadas por una fuerte componente de la descripción de los circuitos en

lenguaje de hardware, (VHDL y/o Verilog), no están a tono con los softwares antes

mencionados. Los simuladores utilizados hasta la fecha, en las asignaturas de

Electrónica Digital, no permiten simulación mixta y circuitos descritos en lenguaje

de hardware, excepto las versiones más actualizadas de Multisim las cuales no se

disponen en la facultad y exigen elevados requerimientos de hardware, con los

que no se cuenta.

De lo planteado, se deriva que el problema científico de esta investigación radica

en: ¿Cómo abarcar, en la simulación, el amplio espectro de circuitos analógicos,

digitales (incluyendo sistemas digitales donde coexisten bloques VHDL descritos

por el diseñador) y circuitos mixtos? A partir de la definición del problema, se

plantea como objetivo general de esta investigación: Desarrollar un módulo de

prácticas de laboratorio para Electrónica Digital que cumpla con las exigencias de

habilidades politécnicas previstas para estas asignaturas en el plan de estudio E,

con una herramienta de diseño y simulación capaz de abarcar el amplio espectro

de circuitos digitales, donde coexistan bloques VHDL descritos por el diseñador y

circuitos mixtos.

Del anterior objetivo general se derivan los objetivos específicos siguientes:

1. Caracterizar el estado actual de los softwares para el diseño y simulación de

circuitos electrónicos digitales que son utilizados para la enseñanza.

2. Describir el software de simulación electrónica adecuado.

INTRODUCCIÓN 3

3. Desarrollar un conjunto de prácticas de laboratorio con vista a facilitar el trabajo

independiente de los estudiantes en la asignatura de Electrónica Digital,

orientadas al Plan de estudios E, a través del software seleccionado.

La ejecución de este proyecto tiene un elevado impacto dentro del

perfeccionamiento metodológico de las asignaturas de Electrónica Digital que

favorece el proceso de enseñanza-aprendizaje, reduciendo el número de

herramientas de simulación de circuitos entre las electrónicas debido a la ventaja

del software propuesto de tener todas las herramientas de análisis y diseño en sí

mismo.

Organización del informe

El informe incluye tres capítulos, además de las conclusiones, recomendaciones,

referencias bibliográficas y anexos. Los temas que se abordan en cada capítulo se

encuentran estructurados de la forma siguiente:

Capítulo I: Se hace un análisis crítico de la bibliografía consultada en lo

relativo a los softwares de simulación y diseño de circuitos digitales en las

universidades identificándose el software más eficiente para la simulación de

circuitos.

Capítulo II: Se particularizan las características del entorno Tina y sus

facilidades para el diseño y simulación.

Capítulo III: Se realiza una propuesta de prácticas de laboratorio de la

asignatura Electrónica Digital con el software Tina v8.0.

CAPÍTULO 1. ANÁLISIS DE HERRAMIENTAS DE DISEÑO Y SIMULACIÓN POR COMPUTADORA

PARA LA ELECTRÓNICA DIGITAL

CAPÍTULO 1. Análisis de herramientas de diseño y simulación por

computadora para la Electrónica Digital.

En este capítulo se analiza el estado actual del diseño y simulación de circuitos

digitales, y las herramientas existentes. Para ello, se analizan las distintas

herramientas de simulación y su empleo en las asignaturas de electrónica Digital.

Para este análisis se toman las experiencias anteriores en la impartición de estas

asignaturas en la Facultad de Ingeniería Eléctrica y en otras universidades a nivel

mundial.

1.1 El diseño y simulación Electrónico Digital en la actualidad.

En el DRAE (Diccionario de la Real Academia Española) se define diseño como:

- Descripción o bosquejo de alguna cosa, hecho por palabras.

- Proyecto, plan.

- Concepción original de un objeto u obra destinados a la producción en

serie.

- Forma de cada uno de estos objetos.

De la misma forma expresa que diseñar es: Hacer un diseño. Otros autores

(Wakerly 2000, Mano 1995) señalan como la función actual del diseño digital “la

creación de sistemas”, lo que reafirma la complejidad de los circuitos digitales

modernos y, por ende, del proceso asociado a su realización.

Según Wakerly: “El diseño digital es ingeniería, e ingeniería es solucionar un

problema... En mi experiencia personal sólo entre un 5-10% de los diseños tienen



un aporte nuevo, mientras que el resto está formado por módulos característicos o

típicos y diseñar, utilizando estos módulos típicos, es mucho más fácil en estos

tiempos que hace 20 o 10 años atrás. De manera que entre un 50-100% del

tiempo de diseño se consume actualmente en la parte nueva del mismo” (Wakerly

2000).

En términos generales, se puede definir diseño electrónico digital (también diseño

digital) como el proceso planificado y organizado mediante el cual se implementa

un sistema electrónico digital concreto, con vista a solucionar un problema

práctico. El diseño es, además de un proceso tecnológico, el modo de actuación

de los especialistas de la electrónica, es por tanto una habilidad profesional

compleja (Barrios 2006).

En la Electrónica Digital moderna, caracterizada por su alto desarrollo tecnológico,

coexisten un conjunto de conceptos (invariantes de contenido) interrelacionados

que presentan además diversas alternativas de representación y realización.

Tanto la representación (modelación) como la realización de un problema,

solucionable dentro del campo de la Electrónica Digital, se combinan en el proceso

llamado diseño.

El incremento de la complejidad de los sistemas creados por el ser humano,

producto del desarrollo tecnológico en diferentes áreas, hizo necesario desarrollar

métodos de diseño que garantizaran el correcto funcionamiento del sistema una

vez implementado, así como la eficiencia y la repetitividad de dicho proceso.

Dichos métodos han tenido, además, que ir cambiando conforme se ha elevado la

complejidad de los mismos (Barrios 2006).

Según (Mandado 2000), han sido numerosos los autores que han propuestos

modelos del proceso de diseño, aplicables a cualquier tecnología, que permitan el

desarrollo de un método para realizarlo. Entre ellos se destaca el modelo

propuesto por la asociación de ingenieros alemanes a través de la norma VDI

2221 (Barrios 2006) (ver Figura 1.1). En la misma se concibe la estructura del

diseño como un sistema jerárquico en el que cada componente constituye un

módulo separado, que parte de un problema global, dividido en sub-problema, los



cuales se trabajan como problemas individuales y se les da soluciones

individuales. Que conlleva a un conjunto de sub-soluciones para llegar a una

solución global. La utilización de esta estrategia en el diseño de sistemas digitales

complejos tiene la ventaja de que los módulos pueden ser realizados para diseñar

diferentes sistemas (reutilización), con la consiguiente reducción del costo de

diseño.

Figura 1.1. Descripción gráfica del modelo de diseño VDI 2221.

Los sistemas digitales complejos se definen como aquellos compuestos por un

número de componentes elementales (compuertas) superior a cien y se

caracterizan porque en su diseño no es posible utilizar los métodos manuales

“clásicos" (ecuaciones del Álgebra de Boole, relaciones de entrada salida en forma

de tabla de verdad, entre otras) (Barrios 2006).

Lo anterior permite caracterizar al diseño digital como resultado (implementación

física) y como proceso o sucesión de fases, con un método o estrategia propio.

Diversos autores han estudiado las etapas por las cuales transita el diseño digital

moderno (Nayibi 1993, Gajski 1997, Pellerin 1997, Mandado 2000, Wakerly 2000,

Alfonso 2002, Pollán 2003). La diferenciación entre una u otra etapa depende

esencialmente de los cambios cualitativos que tiene el diseño, desde que se

plantea como un problema hasta que se obtiene una realización física del mismo



que cumple con eficiencia los requisitos iniciales.

En la Figura 1.2 se muestran estas etapas, así como su interrelación. El

planteamiento del problema surge de las propias exigencias de las esferas de la

producción, el comercio o los servicios y pasar de este, descrito en un lenguaje

natural a una descripción formal no ambigua (Tabla de Verdad, Grafo, Esquemas,

HDLs) exige de un proceso previo que, en la esfera tecnológica se denomina:

Análisis de las especificaciones de diseño. Como resultado de este análisis se

describe un modelo funcional del problema.

Figura 1.2. Etapas del proceso de diseño digital.

Una vez que se dispone de la descripción funcional del sistema, las herramientas

computacionales de ayuda al diseño (CAD o EDA en inglés) tienen la

potencialidad de realizar la síntesis de dicho modelo en diferentes niveles que van

desde el más alto e independiente de la tecnología hasta la realización física en la

forma de un circuito integrado o chip.

En cada uno de estos niveles es necesario comprobar el funcionamiento del

circuito que, de no resultar satisfactorio obligaría a un reanálisis de las

especificaciones iniciales (Barrios 2006).



Los softwares de ayuda al diseño y simulación de circuitos electrónicos son una

herramienta imprescindible para el proceso de enseñanza-aprendizaje de los

estudiantes de las especialidades afines con la electrónica y las

telecomunicaciones.

En el presente capítulo se realiza un análisis de diferentes softwares profesionales

capaces de diseñar y simular circuitos digitales, con el fin de determinar cuál de

estos permite desarrollar las habilidades politécnicas de los estudiantes, en

respuesta a las exigencias establecidas en el plan de estudio.

Es importante destacar que dicho análisis se realizará teniendo en cuenta los

siguientes aspectos:

1. Dichas herramientas de ayuda al diseño y simulación electrónica digital

deben cumplir con los objetivos planteados para el plan de estudio de la

carrera de Telecomunicaciones y Electrónica.

2. Que exista factibilidad tanto para su instalación como para la asimilación de

la herramienta.

3. Tengan un reconocimiento internacional por universidades de prestigio o

empresas dedicadas a este ámbito.

En la actualidad el diseño electrónico digital asistido por computadora forma parte

del entorno característico de todos los profesionales del perfil y es una

indispensable herramienta de trabajo. Los softwares simuladores de circuitos son

muy útiles para explicar el comportamiento de éstos de una forma asequible a los

alumnos y especialistas de ciclos formativos de la rama de Electrónica, dada la

amplia información que ofrecen sobre los valores de entrada y salida, propagación

de onda, análisis temporales, frecuenciales, etc., mostrando un comportamiento

general muy cercano a los sistemas reales.

Por otro lado, los programas tecnológicos de formación universitaria requieren de

actividades prácticas para su correcta comprensión, es necesario, no solo estudio

teórico, también un desarrollo práctico que permita asimilar por parte del alumno

una comprensión total. Los simuladores electrónicos permiten cubrir parte de esta

necesidad de una forma sencilla, desde el computador del propio estudiante se



podrá realizar una mayor cantidad de pruebas o ensayos de los que podría hacer

en un laboratorio real (Villegas 2014).

El uso de la simulación por ordenador es una herramienta muy utilizada hoy en día

a la hora de explicar la electrónica en el aula, al ser la forma más sencilla de

comprobar el funcionamiento de determinado circuito o diseño en general.

1.2. Caracterización de los simuladores utilizados en los últimos años en las

universidades de prestigio.

Un aspecto típicamente informático que está cumpliendo un cometido importante

en la enseñanza es la simulación, la cual es una metodología indispensable para

la descripción y análisis de una amplia variedad de problemas reales, con la

intensión que el alumno sea capaz de aprender y crear habilidades de estudio.

Para ello hay que hacer uso extenso de las técnicas gráficas interactivas:

construcción de figuras, animación de imágenes, etc. Cuando no se puede, o no

se debe tener acceso a la experiencia real, la simulación cumple un papel

insustituible (Albo 1999).

Los simuladores de circuito han sido en los últimos años una herramienta muy

importante en el estudio de las carreras tecnológicas a nivel mundial, así como en

el trabajo cotidiano del profesional.

1.2.1 Proteus

Proteus Design Suite es un software de automatización de diseño electrónico,

desarrollado por Labcenter Electronics, que consta de los dos programas

principales: Ares e Isis, y los módulos VSM y Electra (Enerxia 2019).

ISIS

El programa ISIS (Sistema de Enrutado de Esquemas Inteligente). Es la

herramienta para la elaboración avanzada de esquemas electrónicos, que

incorpora una librería de más de 6.000 modelos de dispositivos digitales y

analógicos.

Permite diseñar el plano eléctrico del circuito que se desea realizar con

componentes muy variados, desde simples resistencias, hasta alguno que otro



microprocesador o microcontrolador, incluyendo fuentes de alimentación,

generadores de señales y muchos otros componentes.

Es ideal para una rápida realización de complejos diseños de esquemas

electrónicos destinados tanto para tareas de simulación y pruebas como para la

construcción de equipos electrónicos. Permitirá realizar el esquema electrónico del

circuito que se desee diseñar posteriormente a través del entorno ARES.

ARES

ARES (Software de Edición y Ruteo Avanzado) es la herramienta para la

elaboración de placas de circuito impreso con posicionador automático de

elementos y generación automática de pistas, que permite el uso de hasta 16

capas. Con ARES el trabajo duro de la realización de las placas de circuito

impreso recae sobre el PC en lugar de sobre el diseñador. Una vez diseñado el

esquema electrónico en ISIS se genera automáticamente la lista de redes

(NETLIST).

ARES es capaz de recibir esta lista de redes para diseñar, a partir de ella, la placa

de circuito impreso. De esta forma se asegura que la placa tenga unidos entre sí

los pines de forma idéntica a como está definido en el esquema electrónico. Se

suministra con una extensa y completa librería que incluye los formatos de

encapsulado de la mayoría de los componentes convencionales, como circuitos

integrados, transistores, diodos, resistencias, etc. La información del encapsulado

incluye, como es lógico, la huella (footprint) del componente.

Con Ares, además, se puede tener una visualización en 3D del PCB que se ha

diseñado, al haber terminado de realizar la ubicación de piezas, capas y ruteo, con

la herramienta "3D Visualization", en el menú Output, la cual se puede demorar,

solo haciendo los trazos un período de tiempo un poco más largo que el de los

componentes, los cuales se muestran al empezar la visualización en 3D

(Electronics 2016).

Proteus VSM

VSM (Virtual System Modelling) es un completo entorno de diseño, que permite

realizar todas las tareas de diseño de circuitos electrónicos, tales como: dibujo de



esquemas de circuitos, simulación interactiva de circuitos analógicos, digitales, y

con microcontroladores, con animación en tiempo real, además del diseño de

circuitos impresos.

Cuenta con una extensa librería de componentes genéricos y específicos. Es la

revolucionaria herramienta que permite incluir en la simulación de circuitos el

comportamiento completo de los microcontroladores más conocidos del mercado.

Proteus es capaz de leer los ficheros con el código ensamblado para los

microprocesadores de las familias PIC, AVR, 8051, HC11, ARM/LPC200 y BASIC

STAMP y simular perfectamente su comportamiento. Incluso puede ver su propio

código interactuar en tiempo real con su propio hardware pudiendo usar periféricos

animados tales como displays LED o LCD, teclados, terminales RS232,

simuladores de protocolos I2C, etc. (Puertas 2015).

1.2.2 Multisim

MultiSim es un entorno de simulación SPICE estándar en la industria, creado

originalmente por Electronic Workbench, la cual en 2005 fue adquirida por National

Instruments, constituyendo el National Instruments Electronic Workbench Group.

Instituciones de todo nivel utilizan con éxito este software, desde centros de

formación básica hasta instituciones tan prestigiosas como la Universidad

Nacional Autónoma de México y el (Massachusetts Institute of Technology ) MIT.

Multisim fue diseñado pensando en las necesidades de los educadores y con el

objetivo de ayudar al estudiante en su entendimiento y acercamiento a los

laboratorios reales.

Con Multisim, se puede optimizar el rendimiento de diseño de circuitos con potente

simulación Spice y análisis intuitivo. Pueden reducirse los errores de diseño,

generar prototipos más rápidos y mejorar la productividad. Se reducen las

iteraciones de prototipos y se optimizan los diseños de tarjetas de circuito impreso

(PCB) al inicio del proceso (Instruments 2016).

Es una potente herramienta para diseñar y analizar circuitos electrónicos.

Contiene más de 36,000 modelos de componentes validados por fabricantes de



semiconductores líderes. Su extensa biblioteca de amplificadores, diodos,

transistores y fuentes de alimentación en modo de conmutación; combinada con

simulación avanzada permite cubrir una variedad de temas de una forma rápida

(Instruments 2016).

Utiliza un entorno unificado para la enseñanza de electrónica de potencia,

analógica y digital. Los estudiantes pueden usar diferentes análisis en MultiSim

para comprender completamente el comportamiento en clases de circuitos

analógicos, digitales y de potencia tanto en la universidad, como en los

politécnicos. MultiSim incluye análisis desde simulación básica AC y transitoria

hasta simulación avanzada de ruido y barridos de parámetros (Instruments 2015).

1.2.3 Simulink

Simulink es un entorno de programación visual, que funciona sobre el entorno de

programación Matlab. El programa de MathWorks para simulación (modelización y

análisis) de sistemas dinámicos no lineales fue presentado en 1990, con el

nombre de SIMULAB para computadoras personales y con el nombre de

SIMULINK para estaciones de trabajo. Su aparición estuvo unida a la primera

versión de MATLAB para Windows. Desde mayo de 1994, que está disponible la

versión 1.3, SIMULINK tiene un tratamiento similar a los otros Toolboxes de

MATLAB, en el sentido que se instala de forma separada, pero sigue siendo la

mejor herramienta para aprovechar toda la potencia de MATLAB (2019).

Simulink es una herramienta interactiva para modelar, simular y analizar sistemas

dinámicos. Permite construir diagramas de bloque gráficos, evaluar el rendimiento

del sistema y refinar sus diseños (2019).

Es la herramienta a escoger para el diseño de sistemas de control, diseños DSP,

diseños de sistemas de comunicaciones y otras aplicaciones de simulación.

Como una extensión de Matlab, adiciona muchas características específicas a los

sistemas dinámicos, mientras conserva toda la funcionalidad de propósito general

de Matlab. Así Simulink no es completamente un programa separado de Matlab,



sino un anexo a él. El ambiente de Matlab está siempre disponible mientras se

ejecuta una simulación en Simulink.

Tiene dos fases de uso: la definición del modelo y el análisis del modelo. La

definición del modelo significa construir el modelo a partir de elementos básicos

construidos previamente, tal como, integradores, bloques de ganancia o

servomotores. El análisis del modelo significa realizar la simulación, linealización y

determinar el punto de equilibrio de un modelo previamente definido.

Simulink puede simular cualquier sistema que pueda ser definido por ecuaciones

diferenciales continuas y ecuaciones diferenciales discretas. Su facilidad de uso y

poderosa capacidad han hecho que sea la opción elegida por miles de ingenieros,

profesores y estudiantes en la industria y en el mundo académico (Montbrun).

La extensa librería de Simulink, las herramientas analíticas y su arquitectura

extensible combinan perfectamente con Matlab para proporcionar un entorno de

simulación ultimado.

La librería de bloques proporciona centenares de funciones predefinidas para la

creación de modelos de diagramas-bloque de sistemas lineales, no lineales, de

tiempo discreto, tiempo continuo, híbrido, SISO, SIMO y sistemas multitarea, de

forma que cada usuario pueda crear sus propios bloques modificando los ya

existentes o incorporando código Matlab, C o Fortan (2019).

1.2.4 Tina

TINA (Toolkit for Interactive Network Analysis) kit de herramientas para el análisis

de redes interactivas, fue creado y desarrollado por DesignSoft, una compañía

húngara en la ciudad de Budapest en enero de 1990. La primera versión fue

realizada en 1993 como TINA 4.0 para circuitos analógicos, digitales y mixtos. Se

fue desarrollando a lo largo de los años hasta la versión 12 creada en diciembre

de 2018 (2019).

Tina v8.0 Industrial es un software de uso fácil y una herramienta de alto

rendimiento que incluye el diseñador avanzado bloques de circuitos integrados,

PBC, (Printed Circuit Board). Este módulo de trazado integrado tiene todas las



características que se necesitan para el diseño avanzado de PCB, incluyendo un

Bloque de Control de Procesos multicapas. Tina es una herramienta para analizar,

proyectar y probar en tiempo real circuitos electrónicos analógicos, digitales,

VHDL, MCU y mixtos, basado en un motor de SPICE, lo que posibilita, además,

importar modelos Spice para crear nuevos componentes para sub circuitos. Se

limita a diseños con dos circuitos integrados y hasta 20 nodos adicionales (es

decir en un mismo esquemático pueden simularse dos circuitos diferentes, lo que

es una ventaja con respecto a otros programas similares) (DesignSoft).

TINA tiene una amplia capacidad de procesamiento que le permite dar formato a

los resultados de la manera que se desee. Además de, instrumentos de análisis

del circuito con más de 20 modalidades de análisis y 10 diferentes instrumentos

virtuales que le permiten seleccionar las formas de onda de entrada, el circuito, los

nodos, las tensiones, las corrientes, los componentes deseados, etc. Con TINA,

además, se puede tener una visualización en 3D del PCB que se ha diseñado,

utilizando la vista 3D que contiene dentro de sus herramientas (Veneta).

1.3 Selección de la herramienta de diseño y simulación

Existen numerosas herramientas de diseño y simulación de circuitos digitales los

cuales se perfeccionan con el paso del tiempo y el avance de los medios de

informatización, siendo utilizados como medios de enseñanza-aprendizaje en

instituciones de enseñanza técnica y superior.

De estos simuladores se decidió seleccionar el TINA para su incorporación dentro

de los programas de la Electrónica Digital del Curso Regular Diurno de la carrera

de Telecomunicaciones y Electrónica ya que resulta:

La principal ventaja pedagógica de su utilización es que con un único

simulador el alumno puede abarcar el amplio espectro del diseño y análisis

de circuitos analógicos, digitales, VHDL y mixtos. Los softwares anteriores

no son capaces de cubrir estas especificaciones.

No requieren máquinas potentes, lo que permite la creación de un puesto de

trabajo sin costo alguno para la facultad. No siendo así para con los otros



softwares mencionados, puesto que requieren ordenadores muy potentes

con los que no se cuenta en la facultad.

Tina puede ser también utilizada en su ambiente de entrenamiento. Este

incluye una herramienta única para hacer probar el conocimiento de los

estudiantes, monitoreando el progreso e introduciendo técnicas de

localización de fallas (DesignSoft 2006).

El hecho de pertenecer al paquete de diseño electrónico de DesignSoft

garantiza su continuidad y mejora en el tiempo.

Conclusiones del Capítulo:

Se describieron las herramientas de diseño y simulación utilizados en la

carrera de Telecomunicaciones y Electrónica en los últimos años. Se arribó

a la conclusión de que, estos, no trabajan con circuitos analógicos,

digitales, mixtos y sistemas digitales donde coexistan bloques VHDL

descritos por el diseñador. Se selecciona al software Tina para su

incorporación dentro de los programas de la asignatura.

CAPÍTULO 2. CARACTERÍSTICAS DE TINA V8.0 Y SUS FACILIDADES PARA EL

DISEÑO Y SIMULACIÓN DE CIRCUITOS DIGITALES.

CAPÍTULO 2. Características de Tina v8.0 y sus facilidades para

el diseño y simulación de circuitos digitales.

En el presente capítulo se describen las características y el entorno del software

de simulación de circuitos electrónicos y digitales Tina v8.0 Industrial. Se describe

el proceso de instalación del software. Se presentan los principales componentes

y herramientas disponibles para la simulación de circuitos electrónicos.

2.1 Instalación del software.

Tina es un software de simulación de circuitos de muy fácil instalación ya que este

usa protocolos estándar para que cualquier usuario pueda instalarlo. Solo es

necesario tener la instalación del programa y proceder a instalar en el fichero

(Tina80SFDSDP.exe).

Requerimientos mínimos del sistema para Tina v8.0:

IBM o PC compatible con IBM de P166 o superior

Sistema Operativo: Windows Xp (32 y 64 bits), Vista (32 y 64 bits) y 7 o

superiores (32 y 64 bits).

Microprocesador clase Pentium 4 o equivalentes.

100 MB de memoria (mínimo).

80 MB de espacio libre en disco (mínimo).

Peso del archivo: 200 MB



2.1.1 Inicialización del simulador

Al culminar el proceso de instalación del software se inicia en el icono

correspondiente en el escritorio de la PC como se muestra en la Figura 2.1:

Figura 2.1. Inicialización del software.

Al finalizar este proceso se mostrará en la pantalla la ventana del simulador TINA

(Figura 2.2), donde se aprecian las diferentes ventanas y herramientas del

programa.

Figura 2.2. Espacio de Trabajo de Tina.

1. Barra de título

2. Barra de menú

3. Barra de herramienta

4. Barra de componentes

5. Tipos de componentes

6. Ambiente de trabajo

7. Barra Find Component

8. Locks/unlocks bloqueo del editor

de esquemas

9. Exit salir del ambiente de trabajo



2.2 Principales componentes y herramientas

En la Figura2.3 se muestra la barra de herramientas con que cuenta el simulador

Tina para el diseño de circuitos.

.

Figura 2.3. Barra de herramientas del Tina.

Editor: permite trabajar con todos los componentes dentro del diseño, moverlos,

rotarlos, etc.

El último componente: se vuelve a seleccionar el útlimo que el usuario utilizó

para asi poder agregar más de uno sin necesidad de buscarlo otra vez.

El cable: para agregar el cableado de un componente a otro u otros.

Textos: permite agregar texto al circuito en caso de ser necesario algún

comentario o nota aclaratoria en el mismo.

Conectar y desconectar: en muchos casos, los diseños requieren mucho

cableado algunos pueden interceptarse con otros, esta función permite conectar

los que desee, (Tina no conecta a la hora de tirar el cable uno encima de otro por

defecto) y desconectar posteriormente en caso de error.

Eliminar: elimina el componente seleccionado.



Rotar a la derecha/izquierda: permite rotar los componentes a la

derecha/izquierda en dependencia de la que sea seleccionda, puede utilizar la

combinación CTRL+R/L.

Cuadrícula: el espacio de trabajo aparecerá o no con cuadrículas a preferencia o

no del usuario.

Zoom y escala de zoom: selección del tamaño del espacio de trabajo.

Tipo de simulación: se selecciona el tipo de simulación que se desea realizar.

Para los fines del presente trabajo se seleccionará la opción Digital, como se

muestra en la Figura 2.4.

Figura 2.4. Tipo de simulación.

Punta de Prueba: se puede colocar una punta de prueba sobre deteminado punto

del circuito y visualizar magnitudes del mismo (voltaje o corriente)

Select Optimization Target: premite, en el caso de simulación analógica, cambiar

las opciones de optimización en la simulación.

Select Control Objetc: selecciona un objeto a controlar, del que se pueden

mostrar parámetros del mismo y cambiarlos.

Faults enable: premite la simulación de fallas.

Vista 2D/3D: panel de experimentación 3D. Se selecciona el tipo de vista que se

desea mostrar, ya sea en 2D o en 3D. En el caso 3D se muestra una breadboard y

la representación de las componentes en su forma física.

Diseño PCB: para diseño y simulación de circuitos impresos.

La barra de componentes (Figura 2.5) muestra en la parte superior, las bibliotecas

disponibles: Basic, Switches, Meters, Sources, Semiconductors, Spice Macros,

Gates, Flip-flops, Logic ICs-MCUs, AD/DA-555, RF, Analog Control y Special. Al



seleccionar una de estas, se pueden obtener los componentes que ahí se

especifican.

Figura 2.5. Barra de Componentes del Tina.

La barra superior cuenta, además, con un buscador de todos los elementos que

contiene el mismo (Figura 2.6).

Figura 2.6. Buscador de Tina

2.3 Implementación y simulación de circuitos digitales utilizando Tina v8.0.

Tina contiene una gran variedad de herramientas y facilidades a la hora de diseñar

los circuitos y posteriormente realizar los diferentes tipos de análisis en tiempo

real. La implementación de circuitos utilizando el software Tina 8.0 se describirá

explicando los pasos básicos de cómo trabajar en este simulador, con varios

ejemplos seleccionados.

2.3.1 Logic Design.

Dentro de la barra desplegable Tools existen un grupo de herramientas del

programa muy útiles para el diseño del circuito a simular (Figura 2.7). Dentro de

ellas ofrece una para el diseño lógico combinacional: Logic Design.

Fugura 2.7. Barra desplegable de Herramientas de Tina.



Al seleccionar la herramienta aparece un cuadro de diálogo en el que se

especifica qué cantidad de variables de entrada tendrá el diseño. Para este caso

específicamente se tienen 3 variables (Figura 2.8).

Figura 2.8: Logic Design.

Esta herramienta trae la facilidad de poder escribir la función de forma simplificada

o mediante la tabla de verdad, y actualiza simultáneamente las demás variantes,

como se muestra en la Figura2.9.

Figura 2.9. Logic Design. Tabla de verdad.

Una vez completada la tabla de verdad se marca la opción Update para guardarla,

y se selecciona Diagrama Esquemático, donde aparece el esquema del diseño.

Dentro de esta opción (Figura 2.10) se puede seleccionar el tipo de esquema que

desea visualizar (AND, OR, NOT) o (NAND, NOR), si se quiere de manera

simplificada o no, y como se va a guardar.

La opción Logic Design permite la simplificación, tanto por el método los mapas de

Veitch-Karnaugh como por el método tabular o de Quine-McCluskey (útil cuando el

número de variables de entrada es superior a cinco).



Figura 2.10. Logic Design. Diagrama Esquemático.

Se puede guardar el diagrama de tres maneras posibles: salvarlo para un archivo

el cual se puede utilizar en otras plataformas, salvarlo para Tina como un nuevo

diagrama para utilizarlo en otros diseños, y se puede salvar para Macro el cual

permitirá el uso en el momento(DesignSoft). Al terminar las especificaciones del

circuito Tina lo muestra como en la Figura 2.11:

Figura 2.11. Circuito diseñado en Logic Design, Tina v8.0.

2.3.2 FSM y VHDL.

Para el diseño con diagramas de estados y VHDL el software contiene una

extensión del programa: FSM.exe, que se encuentra en la carpeta donde se ha

instalado Tina.



Esta interfaz permite hacer un diagrama de estado y generar el VHDL del mismo,

el cual puede ser exportado como un bloque hacia Tina para ser comprobado e

incorporado a un diseño más complejo. A continuación, se muestra un ejemplo

muy sencillo de diagrama de estado que modela el funcionamiento de un biestable

D (TINA 2019).

La Figura 2.12 muestra la ventana inicial de trabajo cuando se activa la

herramienta FSM.exe. En la misma se muestra el bloque general de la Máquina

de Estados Finitos (FSM, del inglés Finite State Machine).

Dicho bloque puede configurarse con un nombre y en él definir los pines de

entrada, salida, la longitud y el tipo de los mismos (de 1 bit o un bus).

Figura 2.12. Finite State Machine.

La Figura 2.13 muestra la interfaz del programa al iniciar una nueva máquina de

estado. El programa contiene una barra de herramientas muy sencilla y práctica.

Al seleccionar el tipo de diseño que se desea realizar, el espacio de trabajo

contiene dos ventanas, la del diseño de la máquina, y la ventana VHDL, donde se

genera el código según el diagrama descrito.



Figura 2.13. Diagramas de estados en FSM, contador. Tina v8.0.

Las herramientas utilizadas son muy simples y de fácil manejo. Se colocan los

estados, el reset y los enlaces con las herramientas State, reset symbol, links y/o

self links respectivamente (self link es para los enlaces que se mantienen en el

mismo estado). Para rellenar los valores de las condiciones y las acciones en cada

uno de los estados se da doble clic en los enlaces como se muestra en la Figura

2.14.

Figura 2.14: Propiedades de los enlaces en FSM.

Entonces aparece la ventana de propiedades de los enlaces con 3 pestañas

desplegables; en la primera General se puede modificar de que estado a otro va

dicho enlace, esta operación se puede hacer manualmente también llevando el

enlace desde y hasta donde se desee. En la segunda, HDL, se escribe la

condición y la acción que va a realizar el enlace. Es muy importante señalar que la

condición hay que escribirla de la siguiente manera: d='0', o sea el valor tiene que

estar entre comillas simples, puesto que de lo contrario el programa no reconoce



dicho valor. Así mismo ocurre con la acción a realizar, se debe escribir de igual

manera y añadirle punto y coma al final (ejemplo: Z <= '1';), para el caso donde el

valor sea de más de un bit, se utilizan comillas dobles. La tercera pestaña es de

comentarios, esta opción es para añadir un comentario a este enlace, de la índole

y con la finalidad que el usuario requiera (TINA 2019).

A medida que se desarrolla este diseño en la pestaña VHDL se va generando el

código del mismo, como se muestra en la Figura 2.15.

Figura 2.15. VHDL generado por FSM.

Este código, como se mencionó anteriormente, se puede exportar para así

utilizarlo como un bloque en Tina de la siguiente manera: En el menú File se

marca la opción exportar VHDL con el nombre deseado. Se busca en la carpeta

de destino creada por el programa o por el usuario, el archivo con extensión

fsm.vhdl; se da clic derecho y se selecciona abrir con Notepad. Al abrir el archivo

es necesario agregar en la quinta línea de código la biblioteca de Tina, escribiendo

use tina.primitives.all; este proceso se realiza con el fin de que el código sea

reconocido y simulado dentro del programa.

Para insertar un fichero vhdl en el simulador se debe ir a la opción Tools-New

Macro Wizard, desde donde se activará una ventana para especificar dicha macro

(Figura 2.16).

En esta ventana se debe desactivar la opción current circuit, especificar el

nombre de la macro y la ubicación del fichero vhdl a colocar dentro de esta.



Para insertar una macro dentro del diseño en particular se debe ir a la opción

Insert-Macro y especificar dónde se encuentra el fichero *.TSM

Es necesario resaltar que, en casos de diseños donde coexisten macro en vhdl y

componentes digitales, el tipo de simulación que se debe activar es VHD.

Figura 2.16. Especificación de la Macro.

El circuito finalmente se simula con la opción VHD como se muestra en la Figura

2.17.

Figura 2.17. Contador en FSM.

2.3.3 Diseño de circuitos de media complejidad a partir de las bibliotecas de

componentes.

Tina posee una extensa biblioteca de componentes típicos de media escala de

integración, tanto combinacionales como secuenciales, algunos de los cuales son

abordados en las asignaturas Electrónica Digital I y II.

El presente diseño permite demostrar los pasos básicos para implementar una

aplicación típica secuencial que hace uso de estos componentes: un

frecuencímetro.

Para ello se ha colocado la señal de la frecuencia de reloj por la entrada clk de los

contadores en cascada y la señal de referencia unitaria por las entradas de



habilitación de conteo de los contadores. El software contiene otro tipo de relojes y

pulsos de reloj, estos últimos pudiendo ser modificados en correspondencia con

las especificaciones del diseño, mostrando cambios de altos y bajos (unos y

ceros) en el tiempo especificado por el usuario en las propiedades de dicho pulso.

Los registros de desplazamiento están configurados en el modo de carga paralelo

y se habilitan con el borde de caída de la señal de referencia unitaria (luego de

pasar la compuerta NOT).

De este modo el valor de la frecuencia a medir sólo se muestra al finalizar cada

ciclo de muestreo. El interruptor permite comenzar un nuevo ciclo de muestreo.

Existen componentes que tienen más de un modelo y fabricante, en este caso al

seleccionar, por ejemplo, un contador aparece una lista de todos los contadores

que contiene Tina en la biblioteca, como se muestra en la Figura 2.18.

Figura 2.18. Modelos y fabricantes de contadores de la biblioteca de Tina.



El circuito completo se muestra en la Figura 2.19.

Figura 2.19. Frecuencímetro.

2.3.4 Buses

Dentro de las herramientas que más difieren de un simulador a otro se encuentran

los buses, sobre todo en la conexión de ellos con los dispositivos. Tina en

particular lo hace de manera bien sencilla. Tomando el mismo ejemplo anterior, se

desconecta uno de los registros al display y se coloca un bus, encontrado en el

menú Insertar, o con la combinación de teclas Ctrl+B. Se dibuja el bus, se hace

doble clic encima de él, y se especifica nombre y cantidad de bits que se van a

utilizar entre corchetes y guión intermedio: M[0-3]. Para la señalización de los

cables se realiza de igual manera: doble clic y el nombre se escribe con la letra

que se le asignó al bus y el bit al que corresponde dicho cable, como se presenta

en la Figura 2.20.

Figura 2.20. Frecuencímetro con un Bus en el primer display.



2.3.5 Logic Analyzer.

Es necesario que los estudiantes sean capaces de comprobar el funcionamiento

de los circuitos por su valor estático, es decir utilizando interruptores e indicadores

como los LEDs, como por su valor dinánico, es decir un analizador lógico (Logic

Analyzer) que muestre las formas de onda de entrada y de salida. Esta

herramienta es la más poderosa a utilizar para el análisis secuencial, debido a que

existen señales de reloj, valores de salida en los contadores, valores de salida en

los registros, etc. Por cuanto la simulación con la opción T&M/Logic Analyzer es

muy necesaria. Solo con esta opcion se pueden ver fenomenos como los glitch o

los hazard, que son cambios de corto períodos de duración de la salida producto a

que en las entradas ha cambiado más de un bit, y las demora de propagación de

los circuitos combinacionales generan este tipo de errores. El ejemplo que se

muestra en la Figura 2.21, es un sencillo sumador completo con tres señales de

reloj una frecuencia a la mitad de la otra; que muestra todas las combinaciones de

entradas y los valores de salida para cada una de esas combinaciones.

Figura 2.21. Sumador completo.



Conclusiones del Capítulo

Tina es un poderoso sistema de verificación y simulación digital, integrada a un

ambiente muy amistoso y fácil de manejar. Este programa pone a disposición del

usuario una serie importante de herramientas que permiten realizar varias

funciones. La variedad de herramientas de este programa, el cuidado de la interfaz

con el usuario, la facilidad de manejo y la buena documentación hacen que el

programa sea útil en el proceso de enseñanza–aprendizaje de la Electrónica

Digital, en particular en el desarrollo de las habilidades de diseño y análisis.

CAPÍTULO 3. DESARROLLO DE PRÁCTICAS DE LABORATORIOS DE ELECTRÓNICA

DIGITAL IY II CON TINA V8.0. 31

CAPÍTULO 3. Desarrollo de prácticas de laboratorio de

Electrónica Digital I y II con Tina v8.0.

Es objetivo primordial que profesionales graduados de la carrera de

Telecomunicaciones y Electrónica obtengan habilidades en el proceso de

aprendizaje que les permitan una capacidad de trabajo adecuada con las

necesidades y cambios que han venido presentando las comunicaciones en el

país. Con este fin está enmarcado el nuevo plan de estudios E que se comienza a

implantar en la facultad. Las prácticas de laboratorio de las asignaturas en

cuestión van encaminadas a desarrollar las habilidades prácticas de los futuros

profesionales.

Según la Resolución 2/2018 (Resolución 2018), en su ARTÍCULO 135, se refleja

que: “La práctica de laboratorio es el tipo de clase que tiene como objetivos que

los estudiantes adquieran las habilidades propias de los métodos y técnicas de

trabajo y de la investigación científica; amplíen, profundicen, consoliden,

generalicen y comprueben los fundamentos teóricos de la asignatura o disciplina

mediante la experimentación, empleando para ello los medios necesarios.

Las prácticas de laboratorio se realizan en instalaciones propias de las

universidades o en las que existen en las unidades docentes u otras entidades

laborales. Como norma, en este tipo de clase se deberá garantizar el trabajo

individual de los estudiantes en la ejecución de las tareas previstas.”

Según (Barrios 2006) “Una caracterización didáctica de la habilidad diseño

electrónico digital, a partir de los fundamentos teórico-metodológicos …

presuponen un análisis de su estructura interna y la determinación de las

diferentes acciones y procesos de esta actividad compleja generalizada … se



considera que, durante las primeras etapas del desarrollo de la habilidad de

diseño, cuando el estudiante no ha asimilado todas las estructuras invariantes que

forman un sistema digital, el despliegue de esta habilidad en todas sus acciones

es mucho más efectivo para la comprensión de toda la dinámica de este

conocimiento … Es por esto que en el desarrollo del proceso de enseñanza-

aprendizaje se debe dedicar el tiempo necesario para que, en los laboratorios, el

estudiante desarrolle la actividad de simulación sistemáticamente, analizando los

resultados de la misma y confrontando éstos con los valores esperados a partir de

las descripciones de los modelos creados”.

Teniendo en cuenta la experiencia del colectivo de las asignaturas ED I y ED II y

los nuevos retos en la gestión del aprendizaje por parte de los estudiantes a partir

de las especificaciones del Plan de estudios E de la carrera, se han desarrollado

un grupo de prácticas que garanticen el proceso de asimilación de las habilidades

de diseño y análisis, así como la familiarización con el subconjunto de

herramientas de TINA 8.0 que favorecen al alcance de los objetivos generales.

El objeto de estudio de la Electrónica Digital es el análisis, diseño, y verificación de

los Sistemas Digitales Electrónicos, es decir de aquellos componentes, circuitos y

sistemas que manipulan, procesan, almacenan y transmiten –reciben información

de dos valores totalmente diferentes, (1 o 0, V o F). A partir del objeto de trabajo y

de las exigencias del modelo del profesional es que se pueden definir los

objetivos, que en término de acciones deben cumplirse en la formación de estos

profesionales (Albo 1999).

La Electrónica Digital I y II según el Pan de Estudios E de la carrera (2018) tienen

como objetivo principal aplicar los principios del diseño digital en la solución de

problemas relacionados con las esferas de actuación del ingeniero en

Telecomunicaciones y Electrónica, teniendo en cuenta el impacto social,

económico, así como el desarrollo del sistema de valores que se correspondan

con el modelo del profesional y lograr el cumplimento de varias estrategias

curriculares previstas en el plan de estudio de la disciplina y la carrera.

La ED I se imparte en el segundo semestre del segundo año con un total de 64

horas clases. De las cuales 6 horas son destinadas a las prácticas de laboratorios.



Objetivos Instructivos de la asignatura:

Explicar las bases matemáticas sobre las que se sustenta el análisis y diseño

digital (Algebra de Boole), sus leyes y postulados.

Exponer y aplicar los procedimientos de diseño de circuitos combinacionales

SSI, MSI, LSI en arquitecturas invariantes de esta asignatura.

Diseñar y analizar sistemas combinacionales de mediana complejidad con la

ayuda de los métodos estudiados.

Diseñar, analizar y simular sistemas digitales de mediana complejidad con

ayuda de la PC.

Montar y comprobar el funcionamiento de sistemas combinacionales de

mediana complejidad en el laboratorio.

La Electrónica Digital II cuenta con 64 horas clases en el primer semestre de

tercer año de las cuales 6 horas son prácticas de laboratorios (2018).

Objetivos Instructivos de la asignatura:

Características básicas de los circuitos integrados digitales. Familias lógicas.

Análisis de las familias CMOS y TTL. Salidas digitales estándar, con drenaje

abierto, con tres estados. Entradas digitales Schmitt trigger. Aplicaciones.

Parámetros eléctricos y temporales de los circuitos integrados digitales.

Aplicación de estos parámetros en el análisis del comportamiento eléctrico y

temporal de un circuito digital. Análisis de acoplamiento de circuitos integrados

de diferentes familias lógicas.

Circuitos integrados digitales comerciales de pequeña escala de integración

(SSI), mediana escala de integración (MSI), alta y muy alta escala de

integración (LSI y VLSI). Dispositivos lógicos reconfigurables y memorias

semiconductoras.

Lenguajes de descripción de hardware para describir el funcionamiento de

circuitos lógicos combinatorios y secuenciales.

Análisis y diseño de circuitos y sistemas digitales utilizando circuitos integrados

digitales comerciales de pequeña, mediana y alta escalas de integración

(2018).



Al analizar estos objetivos del plan de estudios y con el fin de establecer el control

del grado de desarrollo de las habilidades y hábitos, del dominio de los métodos

de trabajo y de la vinculación de la teoría con la práctica se proponen las

siguientes prácticas de laboratorio.

3.1 Propuesta de Prácticas de Laboratorio para Electrónica Digital I

Tema I: Introducción al álgebra de Boole.

Laboratorio # 1: Fundamentos del Álgebra de Boole.

Objetivos:

1. Diseñar, a partir de las funciones básicas del Algebra de Boole, esquemas

combinacionales uniterminales con funciones AND, OR y NOT.

2. Representar la Tabla de Verdad de una función a partir de la descripción verbal

de un problema.

3. Interpretar las Tablas de Verdad, las formas canónicas y las formas compactas

de una función de conmutación; tanto en forma esquemática como en lenguaje

de descripción de hardware (estructuras behavioral y dataflow).

4. Aplicar los postulados y teoremas básicos en la simplificación de funciones.

5. Implementar funciones combinacionales uniterminales con conjuntos

universales NAND y NOR.

Materiales y Métodos:

Software Tina v8.0.

Simulación con dicho software.

Técnica Operatoria:

1. Implemente las funciones básicas AND, OR, NOT con las compuertas

universales. NAND y NOR.

a) Compruebe los circuitos con Tina v8.0.

2. Implemente una NAND de cuatro entradas solamente con NANDs de dos

entradas.

a) Compruebe el resultado.

3. Analice el circuito que se muestra en la Figura 3.1.

a) Diga si es el óptimo.



b) En caso de no serlo, obtenga el mismo y demuestre el porqué.

Figura 3.1. Circuito del ejercicio 3 Práctica de Laboratorio 1.

Función: x.y+x´y+y.z

4. Describa en VHDL, modo behavioral, una compuerta NAND de tres entradas.

5. Simplifique aplicando Teoremas y Postulados de Álgebra de Boole una función

combinacional que tenga tres entradas (CBA) y la salida (Z) sea uno si en las

entradas hay unos adyacentes, como se muestra en la Figura 3.2.

a) Comprueba el circuito utilizando Tina v8.0.


6. Represente todas las combinaciones de entradas/salida del siguiente circuito,

utilizando dos generadores de reloj múltiplos de dos.

a) Muestre las entradas y salidas en el analizador lógico.

7. Obtenga la expresión lógica de la proposición "si es ratón entonces come

queso".

Orientaciones para el estudio independiente:

Envíe las respuestas y pantallas de simulación al profesor mediante la plataforma

Moodle.

Comentarios de la Práctica de Laboratorio:

En los anexos del I al VI se pueden observar el diseño y simulación de los

ejercicios de la práctica.

A

B Z

C

Z=1 si en las entradas CBA hay

números adyacentes.



El ejercicio número uno se aplica para demostrar que cualquier función básica

AND, OR y NOT pueden ser realizadas con las funciones universales NAND y

NOR. Para introducir los valores de entrada se han utilizado interruptores y para

mostrar los valores de salida indicadores lógicos. Además, se ha facilitado el

trabajo nombrando las líneas (cables) A y B para la interconexión de los circuitos.

El ejercicio número dos tiene como objetivo esclarecer a los estudiantes un error

muy común entre ellos, donde suponen que dos NANDs en cascada es una NAND

de cuatro entradas, lo que es totalmente falso, como se puede apreciar en el

desarrollo del ejercicio.

El tercer ejercicio muestra el teorema de consenso el cual puede ser comprobado

con un mapa de Karnaugh donde se observa que el término YZ es redundante.

Tema III: Diseño y Análisis de Sistemas Combinacionales con dispositivos SSI.

Laboratorio #2: Diseño de sistemas combinacionales típicos con componentes

SSI.

Objetivos:

1. Aplicar el método de los mapas de Veitch-Karnaugh en el diseño de

sistemas combinacionales uniterminales y multiterminales mínimos.

2. Diseñar circuitos combinacionales típicos con componentes SSI. Comprobar

su funcionamiento mediante simulación.

3. Analizar descripciones de circuitos combinacionales típicos en el lenguaje de

descripción de hardware VHDL (IEEE-1076).


Software Tina v8.0.



1. Utilizando la herramienta Logic Design de Tina, obtenga el diseño mínimo de

lo que se muestra en la Figura 3.3.



Código BCD


a) Compruebe el mismo con Tina v8.0.

2. Simplifique aplicando el método de los mapas de Veitch-Karnaugh, las

siguientes funciones:

a) Z=f(D,C,B,A)= Σ(0,1,5,7,8,10,14,15)

b) Z=f(D,C,B,A)= Σ(1,2,3,4,5,7,9,15)

3. Diseñe un decodificador de dos a cuatro con una entrada de habilitación

activa en cero.

Figura 3.4. Circuito del ejercicio 3 Practica de Laboratorio 2.

a) Compruebe su funcionamiento con Tina.

b) Describa el VHDL del mismo, modo behavioral y compruebe en Tina

mediante una MACRO.

4. Diseñe con SSI un multiplexor de 4 a 1 con una entrada de habilitación activa

en 0 (Figura3.5):

D

C Z

B

A

Z=1 si el valor de entrada es primo.

Para los números 10,11,12,13,14,15 –X

B Y0

Y1

A Y2

E Y3

BÁÉ´

BÁE´

BAÉ´

BAE´



Figura 3.5: circuito del ejercicio 4 Practica de Laboratorio 2.

a) Comprueba su funcionamiento con Tina.

b) Describe el VHDL del mismo, modo behavioral y compruebe en Tina

mediante una MACRO.

5. Diseñe un circuito restador de 2 bits como el que se muestra (Figura 3.6):


a) Auxíliese de la herramienta Logic Design, compruebe su funcionamiento.

Orientaciones para el estudio independiente

Envíe al profesor, mediante la plataforma Moodle, los resultados, cálculos,

procedimientos y las pantallas de simulación.


En los anexos del VII al XIII se pueden observar el diseño y simulación de los

ejercicios de la práctica.

En el ejercicio uno se persigue el objetivo de que al considerarse la entrada BCD

los valores desde 10 hasta 15 serían combinaciones opcionales que pueden

I0

I1

I2 Y

I3

E

A B Y=I0.BÁÉ´+I1.BÁE´+I2.BAÉ´´+I3.BAE´

B R A

Bi B0

R=B-A-Bi



utilizarse para para minimizar la función. Es importante esclarecer este tema a los

estudiantes a la hora de la simulación en el laboratorio.

El objetivo del segundo ejercicio es demostrar que la función mínima no es única,

generalmente las herramientas que ayudan a la simplificación solo dan una

respuesta. En el Logic Design a la hora de simplificar la función aplicando los

mapas de Karnaugh da como respuesta una de las variantes de la función

simplificada y aplicando el método Quine-Mc Cluskey se obtiene la otra función

mínima.

Tema IV: Diseño y Análisis de Sistemas Combinacionales con dispositivos MSI.

Laboratorio #3: Diseños de sistemas combinacionales con componentes MSI.

Objetivos:

1. Interpretar el funcionamiento de los dispositivos MSI, a partir de su tabla de

verdad y/o de funcionamiento.

2. Diseñar sistemas digitales sencillos con componentes MSI (ampliación de la

capacidad de decodificación o multiplexación, conexión en cascada,

implementación de ALUs sencillas, etc.). Comprobar mediante simulación los

mismos.

3. Analizar circuitos combinacionales de media complejidad formados a partir de

la interconexión de dispositivos MSI conocidos.

4. Describir en VHDL (IEEE-1076) las estructuras MSI combinacionales

estudiadas, utilizando las estructuras behavioral y/o dataflow.


Software Tina v8.0.



1. Diseñe un decodificador de 4 a 16 con decodificadores de 3 a 8 que se

encuentran en la biblioteca de Tina.

a) Compruebe el funcionamiento del mismo.

2. Diseñe un multiplexor de 16 a 1 con multiplexores de 8 a 1 que se

encuentran en la biblioteca de Tina.



a) Compruebe el funcionamiento del mismo.

3. Describa en VHDL la ALU 74xxx381. Comente la descripción.

a) Compruebe el funcionamiento en Tina utilizando MACRO.

4. Diseñe en VHDL el siguiente sistema (Figura3.7):

a) Comente la descripción en VHDL.

b) Compruebe su funcionamiento en Tina utilizando MACRO.


Orientaciones para el estudio independiente

Envíe al profesor, mediante la plataforma Moodle, los resultados, cálculos,

procedimientos y las pantallas de simulación.

Comentarios de la práctica:

En los anexos del XIV, XV, XVI y XVII se pueden observar el diseño y simulación

de los ejercicios de la práctica.

3.2 Propuesta de Prácticas de Laboratorios de Electrónica Digital II.

Tema II: Diseño de Circuitos Secuenciales Sincrónicos (CSS) con componentes

de pequeña escala de integración.

Laboratorio #1: Diseño de CSS con biestables.

Objetivos:

1. Verificar el funcionamiento de los biestables D, JK y T, tanto de sus entradas

sincrónicas como de control asincrónico.

2. Diseñar aplicaciones típicas de CSS con biestables.


1. Programa Tina v8.0.




1. Compruebe, mediante simulación el funcionamiento de los biestables D, JK

y T. Verifique comprobando con las tablas de verdad/excitación de los

mismos. (Tabla 3.1, 3.2, 3.3)

a) Describa en VHDL un biestable D y compruebe su funcionamiento con

Tina v8.0.

Tabla 3.1. Tabla de verdad del biestable D.

CLR PR D CLK Qn+1

1 0 X X 0

0 1 X X 1

0 0 1 0-1 1

0 0 0 0-1 0

Tabla 3.2. Tabla de verdad del biestable T.

CLR PR T CLK Qn+1

1 0 X X 0

0 1 X X 1

0 0 0 0-1 Qn

0 0 1 0-1 Qn´

Tabla 3.3. Tabla de verdad del biestable JK.

CLR PR J K CLK Qn+1

1 0 X X X 0

0 1 X X X 1

0 0 0 0 0-1 Qn

0 0 0 1 0-1 0

0 0 1 0 0-1 1

0 0 1 1 0-1 Qn´

2. Diseñe un divisor de frecuencia de entrada por dos (Figura 3.8), utilizando

biestables D y T. Compruebe los mismos mediante un reloj y el analizador

lógico.



Figura 3.8. Frecuencias de entrada y salida del divisor.

3. Diseñe un contador binario módulo 8 (0-7) utilizando biestables T.

Compruebe su funcionamiento con el analizador lógico.

4. Diseñe un generador de números seudoaleatorios utilizando cuatro

biestables D y una XOR de dos entradas.

5. Diseñe un circuito que codifique una señal binaria de entradas Manchester

de salida.

Nota: el valor 1 será un pulso en 0 en la mitad del período de transmisión y

luego sube a 1. El valor 0 es lo contrario.

Observe el siguiente diagrama de tiempo (Figura 3.9):

Figura 3.8. Diagrama de frecuencias del código Manchester.

Nota: el reloj de Dato es la mitad de la frecuencia del reloj de trasmisión.

a) Obtenga el circuito

b) Compruebe el mismo mediante simulación.

6. Diseñe un circuito que codifique un dato binario a salida NRZ. La salida NRZ

cambia si el dato de entrada es 1, de lo contrario mantiene el valor anterior.

a) Compruebe el funcionamiento del mismo con el analizador lógico.

7. Describa el VHDL de un contador up/down módulo 8 (0-7).

a) Represente el diagrama de estados.

b) Compruebe el funcionamiento con Tina v8.0.



Orientaciones para el estudio independiente:

Envíe los resultados del diseño al profesor mediante correo electrónico o la

plataforma Moodle.


En los anexos del XVIII al XXV se pueden observar el diseño y simulación de los

ejercicios anteriores.

La práctica tiene como objetivo comprobar las tablas de verdad de los biestables

D, JK y T.

Es necesario señalar que el biestable T no se realiza físicamente si no que se

construye uniendo las entradas J y K.

En el ejercicio número dos los divisores de frecuencia de ambos circuitos se

pueden comprobar a partir de analizar las tablas de verdad temporales de estos

biestables.

Para el contador módulo ocho puede comprobarse fácilmente, analizando el

conteo binario que el biestable más significativo solo cambia cuando los dos

anteriores están en uno.

Para el ejercicio cuatro es necesario colocar un botón o interruptor en cualquiera

de los biestables para que inicie la secuencia a generar.

Código bifase Manchester:

Para cada dato hay una transición a la mitad del período de bit, (como si hubiera

una señal de reloj del doble de frecuencia).

Observe que el XOR de la señal de reloj con el dato a trasmitir genera el código

Manchester. En la Tabla 3.4 se muestra la tabla de verdad del XOR.

Tabla 3.4. Tabla de verdad del XOR.

CLK Dato Salida

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0



Diseño del decodificador Manchester:

Observe que bastaría con muestrear el dato de entrada codificado un instante

después del borde de subida de la señal de reloj y negar dicho valor.

La demora se puede garantizar tal como se muestra en la simulación.

En el caso de NRZ el dato se ha generado dividiendo entre ocho la frecuencia de

la señal de reloj. Se trató de experimentar con dos señales de reloj de diferente

frecuencia y los resultados de la simulación utilizando Logic Analyzer, como se

muestra en la Figura 3.9.

Código diferencial NRZ

El símbolo uno es el produce el cambio de nivel. En caso de que se desee una

salida ±V se puede utilizar una etapa con transistores complementarios PNP y

NPN.

Figura 3.9. diagrama de frecuencias del código NRZ.

Tema IV: Diseño de CSS con componentes de media escala de integración

(MSI).

Laboratorio #2: Diseño de CSS típicos con contadores y registros.

Objetivos:

1. Interpretar el funcionamiento de registros y contadores MSI a partir de

manuales de los mismos.

2. Diseñar aplicaciones de pequeña y media complejidad a partir de

interconectar dispositivos MSI típicos.

3. Simular aplicaciones de pequeña y media complejidad utilizando Tina v8.0.




1. Herramientas de ayuda de diseño de CSS (FSM).

8. Herramientas de simulación Tina v8.0.


1. A partir del estudio de las características de los registros de desplazamiento

MSI 74194 y 74198 diseñe un circuito que inicialmente se vaya llenando de

unos hasta que sus ocho bits lo sean y entonces se llenen de ceros.

2. Diseñe, utilizando contadores 74162 y registros 74194 un circuito que

permita mostrar la frecuencia de una señal de entrada a partir de una

frecuencia patrón (Figura 3.10).

Salida BCD

Figura 3.10. Diagrama de diseño del circuito 2 Práctica 4.

a) Compruebe mediante simulación

b) Modifique el mismo para medir el período de una señal.

3. Diseñe en VHDL el circuito MSI 74162.

a) Simule el mismo utilizando la opción MACRO del Tina v8.0.


En los anexos XXVI, XXVII y XXVIII se pueden observar el diseño y simulación de

los ejercicios de la práctica.

El ejercicio tres consiste en el diseño de un contador de 0-15 mostrando dichos

valores en hexagesimal por un bus, el cual está conectado a una función diseñada

en VHDL al igual que dicho contador, para especificar que las conexiones entre

los buses en este tipo de circuitos se realizan mediante un cable, no un bus. Es

importante señalar que los buses no se pueden mostrar mediantes ls herramientas

de simulación Logic Analyzer, Digital VHDL Simulation, o ninguna otra de las

herramientas propias de simulación del software salvo VHDL. Como se especifica

en los comentarios del circuito.

f patrón

f a medir



Tema V: Máquinas de Estado Algorítmico (ASM).

Laboratorio #3: Descripción de ASM utilizando VDHL.

Objetivos:

1. Describir en VDHL Máquinas de Estado Algorítmico de media complejidad.

2. Explotar las facilidades de las herramientas ASM Tools y Tina en la

modelación, descripción y simulación de ASM.


1. Manual de VHDL.

2. Herramientas de ayuda al diseño ASM Tools

9. Herramientas de simulación Tina v8.0.


1. Se desea diseñar un cartel lumínico con un registro de desplazamiento 74198

que trabaje de la siguiente forma (Figura 3.11):

Inicialmente y mientras una señal S esté a 0, todos los leds estarán

apagados.

Cuando S=1 se cargará el registro con 0000 0001.

A continuación, y con cada pulso de reloj el registro se irá llenando de 1s

hasta que Qh=1, momento en el que el registro se llenará de 0s en sentido

contrario, repitiéndose el proceso mientras S=1.

Figura 3.11. Cartel lumínico de desplazamiento.


En el anexo XXIX se puede observar el diseño y simulación de los ejercicios de la

práctica.

Diagrama de estados del cartel lumínico con el 74198 (Figura3.12):



Figura 3.12. Diagrama de estados del cartel lumínico.

Diseño de la lógica de control (Figura 3.13):

Figura 3.13: Diseño de la lógica de control.

Tomando un biestable por estado (Figura 3.14):



Figura 3.14. Diseño de los biestables por estados.

En la siguiente Tabla 3.5 se muestra la tabla de verdad del 74198.

Tabla 3.5. Tabla de verdad del Registro 74198.

Estado Condic. Operac. CLR S1 S0 L R H…….........A

T0

S´ Borra 0 X X X X X…………..X

S Carga 1 1 1 X X 00…………..1

T1

Qh´ Shift Right 1 0 1 X 1 X……………X

Qh Shift Left 1 1 0 0 X X……………X

T2

Qa´ Shift Left 1 1 0 0 X X……………X

Qa Inhibe 1 0 0 X X X……………X

Las funciones: CLR = (To.S')' S1 = To.S + T1.Qh + T2.Qa S0 = To.S +

T1.Qh' H ....... A = 0000 0001

Conclusiones del capítulo

Una vez que se han propuesto y simulado las prácticas de laboratorio en los

epígrafes anteriores se puede concluir que es evidente que: mediante el uso de la

simulación se demuestra que el uso de los instrumentos de análisis con que

cuenta el simulador, muestran valores cercanos a la realidad y permiten una mejor

familiarización con el entorno de trabajos prácticos. Las prácticas de laboratorio

propuestas están regidas por las especificaciones del Plan de Estudio E y cumplen

con los objetivos trazados en el mismo.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 49

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones

Una vez terminado el proyecto se arribaron a las conclusiones siguientes:

Se consultó la bibliografía y se determinó que los softwares de simulación

usados en los últimos tiempos por las principales universidades del mundo son

Proteus, Multisim, Simulink y Tina.

El software óptimo para la implementación de las prácticas de laboratorio de

Electrónica Digital I y II es el Tina porque se ajusta a las características de los

laboratorios de las asignaturas.

Se propone un módulo de Prácticas de Laboratorio de las asignaturas

Electrónica Digital I y II que cumple con los objetivos de estudio de las

mismas, dando respuesta a las exigencias establecidas en el Plan de estudios

E de la carrera de Telecomunicaciones y Electrónica.

Las Prácticas de Laboratorio poseen un interés práctico y motivador para los

estudiantes del Curso Regular Diurno de la carrera Telecomunicaciones y

Electrónica.

Recomendaciones:

1 Proponer al Colectivo de la carrera extender la investigación realizada para

que todos los laboratorios de electrónica analógica y digital queden apoyados

con simulaciones realizadas en el Tina.

2 Incorporar a los planes de estudio de las carreras de Telecomunicaciones y

Electrónica el uso del simulador de circuitos electrónicos y digitales Tina

v8.0.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 50

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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ANEXOS 53

ANEXOS

Anexo I Ejercicio 1 Práctica de Laboratorio 1. Funciones básicas AND,

OR, NOT con compuertas universales. Electrónica Digital I (EDI).

Anexo II Ejercicio 2 Práctica de Laboratorio 1NAND de 4 entradas. EDI.

ANEXOS 54

Anexo III Ejercicio 3 Práctica de Laboratorio 1Teorema de consenso. EDI.

Anexo IV Ejercicio 4 de la práctica 1. NAND de 3 entradas en VHDL. EDI.

Anexo V Ejercicio 5 de la Práctica de Laboratorio 1. EDI.

ANEXOS 55

Anexo VI Ejercicio 6 de la Práctica de Laboratorio 1. EDI.

Anexo VII Ejercicio 1 de la Práctica de Laboratorio 2. Números primos.

EDI.

ANEXOS 56

Anexo VIII Ejercicio 2 de la Práctica de Laboratorio 2. EDI.

Anexo IX Ejercicio 3 de la Práctica de Laboratorio 2. Decodificador de 2 a

4 con SSI. EDI.

ANEXOS 57

Anexo X Ejercicio 3 de la Práctica de Laboratorio 2. Decodificador de 2 a

4 vhdl. EDI.

Anexo XI Ejercicio 4 de la Práctica de Laboratorio 2. Multiplexor de 4 a 1.

EDI.

ANEXOS 58

Anexo XII Ejercicio 4 de la Práctica de Laboratorio 2. Multiplexor de 4 a 1.

VHDL. EDI.

Anexo XIII Ejercicio 5 de la Práctica de Laboratorio 2. Restador. EDI.

ANEXOS 59

Anexo XIV Ejercicio 1 de la Práctica de Laboratorio 3. Decodificador de 4 a

16. EDI.

Anexo XV Ejercicio 2 de la Práctica de Laboratorio 3. Multiplexor de 16 a 1.

EDI.

ANEXOS 60

Anexo XVI Ejercicio 3 de la Práctica de Laboratorio 3. VHDL de la ALU

74xxx381. EDI.

Anexo XVII Ejercicio 4 de la Práctica de Laboratorio 3. Mayor Medio Menor

en VHDL. EDI.

ANEXOS 61

Anexo XVIII Ejercicio 1 de la Práctica de Laboratorio 1. EDII.

Anexo XIX Ejercicio 2 de la Práctica de Laboratorio 1. EDII.

ANEXOS 62

Anexo XX Ejercicio 3 de la Práctica de Laboratorio 1. EDII.

Anexo XXI Ejercicio 4 de la Práctica de Laboratorio 1. Generador de

números aleatorios. EDII.

ANEXOS 63

Anexo XXII Ejercicio 5 de la Práctica de Laboratorio 1. Manchester EDII.

Anexo XXIII Ejercicio 6 de la Práctica de Laboratorio 1.NRZ.EDII.

ANEXOS 64

Anexo XXIV Ejercicio 7 de la Práctica de Laboratorio 1. Up/down, diagrama de

estados. EDII.

Anexo XXV Ejercicio 7 de la Práctica de Laboratorio 1. VHDL. EDII.

ANEXOS 65

Anexo XXVI Ejercicio 1 de la Práctica de Laboratorio 2. EDII.

Anexo XXVII Ejercicio 2 de la Práctica de Laboratorio 2. EDII.

ANEXOS 66

Anexo XXVIII Ejercicio 3 de la Práctica de Laboratorio 2. EDII.

Anexo XXIX Ejercicio 1 de la Práctica de Laboratorio 3. Cartel ASM. EDII.

título: desarrollo de prácticas de laboratorios para

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