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...DISEÑO
DE SISTEMAS
DIGITALES
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WEB DEDICADA A LA ASIGNATURA DE DISEÑO
DE SISTEMAS DIGITALES QUE SE IMPARTE EN LA CARRERA DE INGENIERIA TECNICA
INFORMATICA, EN LA UNIVERSIDAD DE LA LAGUNA (ULL), EN TENERIFE. APROVECHAMOS
LA OCASION PARA PONER FOTOS DE LAS PRACTICAS E INFORMACION SOBRE LAS MISMAS.
ESTA PAGINA NO HUBIESE SIDO POSIBLE SIN LAS FOTOS DE JONI Y DE JONATAN
Y FELIPE. GRACIAS
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¿CÓMORR?
Esta asignatura consiste en la realización de cuatro
prácticas de laboratorio. Todas a excepción de una, requieren
tratamiento informático, es decir, elaboración de software
que controle el hardware usado. Para dicha manipulación del hardware,
los datos entran y salen del ordenador a traves de una PPI
(ProgrammablePeripheral
Interface)(en tarjeta PIO12, o similar).
Las prácticas son rotatorias y se realizan en parejas, teniendo tres
dias para terminar cada una. Los ordenadores usados han sido pcs; 386, 486
y Pentium. A continuación se especifica cada práctica.
Agradecemos el trabajo de los profesores J.J Merino (profesor de la asignatura),
Demetrio, y demás colaboradores del departamento de computadoras
y control.
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EL
TECLADO
Mediante un teclado
externo, de al menos 16 teclas, y un visualizador de 8 dígitos
de siete segmentos, se pretende simular una calculadora. El teclado
y el visualizador se controlarán mediante los puertos de E/S
digitales que proporciona una tarjeta PIO12 o similar
con la que estará dotado un ordenador tipo PC, en el que correrá
el programa de control.
Las características mínimas que se exigen a la calculadora
son:
10 teclas numéricas.
las 4 operaciones sencillas, suma, resta, multiplicación y división.
1 tecla de cálculo ('=' o Enter).
operaciones con números enteros con signo de hasta 8 dígitos.
1 tecla de borrado.
visualización de las situaciones especiales, error, overflow,
...
En
las fotos vemos el teclado, la caja de la PPI con sus tres puertos y
el montaje complementario en la placa protoboard.
Para más información sobre la práctica, CLICK
AQUI para descargar el enunciado en pdf
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EL
ASCENSOR
El simulador
de ascensores (Ascensor-2000) representa a un edificio de cuatro plantas,
incluyendo a la planta baja, con dos ascensores independientes, A y
B. El objeto de la práctica es controlar el funcionamiento de
los ascensores simulados mediante un
programa que correrá en un PC provisto de una tarjeta PIO12 o
similar, que proporciona tres puertos digitales de E/S de 8 bits cada
uno. Los ascensores deberán funcionar correctamente: no se moverán
en tanto no tengan cerradas las puertas de las respectivas cabinas,
no deberán sobrepasar, cuando suben, el tercer piso, ni cuando
bajan pasarse de la planta baja; deberán atender siempre a todas
las llamadas, y al pararse en cualquier planta deberán abrirse
las puertas.
La dificultad de esta práctica radica en la cantidad de situaciones
que hay que contemplar a la hora de trabajar con los ascensores, puesto
que no sólo se envian señales a la placa sino que tambien
se leen, con lo cual el programa debe responder exactamente igual que
si el bloque fuera real. Si el ascensor A está en la tercera
planta, el B está en la segunda y alguien solicita el ascensor
en la planta baja, lo más
lógico es enviar el ascensor B. Si por el camino, alguien solicita
el ascensor en la
primera planta, estaría bien que el ascensor se detuviese y permitiese
entrar al individuo para luego bajar hasta la planta baja, o se podría
optar por no permitir que nadie se subiera al ascensor hasta que no
se ha subido la persona que lo llamó en la planta baja. Todas
estas decisiones deben tomarse a la hora de programar el software. Hay
que tener en cuanta situaciones especiales como por ejemplo la del niño
que va corriendo por las escaleras y tocando todos los botones de los
ascensores a la vez, y cosas asi para que el ascensor funcione incluso
en estos casos, de la mejor manera posible.
Enunciado de la práctica; CLICK
AQUI.
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EL
OSCILOSCOPIO
Hay que escribir
un programa que utilice al osciloscopio para representar funciones o
gráficos, como un terminal X-Y. Para ello se pone al osciloscopio
en modo X-Y en el cual se puede controlar la posición del punto
luminoso en la pantalla, ajustando las escalas
de los dos canales, según el voltaje que se aplique a cada canal.
Las funciones se generan por software en el ordenador PC, sacando los
valores de las coordenadas (x,y) por sendos puertos de salida digital
proporcionados por una tarjeta PIO12 o
equivalente. Estos valores digitales se llevan a unos conversores D/A
y la salida de estos directamente a las entradas X-Y del osciloscopio.
Algunos compañeros llegaron a mostar imagenes en la pantalla,
ayudandose del canal Z del osciloscopio que regula la intensidad de
la luz. Era
curioso ver a los muñegotes de South Park en el osciloscopio,
o dibujos manga de juegos de ordenador. Sólo hemos podido conseguir
la foto del dibujo del escudo de la universidad, pero no es de muy buena
calidad (la foto).
Enunciado
de la práctica; CLICK
AQUI.
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La
ALU
Se realiza un
montaje que permite estudiar las diversas operaciones de que es capaz
la ALU. La selección de las operaciones se realiza secuencialmente
mediante un pulsador y un contador, disponiéndose de un visualizador
que muestre la operación seleccionada. Los datos se introducen
mediante interruptores y el resultado se visualiza en los módulos
TIL311 directamente en hexadecimal.
Se deben comprobar las operaciones aritméticas y lógicas
de la ALU. En el caso de las operaciones aritméticas se deberán
considerar a los datos de entrada bajo dos representaciones distintas:
enteros sin signo y enteros en complemento a dos. Añadir al montaje
un registro a la salida
de la ALU (el 74LS374) que hará de
acumulador, guardando el resultado y proporcionando el primer operando.
Esta es la única práctica que no requiere ordenador. Es
puro hardware. Su complejidad está en el número de conexiones
que conlleva. Equivocarse en un cablecito o un mal contacto impiden
que la práctica funcione.
Enunciado
de la práctica; CLICK
AQUI.

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EL
SEMAFORO
Esta práctica
no pertenece a la asignatura de Diseño de Sistemas Digitales,
pero por similitud con las anteriores, y por realizarse en condiciones
similares la incluiremos aquí. En realidad pertence a la asignatura
de Estructura y Tecnologia de Computadores IV.
Una aplicación cada vez más frecuente de los ordenadores
es la de regulación del tráfico en las ciudades. Como
acercamiento a este
complejo problema se dispone en el Laboratorio de una maqueta que simula
un cruce de calles controlado por semáforos. El cruce está
controlado por 8 semáforos para vehículos, de tres luces
cada uno (roja, naranja y verde) y 4 para peatones, compuesto por sólo
dos luces (roja y verde), lo cual hace un total de 32 luces que hay
que controlar.
Las luces están implementadas mediante diodos luminicentes de
colores rojo, naranja y verde, controlándose cada uno de ellos
mediante un pin en los conectores de entrada de la maqueta, según
se aplique HIGH (1), que hace que luzca, o LOW (0), que hace que permanezca
apagado. Hay cuatro conectores de 8 pines cada uno con la misma estructura
:
7 6 5 4 3 2 1 0
R N V R N V R V
Se trata de escribir un programa que controle las luces del cruce sin
producir colisiones ni atropellos. El control se realiza a través
de una tarjeta PIO-12 de MetraByte (o equivalente), que contiene una
PPI 8255A, direccionada en el puerto 0300h (dirección
base). Se dispone, pues, de los tres puertos, A, B y C del 8255A que
dan un total de 24 líneas digitales (ON/OFF). Como hay menos
líneas de control que LEDs hay que aprovechar la simetría
del cruce para controlar más de un LED con la
misma señal. Ello se consigue a través de una caja de
conexiones donde se cablean las salidas de los
puertos del 8255A con las entradas de los conectores de la maqueta.
Enunciado
de la práctica; CLICK
AQUI.
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Anéctodas
Ya
que estamos, comentaremos tambien algunas de las situaciones típicas
y anecdóticas que muchas veces se dieron en el laboratorio.
1. Lo más buscado: en el laboratorio lo más buscado era
el polímetro (tester). Lo mejor era esconderlo para no soltarlo
:).
2. Después de llevar mucho rato comprobando el montaje con el
tester para tratar de averiguar por qué no estaba funcionando,
llega un profesor y dice, "¿Habeis alimentado los integrados?";
ciertamente, antes que nada hay que alimentar los chips, porque sino,
no parecen fucionar :).
3. El compañero de al lado está continuamente encendiendo
y apagando la fuente de alimentacion y cada vez que mete el "chuchaso",
tu circuito hace virguerias raras.
4. ....
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