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1 ELECTRÓNICA ANALÓGICA ELECTRÓNICA DIGITAL PRACTICA 1 CIRCUITOS RESISTIVOS 1.- Monta el siguiente circuito utilizando los valores de resistencia que prefieras 2.- Completa la siguiente tabla, realizando las operaciones que creas necesarias, y mostrándolas en esta hoja o detrás, imprime el circuito EWB con Amplificadores y Voltímetros, imprímelo con sus valores activos, recortalo y pégalo detrás. CÁLCULOS MEDIDAS ORDENADOR R V I V I V I R1 R2 R3 R4 3.-Comenta los resultados obtenidos

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Acreditalo ® Derechos Reservados

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ELECTRÓNICA ANALÓGICA

ELECTRÓNICA DIGITAL

PRACTICA 1 CIRCUITOS RESISTIVOS 1.- Monta el siguiente circuito utilizando los valores de resistencia que prefieras

2.- Completa la siguiente tabla, realizando las operaciones que creas necesarias, y mostrándolas en esta hoja o detrás, imprime el circuito EWB con Amplificadores y Voltímetros, imprímelo con sus valores activos, recortalo y pégalo detrás.

CÁLCULOS MEDIDAS ORDENADOR

R � V I � V I � V I R1 R2 R3 R4

3.-Comenta los resultados obtenidos

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PRACTICA 2 CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR 1.- Calcula el circuito siguiente de tal forma que el condensador tarde 50 segundos en cargarse; y 80 segundos en descargarse, una vez colocado el conmutador S en la posición2, muestra tus cálculos detrás de esta hoja, y monta el circuito en el taller

RECUERDA: El tiempo que tarda un condensador en cargarse o descargarse depende de la constante de carga t=5RC 2.- Realiza las medidas necesarias para dibujar las gráficas correspondientes a la carga del condensador, por ejemplo cada 5 o 10 seg. CARGA REAL t (seg.) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Vc (V) 3.- Realiza las medidas necesarias para dibujar las gráficas del taller correspondientes a la descarga del condensador, por ejemplo cada 5 o 10 seg. DESCARGA REAL T (seg.) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Vc (V) 4.- Dibuja las 2 gráficas (gráficas de taller) en el papel cuadriculado de la hoja siguiente, añádelas a esta memoria, la de Carga Real píntala de azul, y la Descarga Real, de negro 5.- Con las siguientes fórmulas tienes que rellenar los cuadros de la carga teórica y la de la descarga teórica:

Vc=E-(E-Eo) e-t/RC

t=RC ln(E-Eo)/(E-Vc) CARGA TEÓRICA t (seg.) 0 10 40 Vc (V) 12 DESCARGA TEÓRICA t (seg.) 0 10 40 Vc (V) 10 6.- Dibuja en la hoja cuadriculada anterior las dos curvas correspondientes a la Carga Teórica y a la Descarga Teórica, con los mismos colores, pero en TRAZOS. Son las gráficas teóricas 7.- Monta en el ordenador este circuito rellena unas tablas equivalentes a los pasos 2 y 3 además observa los efectos que producen los cambios de valores, tanto de resistencia, como de capacidad, en el tiempo de carga y descarga, imprime una hoja con el circuito, las tablas de valores, y las gráficas de carga y descarga. Éstas serán las gráficas de ordenador. 8.- ¿Cuál es la conclusión que sacas al observar dichas curvas, las del taller, las teóricas y las del ordenador?

PRACTICA 3 MEDIDAS CON EL OSCILOSCOPIO El objetivo de esta práctica es que cojas soltura con la diferente instrumentación del taller, polímetros, osciloscopios, fuentes de alimentación en continua --- y en alterna ~. MEDIDA FRECUENCIA 1.- Coloca en el GBF una señal alterna senoidal de 5Vmax, 1khz (si faltan GBF sirve la f.a. del entrenador, con la salida marcada como ~ en rojo) 2.- Conecta la sonda del osciloscopio a la salida del generador 3.- Coloca en la pantalla del osciloscopio uno o dos periodos de la señal 4.- Completa los siguientes campos, con la mayor atención posible: TIME/DIV= Nº de divisiones horizontales= Multiplicando el nº de divisiones por el valor de la base de tiempos, obtenemos el valor del periodo T y como sabemos que f=1/T obtendremos el valor de la frecuencia f=

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f medido con los instrumentación1 = MEDIDA VOLTIOS 5.- El osciloscopio tiene un conmutador rotativo para adecuar la señal de entrada amplificándola o reduciéndola, VOLT/DIV, según el canal, gira el conmutador hasta que la señal se pueda visualizar en la pantalla sin salirse de ella, pero ocupando lo máximo 6.- Rellena los siguientes campos VOLT/DIV= Nº de divisiones verticales de pico a pico= Vpp= VOLT/DIV * Nº div horiz pp = Vp = Vpp/2 = V ef= Vp/��� V ef medida con el polímetro = MEDIDA VOLTIOS DE TENSIÓN CONTINUA 7.- Coloca ahora la fuente de alimentación2 en la sonda, y en conmutador, primero ajusta la tierra con el conmutador en GD fijando la posición inicial del trazo, y después en DC, pon la fuente de alimentación a 15 V, y mide su tensión análogamente al caso de alterna paso 5 y 6, y comprueba su veracidad con el polímetro. ¿Cuál es tu conclusión?

1 Del polímetro, o si los polímetros no tienen medidas de frecuencia, con el frecuencímetro. 2 Del entrenador V1, o de la fuente de alimentación en contínua.

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PRACTICA 4 CORRIENTE ALTERNA

1.- Monta el siguiente circuito

utilizando los valores de R C y v que prefieras para visualizar bien el desfase R= C= v= V, Hz 2.- Completa la siguiente tabla, realizando las operaciones que creas necesarias, y (las operaciones puntuan 10 puntos, son complejos) mostrándolas en esta hoja o detrás

CÁLCULOS MEDIDAS ORDENADOR

Z � V I � V I � V I R C

desfase

3.-Comenta los resultados obtenidos

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PRÁCTICA 5 CURVA CARACTERÍSTICA DEL DIODO 1.- Realiza el siguiente montaje con un diodo, puede ser zener o no, completa la tabla, la I la calculas con la ley de Ohm ¿Cómo la calcularías teniendo los valores de V, E y R?

V diodo E I R= 2.- Invierte la posición del diodo y repite el proceso anterior V diodo E I R= 3.-Representa los resultados obtenidos en una gráfica I del diodo en el ejey, V diodo ejex 4.- Que conclusión sacas al ver la forma y los valores de la gráfica. Ponlo detrás. 5.- Busca el diodo en los manuales, e indica aquí las características que ves más importantes

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PRÁCTICA 6 RECTIFICACIÓN 1.- Monta los siguientes circuitos de rectificación

2.-Mide todas sus señales con el osciloscopio, dibújalas con un mínimo de precisión colocando sus valores y escalas empleadas, anota la tensión en continua que hay en la carga. 3.- Dibujo las tres formas de onda en los siguientes recuadros: 4.- Repite los procesos anteriores con el ordenador, imprime las formas de onda del osciloscopio pégalas detrás. 5.- Comenta tus conclusiones

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PRACTICA 7 RECORTADOR ZENER

1.- Monta los siguientes circuitos en el taller:

2- Coloca el transformador ~ +- 12V en la entrada y una vez conectado al cicuito mide con el osciloscopio tanto la entrada como la salida 3.-Dibuja las formas de onda , entrada y salida en la mísma gráfica: 4.- comenta los resultados obtenidos en cada circuito, ¿Para que sirven ? ¿Qué aplicaciones ves a estos circuitos?

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PRACTICA 8 FILTRADO Y RIZADO

1.- Monta el siguiente circuito, el tranformador será el de 220/12~. Diséñalo para un rizado razonable como el de la figura, rellena este cuadro: Condensador elegido: Resistencia de carga elegida: Diodos V rizado pico a pico teórico.

2.- Determina las señales de rizado, y la señal de continua en la carga 3.- Móntalo también en el ordenador, imprime el circuitto con la forma de onda en el osciloscopio, imprímelo, recorta y pégalo detrás, mide la señal de rizado y de continua en la carga. 4.- Ahora en el taller inserta un 78XX y mide la señal de rizado y de continua en la carga. 5.- Rellena la siguiente tabla, los cálculos móstralos en esta hoja por la parte de atrás (8 puntos) MEDIDAS ORDENADOR CÁLCULOS V RIZADO pico a pico Vcc EN LA CARGA Con 78XX no hay 78XX 6.- Comenta tus conclusiones

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PRÁCTICA 9 RECTIFICACIÓN DE POTENCIA

1.- Monta el siguiente circuito en el ordenador. Como resistencia de carga puedes usar una bombilla, o una resistencia de 1K,fija un ángulo de conducción máximo y mínimo, y utiliza un potenciómetro para regular la luz, puede ser alrededor de 25K, y el condensador de 100n, la red 100V y 50HZ. enseña los cálculos en la parte de atrás. Imprime el circuito cuando tengas una señal de osciloscopio representativa, tienes que probar diferentes configuraciones, los valores anteriores son orientativos. Pégalo en la parte de atrás.

2.- Rellena la siguiente tabla: Áng. cond. Máximo

elegido Áng. Cond. Mínimo

elegido C R P

3.- Ahora con la información del osciloscopio rellena esta tabla:

Vp DIAC Vv DIAC Vp TRIAC Frecuencia V RED eficaz

4.- Mide el ángulo de conducción con el potenciómetro al mínimo y al máximo si tienes potenciometro y rellena la siguiente tabla ÁNGULO CONDUCCIÓN CALCULADO MEDIDO ORDENADOR MÍNIMO No MÁXIMO No 6.- Comenta los resultados

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PRÁCTICA 10 POLARIZACIONES DEL TRANSISTOR BIPOLAR 1.- Diseña los siguientes circuitos de polarización para un determinado punto de operación, antes rellena esta tabla de la elección del punto Q, elige los valores que creas convenientes 2.- Móntalo en el taller, y en el ordenador, realiza todas las medidas necesarias para rellenar la tabla siguiente, a la hora de imprimir el circuito, imprimirlo con los valores de los amperímetros y voltímetros,

elabora los cálculos y también añádelos a la práctica, pero no hojas sueltas. Polarización fija: Vcc Vce Vbe Vrc Vrb Ib Ic Ie TEÓRICO PRÁCTICO EWB Polarización con realimentación en el emisor: Vcc Vce Vbe Vrc Vre Vrb Ib Ic Ie TEÓRICO PRÁCTICO EWB Polarización con realimentación en el colector: Vcc Vce Vbe Vrc Vrb Vr2 Ib Ic Ie TEÓRICO PRÁCTICO EWB Polarización por divisor de tensión: Vcc Vce Vbe Vrc Vre Vr1 Vr2 I1-2 Ib Ic Ie TEÓRICO PRÁCTICO EWB

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PRACTICA 11 TRANSISTOR EN CONMUTACIÓN

1.- Diseña Rb y Re en el circuito de la figura de tal manera que el transistor este en sobresaturación cuando se cierre el interruptor. Hay que tener en cuenta la resistencia del RELÉ que es aproximadamente 10Ω (mídelo con el polímetro) y la hfe del transistor que utilices (mídelo también), la fuente de alimentación Vcc no es necesario que sea de 25V, puede ser otro valor, igualmente con la Vb

2.- Móntalo en el taller, no es necesario que realices el circuito de la derecha (la de alterna), es sólo un ejemplo para que veas como desde un elemento de pequeña potencia, (la pila y el interruptor de la derecha, que pueden ser perfectamente puertas lógicas o cualquier circuito digital como un puerto de un ordenador) se puede controlar un circuito de alta potencia (el de la izquierda) 3.- Dibújalo en el EWB, y observa su funcionamiento, imprímelo y pégalo detrás. 4.- contesta a las siguientes preguntas:

¿Qué función tiene el diodo en paralelo con la bobina del relé? Quizás no dispongas de dos fuentes de alimentación ¿Cómo se soluciona el problema? Basándote en este circuito ¿Podrías diseñar un temporizador?

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PRÁCTICA 12 AMPLIFICADOR CON BJT

1.- Realiza un diseño de amplificador con BJT, realimentado por emisor, y con divisor de tensión en la base como la figura, los valores son libres, el proceso de diseño móstralo en la hoja de atrás o en hoja aparte, junto con los valores de las tensiones en la base, emisor y colector continuas, transistor del apéndice B

2.- Móntalo y realiza las mediciones de la ganancia en el osciloscopio, y realiza las medidas de Vb, Ve, Vc con el polímetro o con el osciloscópio. 3.- Realiza igual con el ordenador, tomando las mismas medidas, imprime el osciloscopio y el circuito con los voltímetros que utilices, imprímelos con sus valores, y pégalo atrás. 4.- Rellena la siguiente tabla CALCULADOS MEDIDOS ORDENADOR GANANCIA Vc Vb Ve ENSEÑA LOS CÁLCULOS DE DISEÑO EN LA PARTE DE ATRAS (10 puntos) 5.- Comenta los resultados obtenidos

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PRACTICA 13 CIRCUITOS CON AMPLIFICADOR OPERACIONAL (5 p)1..- Diseña el siguiente circuito para que realice la salida del osciloscopio

Enseña tu diseño por la parte de atrás, móntalo en el taller y compara el valor teórico con el real R1= R2= R+= Ganancia Teórica Ganancia real= Pon la realimentación positiva, ¿Que ocurre? Comenta el resultado: (5 puntos)2.- Diseña por ordenador un circuito que realice la siguiente expresión

Vsalida = 2 Va + 3 Vb - Vc Va, Vb, Vc son tensiones que son de entrada, luego coloca unos valores arbitrarios Va que sea tensión alterna y Vb, Vc continua, imprime el circuito con sus formas de onda Imprime el circuito propuesto en EWB (5puntos) 3.- Realiza por ordenador un filtro pasa banda desde 100Hz hasta 10 Khz, enseña el diseño y la impresión del circuito con el diagrama de Bode.Ganancia 32 dB. Imprime el circuito propuesto en EWB

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PRÁCTICA 14 ASTABLE Y MONOESTABLE CON 555 (Esta práctica pertenece a Analógica, no la cambies de sitio, aunque a lo mejor la teoria la has dado ya en digital) 1..- Diseña el siguiente circuito para que realice la salida del osciloscopio

Para visualizarlo, en vez de 0.2mseg, que sean 0.2seg, cuenta por ejemplo 10 pulsos y así determina la duración de un pulso.. 2.-Enseña tu diseño por la parte de atrás, móntalo en el taller y compara el valor teórico con el real, rellena estos valores: R1= R2= C= Rellena esta tabla: CALCULADOS MEDIDOS ORDENADOR Th y Tl 3 T total 3.- Realiza por ordenador y en el taller un monoestable con un tiempo de duración de 2 seg, observa su funcionamiento, imprime las formas de onda ,el circuito y enseña el diseño en la hoja de atrás 4.-Comenta el resultado de estos circuitos, monoestable y astable:

3 Quizás no puedas diferenciar la parte alta de la parte baja en el taller, así que esta casilla no la rellenes, sólo la del tiempo total contando varios impulsos.

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PRACTICA 15 MULTIVIBRADOR ASTABLE

1.- Monta en el taller el circuito siguiente :

2.- Realiza las medidas siguientes TH medido

TL medido TH calculado

TL calculado

Vce Q1 Vce Q2 Vbe

3.- Calcula los valores de R1 y R2 para que el Tiempo alto sea 2 veces más grande que el del diseño anterior y el tiempo bajo la mitad, enseña aquí los cálculos, móntalo en el taller y en el ordenador, imprímelo. 4.- Conclusiones y utilidades que se te ocurren en estos circuitos.

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PRACTICAS DE ELECTRÓNICA DIGITAL

PRÁCTICA 1 MEDIDAS DE PARÁMETROS DE LAS PUERTAS LÓGICAS 1.- Monta el siguiente circuito:

2.- utilizando el polímetro y midiendo tanto la entrada como la salida determina los umbrales de entrada y salida, vas subiendo la tensión en la entrada desde 0V, y cuando cambie de estado, lo rellenas en la casilla (¿VIHmin o VILmax?) medida, ahora ves bajando la entrada desde 5V, cuando cambie de valor, rellenalo en la casilla (¿VIHmin o VILmax?) medida busca estos valores en el Databook del CI o en el libro de teoria, y rellena el resto de la tabla

Medidas Databook VILmax VIHmin

VOLmax No VOHmin No

Familia lógica y numeración = 3.- Tiempo de propagación. monta el siguiente esquema:

compara con el osciloscopio las dos señales y calcula el tiempo de propagación, busca en el Databook ese valor y rellena la tabla:

medida databook tp

4.- ¿Cuales son tus conclusiones?¿Por qué no coinciden los valores medidos y el databook?¿es correcto el método de medición?¿por qué no se han rellenado los VO medidos?

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PRÁCTICA 2 CIRCUITOS COMBINACIONALES LSI 1.- Un sistema de alarma está construido por cuatro detectores denominados a, b, c, d; el sistema debe de activarse cuando se activen tres o cuatro detectores, si solo lo hacen dos detectores, es indiferente la activación o no del sistema. Por último, el sistema nunca debe de activarse si se dispara un solo detector o ninguno. Por razones de seguridad el sistema deberá activar si a=0, b=0, c=0 y d=1. Implementar este sistema, enseña el diseño en hoja aparte, y monta el circuito propuesto: Dibujo:

Numeración pastilla Cantidad Precio por pastilla Total: Total: 2.- Diseñar el sistema que aparece en la figura constituido por cuatro interruptores a,b,c,d en cuyas posiciones de activados introducen un nivel 1 a las respectivas entradas del bloque A Las salidas del bloque A cumple las siguientes normas: F1 se activa con 1 cuando existen dos interruptores no contiguos que estén desactivados, aunque hayan dos interruptores desactivados contiguos, por razones de seguridad si abcd=1001 entonces F1=1 y también si abcd=0110 entonces F1=0 F2 se activa con 1 cuando hay dos o más interruptores activados F3 se activa con 1 cuando hay alguno de los interruptores activados Las salidas del bloque A se encuentran conectadas a 3 pequeños pilotos así como a las entradas del bloque B Por último, las salidas del bloque B representan la codificación en binario del número de pilotos encendidos que hay en su entrada Implementarlo en el ordenador, la simplificación realizarla con ayuda del ordenador, imprimir el diagrama de bloques, y los diagramas de cada bloque, aquí quzás necesites más de una hoja, añádelas a la práctica pero no en hojas sueltas, grápalas, o insertalas en la encuadernación. Rellena las tablas bloque A Numeración pastilla Cantidad Precio por pastilla Total: bloque B Total: Numeración pastilla Cantidad Precio por pastilla Total:

Total:

a F1 b A F2 B X1 c F3 X2

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PRÁCTICA 3 CIRCUITOS COMBINACIONALES MSI

1.- Implementar en el ordenador la siguiente función empleando un multiplexor de 16 canales tipo 74150 (Imprime el cto) F= x·y’ + x·z’·v + x·y·v + z’·v + y´·v’ 2.- Ahora implementarlo con 8 canales tipo 74151 en ordenador (Imprime el cto) y en el taller enseña el diseño de los dos ¿Cual es la conclusión que deduces? 3.- Utilizando un decodificador BCD tipo 7442 y puertas NAND implementar en el ordenador la siguiente función F= a·b’·c’ + a’·b·c’ + a’·b’·c + a’·b’·c’

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PRÁCTICA 4 CIRCUITOS ARITMÉTICOS

1.- Diseña y realiza un sumador-restador de 4 bits según las siguientes instrucciones a) La resta debe de realizarse en C1 b) existe una entrada P que determina si se realiza una resta o una suma P=0 suma P=1 resta c)Utilizar el 7486 y el 7483

Enseña el diseño, y móntalo en el ordenador (imprime el circuito), o en el taller. 2.- Realiza la suma de también dos palabras de 4 bits con el sumador completo en ordenador, imprime el resultado

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Recorte del manual 74194

PRÁCTICA 7 CONTADOR REVERSIBLE SÍNCRONO

Los siguientes circuitos, preferentemente se realizarán en el ordeandor, no es necesario imprimirlos, sólo mostrar el diseño funcional4 de todos ellos atrás. Realizar un circuito ... Con el integrado ... 1 Contador módulo 7 7490 2 Divisor 26 7493 3 Contador 2 a 8 ascendente 74190 o 74191 4 Contador 13 a 5 descendente 74190 o 74191 5 Contador 7 a 9 ascendente 74192

PRACTICA 8 REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO Dibuja el diseño funcional de estos circuitos:

1.- Con el 74194 realiza un circuito secuenciador de Leds en el taller, es decir, que se desplace un Led encendido, (hay que realizar un pulso corto en el SR) Ejemplo de funcionamiento : 1000 0100 0010 0001 2.- ¿Cómo harias que se recoriese siempre? Es decir :1000 0100 0010 0001 1000 0100 .. 3.- RETO ¿Cómo harias un “coche fantástico” ? es decir

1000 0100 0010 0001 0001 0010 0100 1000 y otra vez a empezar pista: añadir “algo que recuerde” que dirección tomar, ejem RS

4 Diseño funcional se refiere a que los dibujos deben de mostrar con claridad las conexiones, es decir, que no hay que respetar el orden de los pines en la colocación de los mismos.

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PRÁCTICA 9 ESTUDIO DE UNA MEMORIA EPROM

BORRADO GRABADO Y APLICACIONES 1.- Supongamos que un tribunal esta compuesto de 5 personas, disponen de un interruptor para determinar si es culpable (1) o inocente (0) el acusado, como la votación se desea que sea secreta, se precisa de un circuito electrónico que realice las siguientes salidas a) Mostrar el número de votos culpables , que por simplificación, se visualizará en un solo Display b) Que un LED rojo se encienda si el acusado es culpable c) Que un LED verde se encienda si hay más de un 75% que opina que es inocente d) Que un LED rojo pequeño que determine el empate Implementar este circuito con la EPROM 27C64A, borrarla y programarla, despues montar el circuito, rellena la tabla de verdad (paciencia), y los valores en hexadecimal que se graban en la memoria. Hay que poner a la salida de la EPROM unos trigger 7414, como son inversores, o grabarlo al revés, o poner dos trigger en cascada. Dibujar diseño funcional del circuito atrás.

decimal Binario Grabación en binario

Grabación en hexadecimal

0 00000 1 00001 2 00010 3 00011 4 00100 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 1 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

2.- Contestar a las siguientes preguntas Capacidad de palabras que almacena El tamaño de la palabra que almacena El número total de bits que almacena El tipo de memoria integrada Características eléctricas de la pastilla Haz un dibujo de la estructura interna de la memoria EPROM 27C64A:

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PRÁCTICAS CON EL 8085 Indice: 1. Generalidades del 8085

1.1. Harware del 8085 1.2. Instrucciones del 8085

1.2.1. Instrucciones de transferencia de datos 1.2.2. Instrucciones aritméticas 1.2.3. Instrucciones lógicas 1.2.4. Instrucciones de desplazamiento 1.2.5. Instrucciones de salto 1.2.6. Instrucciones de subrutinas 1.2.7. Instrucciones de pila 1.2.8. Instrucciones de control

2. Manejo del simulador 8085 2.1. PRÁCTICA 10

3. Manejo del micro 8085 desde el PC 3.1. Introducción 3.2. Comandos 3.3. Subrutinas 3.4. direcciones de nuestros programas

4. Manejo del micro 8085 desde la consola 4.1. Introducción 4.2. Comandos 4.3. Interrupciones 4.4. Grabar y leer desde una cinta cassette

5. Prácticas 5.1. Manejo del entrenador 5.2. PRÁCTICA 11 5.3. Semáforo 5.4. PRÁCTICA 12

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1.- Generalidades del 8085 1.1.- Hardware del 8085 Dentro del 8085 tenemos los siguientes registros: A (8) Acumulador ALU U.C. Unidad Unidad Aritmetico Control S Z AC P CY ... Flag (8) Lógica B (8) C (8) RI (8) reg. de instruciones D (8) E (8) SP (16) stack pointer puntero de pila H (8) L (8) PC (16) contador del programa registros auxiliares Todos estan conectados entre si, y el 8085 tiene exteriormente 3 buses como todos los microprocesadores (pero con tamaños diferentes): Nombre bits comentarios

D.B. Bus de datos (data bus)

8 conectado al R.I. desde este registro la U.C. lee las instrucciones y las procesa.

A.B. Bus de direcciones (Adrress Bus)

16 conectado al PC indica la dirección de memoria del programa que se esta leyendo.

C.B. Bus de Control 10 Conectado a la U.C. para controlar el sistema Hay que señalar que el 8085 tiene el bus de direcciones multiplexado, es decir, tiene 8 pines AD0 .... AD7 que son bus de datos y bus de direcciones (la parte baja), para diferenciarlo tiene un pin llamadoALE que cuando es 0 las lineas AD0...AD7 es bus de datos D0...D7, y cuando ALE=1, las lineas AD0...AD7 es parte baja del bus de direcciones A0...A7. El bus de control además del ALE, tiene los siguientes pines: • Lectura Escritura: RD# y WR#5 • Acceso a memoria o a periféricos: IO/M#. • pin indicador de estar preparado para atender al dispositivo exterior : READY. • pin indicador que el dispositivo externo esta ocupando los buses : HOLD. • pin indicador que el 8085 no hace caso a los buses HLDA. • pin indicador que el 8085 se ha reseteado RESETOUT. • y pines indicadores de estado S0 S1 (S0S1 =01 Escribe dato, =10 Lee dato, =11 Busca dirección).

5 El símbolo # indica que es activo a nivel bajo.

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En la pag 280 y 281 explica el funcionamiento de cada uno de los registros, unidades etc.., señala brevemente el significado de cada uno de ellos: Descripción A

B, C D, E H, L

Flag S Z AC P CY

ALU

U.C.

R.I.

P.C.

S.P.

1.2.- Instrucciones del 80856 Nomenclatura: r = un registro de 1 byte , puede ser cualquiera de estos : A, B,C,D,E,H,L. (rs =registro origen de datos, source, rd = registro destino de los datos) [1000] = el dato almacenado en la dirección 1000H [HL] = el dato almacenado en la dirección contenida en el registro HL M = “ ” ” dato = un número de 1 byte, por ejemplo 4AH, suelen ser los datos. addr = un número de 2 bytes, por ejemplo 10B2H, suelen ser las direcciones

H=hexadecimal, B=Binario, D = Decimal 1.2.1.- Instrucciones de transferencia de datos MOV rd,rs MOV rd,M

LDA addr

6 Estas hojas son las que se permitirán en los exámenes.

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MOV M,rs MVI rd,dato

STA addr

LDAX B STAX B LDAX D STAX D

LHLD addr SHLD addr

XCHG

LXI B,addr LXI D,addr LXI H,addr

ejemplo de utilización :

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1.2.2.- Instrucciones aritméticas ADD rs ADD M ADI dato

SUB rs SUB M SBI dato

ADC rs ADC M ACI dato

SBB rs SBB M SBI dato

INR rs INR M INX B INX D INX H

DCR rs DCR M DCX B DCX D DCX H

DAD B DAD D DAA

STC CMC

1.2.3.- Instrucciones lógicas ANA rs ANA M ANI dato

XRA rs XRA M XRA dato

ORA rs ORA M ORI dato CMA

CMP rs CMP M CPI dato alteran solo el flag : Z, S, CY, AC ...

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1.2.4 Instrucciones de desplazamiento RLC RRC RAL RAR 1.2.5 Instrucciones de salto JMP addr Jcondicion addr PCHL RSTn

condición puede ser alguna de las siguientes: Z NZ P M C NC PO PE

1.2.6 Instrucciones para las subrutinas CALL addr Ccondición

RET Rcondición

1.2.7.- Pila PUSH B POP B

PUSH D POP D

XTHL SPHL

1.2.8.-Instrucciones de control HLT NOP

IN puerto OUT puerto

SIM EI

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2.- Manejo del simulador 8085 Vamos a realizar un pequeño ejemplo de funcionamiento. Vamos a mover el contenido de la dirección 2000H al acumulador, y almacenarlo en la 2001H, y el contenido de la dirección 2002H moverlo al registro B, y almacenarlo en la 2003H. a) Escribir el siguiente programa en un editor, por ejemplo el EDIT de MS-DOS, guardarlo como

PRUEBA.ASM el archivo fuente debe de tener la extensión *.ASM (vamos al direcctorio 8085, desde el raiz : CD 8085, y EDIT PRUEBA.ASM)

todo lo que se escribe después de ; no se ensambla, así que se puede utilizar como comentarios. ORG = organizar las siguientes líneas a partir de la dirección en este caso 2000H DB=se utiliza para poner datos, en este caso, pone 05 en 2000, A4 en 2001 etc... aquí DATO1 es una etiqueta, y toma el valor de la dirección donde esta escrita, en este caso DATO1 es igual a 2000 ¿y DATO2? hay que poner : y escribirlas en la primera columna, el resto del programa a partir de la columna 10. también puede haberse escrito: DATO1 EQU 2000H EQU= equivale a ... el programa se ha escrito a partir de la dirección 1000H, carga el acumulador (loadA) y lo almacena (storeA), podría haberse escrito STA 2000H y LDA 2001H, para el registro B hay que utilizar el registro M, antes de utilizar el registro M hay que cargar HL la dirección que queremos, LXI H,DATO3 = LXI H,2002H, lo

mueve a B, y para moverlo al 2003 podría haberse escrito LXI H,2003H o como en este caso, incrementando lo que tenía, movemos de B a M, y para finalizar END.

b) después de guardarlo ensamblarlo con la instrucción: ASM8085 PRUEBA.CCC esto crea 3 ficheros, si salen errores hay que corregirlo en el prueba.asm:

PRUEBA.ERR = listado de errores de 1ª pasada. (A=argumento erróneo, D=etiqueta no existe, L=etiqueta erronea, U=símbolo indefenido, S= error

sintaxis) PRUEBA.LST = listado del programa, aquí salen los errores de 2ª pasada. PRUEBA.OBJ = listado en lenguaje máquina.

c) simularlo con el programa SIM8085, una vez dentro pulsar F4 y cargar el PRUEBA.OBJ, utilizar los siguientes comandos: V=ver memoria, en este caso nos interesa ver lo que hay en la 2000H y siguientes. M=modificar memoria, si queremos alterar los nº que hemos metido. R=modificar los registros, en este caso pondremos el contador del programa PC en la dirección de comienzo de nuestro programa: 1000H T=trazar o ejecutar paso a paso, ir pulsando y observar lo que ocurre en cada instrucción. Q=salir otras utilidades: F1 visualiza una ayuda C=ver el código E=ejecutar entre dos direcciones, ESC para salir, I para interrupción 7.5

;programa de muestra ;*** mover datos **** ;colocación de los nº ORG 2000H DATO1: DB 05H DATO2: DB A4H DATO3: DB 45H,12H ;programa1

ORG 1000H LDA DATO1 STA DATO2 LXI H, DATO3 MOV B,M INX H MOV M,B END

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PRÁCTICA 10 SIMULADOR SIM8085

En esta práctica la intención es que toméis un primer contacto con el 8085, y realizar los ejercicios de un microprocesador en un PC, para después pasarlos a la práctica.

Los ejercicios van ordenados de menor a mayor complejidad, realízalos primero en una hoja aparte, discutiéndolo con tus compañeros de práctica, y realízalos en el ordenador. Tienes que ensamblarlos, comprobar que funcionan, y entregar los listados *.LST o *.ASM, no entregues una hoja por ejercicio, sino un listado donde estén todos los listados de los ejercicios para ahorrar papel. Ejercicios: 10.1.- Realizar una transferencia de datos [1500] <= [1503] y [2500] <= 0

con las instrucciones MOV MVI. 10.2.- Idem pero con las funciones LDA y STA 10.3 .- Sumar 3 números de 1 byte, almacenar su resultado y su posible acarreo, [1003] <= [1000]+[1001]+[1002] el acarreo almacenarlo en [1004] 10.4.- Sumar dos números de 2 bytes de la siguiente forma, con registros simples

1º número [1000][1001] 2º número + [1002][1003] . resultado [1006] [1004][1005]

10.5.- Idem con registros dobles. 10.6.- Multiplicar un número por 4 de la siguiente forma : [1001] <= [1000] * 4 10.7.- Multiplicar 2 números de un byte : [1002] <= [1000]*[1001] 10.8.- Dividir 2 números de un byte : [1002] <= cociente [1000]/[1001] [1003] <= resto de [1000]/[1001] 10.9.- Hacer un intermitente de un LED por el puerto paralelo OUT 00H 10.10 .- Encender 8 Leds secuencialmente por el puerto paralelo OUT 00H

10.11.- Ejercicio de libre enunciado, tiene que ser original respecto a los demás grupos de prácticas, si no se te ocurren enunciados, consulta al profesor, imprime el listado *.ASM y adjúntalo a los anteriores, crea una transparencia del diagrama en bloques para exponerlo a la clase y explicar a los demás qué has hecho y cómo. Este ejercicio es el que realmente puntúa. Cuando acabes con la exposición, enseña todos los listados al profesor. (Esto se hace para obligar a que tengas los listados, quizás el día de mañana los necesites)

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3.- Manejo del micro 8085 desde el PC

3.1 Introducción Para utilizar el micro 8085 desde el PC, se debe de poner el conmutador Teclado/CRT en la

posición CRT. En el fichero CONFIG.SYS del PC debe de existir la línea DEVICE=ANSI.SYS. Y también tener conectado un cable conexión serie de tres hilos de la siguiente forma:

En el micro (tres hilos) En el PC (macho de 25 pines) TX ------------------------- RX (3) RX ------------------------- TX (2) RTS (4) con CTS (5) GND ----------------------- GNE (7) DSR (6) con DTR (20)

Ejecutar el fichero DDT85 he indicar en qué puerto esta COM1 COM2 etc..., de esta

forma se consigue una comunicación de 2400 baudios cada dato de 8 bits, con 2 de stop. Pulsar INIC antes de utilizar los comandos. Si se quiere ensamblar un fichero por ejemplo PRUEBA.ASM para el 8085, ejecutar HACERHEX PRUEBA, es un fichero BATH que ensambla y ejecuta a la vez el DDT85.

3.2 Comandos D dirección baja,dirección alta =Visualiza la memoria desde la dirección alta hasta la baja, ejem D1009,2A50 Gdirección comienzo =ejecuta el programa desde la dirección comienzo, si no se pone, ejecuta desde donde apunta el registro PC. N =ejecución paso a paso I dirección =inserta en la memoria a partir de dirección. Mdirección baja, dirección alta, destino = mueve la memoria, ejem M1E00,1E06,1F00 = mueve el bloque de memoria desde la 1E00 hasta 1E06 a la 1F00 Sdirección =Visualiza y modifica la dirección, ejem S1000 Xregistro =Visualiza y modifica los registros, ejem XA, si no se pone el registro, los visualiza en este orden: A B C D E F H L M P S L nombre del programa offset = carga un programa desde el ordenador a partir de la dirección 1000H, el offset es el número de posiciones de memoria que se incrementa el programa, ejem offset=10, entonces lo carga en la 1010, luego es aconsejable utilizar en vuestros programas ORG 0000H o ORG 0500H H = fin de la comunicación

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3.3 Subrutinas Estas son algunas de las subrutinas que podéis utilizar:

Dirección nombre7 descripción Interrupc reg. alt. 0A51 CI18 Carácter de consola al acumulador Masc F 0A5D CO1 Del registro C al display A F 0A33 PRIMES un mensaje que esta en memoria, que comienza

en la dirección apuntada por HL se visualiza en el display

A H L F

0AB7 ADRD el contenido de HL se visualiza en el display A B C F 04C9 UPDAD “ TODOS 04D5 UPDDT el contenido del acumulador se visualiza en el

display “

0B74 DELAY retraso de 1 mseg 044E RDKBD ídem CI1 H L F 041D OUTPT ídem Primes 037D GTHEX nº hex de 2 bytes ejem A725 desde el teclado, al

display y al registro DE

02BF TODIR Idem que el anterior, pero sin visualizarlo Para utilizar estas subrutinas, hay que utilizar el comando EQU, por ejemplo: RDKBD EQU 044EH UPDDT EQU 04D5H

Para permitir desenmascarar todas las interrupciones, es necesario poner 08H al Acumulador, y ejecutar SIM, y para habilitar el sistema de interrupciones EI

Estas direcciones pertenecen a la ROM y son inalterables, pues vienen de fábrica. 3.4 Direcciones de nuestros programas. Nos dividiremos la memoria RAM para efectuar nuestros programas y así no “chafar” los programas de nuestros compañeros:

grupo direcciones grupo direcciones

profesor 1000 10FF GRUPO 4 1700H

18FFH

GRUPO 1 1100H 12FFH GRUPO 5 1900H

1ªFFH

GRUPO 2 1300H 14FFH GRUPO 6 1B00H

1CFFH

GRUPO 3 1500H 15FFH LIBRE 1D00H

1FFFH

7 El nombre puede ser arbritario 8 las teclas azules tienen el siguiente código: EJEC=15H GO=12H SMANT=13H EREG=14H POST=11H EJEC=10H

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4 Manejo del micro 8085 desde la cónsola 4.1 Introducción

El 8085 como tiene los buses de datos y el de direcciones multiplexado, el 74373 los demultiplexa, 8085 ------ AB y DB (8) ------- 74373 ----- ABL (8) ----- DB(8)

Tiene un reloj de cuarzo de 4.915 MHz, un dedodificadro de 3 a 8 canalies 74138 y puertas and 7408 para la realización del mapa de memoria, que es la siguiente: Direcciones chip, mapa hardware descripción, mapa software 0000 0FFF

EPROM 4k 2732

Programa monitor de la cónsola y subrutinas anteriores

1000 1FFF

2x RAM 2k 4016

Programas de usuario

2000 20FF

RAM 256 bytes 8155 U17

Utilizado por la cónsola

Periféricos: Tiene una ranura de expansión J1 de 50 hilos, una salida MIC EAR para comunicarse con un cassette, como memoria externa, y tres puertos: tipo jumper puerto chip ref SERIE J8 8251 U13 U11 U12 PARALELO J5

J6 J7

PA PB PC

81555 U14

“ J2 J3 J4

PA PB PC

8255 U15

4.2 Comandos INIC = Se produce un “reset” y aparece en el display 8085. S.M/ANT =Sustituir memoria y anterior POST =Posterior, equivale al “enter” ejemplo, queremos meter a partir de la dirección 1000 los siguientes datos 31,8C,1F, solución: SM/ANT 1000 POST 31 POST 8C POST 1F si hay error: SM/ANT 1000 POST 31 POST 8D POST SM/ANT 8C POST 1F E REG =Examinar los registros, para ver uno concreto, pulsar su nombre, si quieres ver todos, pulsar POST (hacia delante) o ANT (hacia atrás) y se verán en el siguiente orden: A B C D E F I H L SPH SPL PCH PCL F= S Z X AC X P C I=X X X IE M7.5 M6.5 M5.5 IE =Validación de interrupciones, y las M son las máscaras de las interrupciones GO = Ejecuta el programa, visualiza el PC, introducir la dirección de comienzo, y pulsar EJEC, para interrumpir INIC, el programa puede finalizar con alguna instrucción como RST0, RST1 o JMP 0000H, se aconseja situar la pila al final (LXI SP. 1FFFH) EJEC =Ejecuta paso a paso, POST para pasar al siguiente paso INTR VECT = Se realiza la interrupción 7.5, (RST 7.5), es un interruptor conectado directamente al pin 7 del 8085 (Ver interrupciones) E =Lee un programa desde el cassette C =Graba un programa al cassette

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4.3 Interrupciones En las interrupciones vectorizadas, el micro salta a una dirección fijada, donde se trata a la interrupción, hay de dos tipos: Interrupciones tipo software: RST0, RST1, RST2 .... RST7 Interrupciones tipo hardware: RST5.5, RST 6.5, RST7.5, INTR, TRAP (la interrupción 5.5 es la que utiliza el teclado) En las interrupciones tipo hardware, es necesario que para que no tengan máscara, para quitarles las máscara se puede modificar el registro I, o con la instrucción SIM. También hay que validarlas con la instrucción EI En la interrupción 7.5 el 8085 salta a la dirección 00CEH, que en este entrenador esta en la ROM, y tiene grabado la siguiente tabla:

00CE C3

00CF CE

00D0 20 Es decir JMP 20CE, lo que significa que vuelve a saltar a la dirección 20CE y que pertenece a la RAM pequeña 8155, que sólo tienes 3 sitios libres, donde se puede poner un salto a otra dirección de tu programa entre la 1000 y la 1FFF Conclusión: si pulsas la tecla INT7.5 el programa salta a la dirección 20CE y sólo tienes 3 sitios libres para poner lo que desees. 4.4 Grabar y leer programas desde una cinta de cassette Grabar:

Situar la cinta en el lugar que deseas con el contador de cassette Conectar MIC del cassette con MIC del micro Pulsar C, con CoPr poner la dirección comienzo del programa, pulsar EJEC, y con FiPr poner la

dirección final del programa, pulsar EJEC, con PrO introducir un nº de programa entre la 00 hasta la FF

Poner REC en el Cassette y pulsar EJEC despues de 5 vueltas aprox. cuando aparece en el monitor “ – “ es que ya a terminado

Leer: Posicionar la cinta en la posición que se dejó, para esto se tiene que llevar la cuenta. Pulsar E, con CODE (Comienzo destino) introducir la direción de comienzo, pulsar EJEC con PrO

introducir un nº de programa entre la 00 hasta la FF poner Play, y pulsar EJEC, si sale “.” es que esta en lectura, si sale “-“ es que ha acabado, volumen

medio alto.

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5 Prácticas 5.1 Prácticas para el manejo del entrenador Enunciado: Se realizará un programa que efectue la suma de los 10 primeros números hexadecimales, es decir 1+2+3+4+5+6+7+8+9+A, el resultado da 37H. Solución:

Programa: Direcc. Cod. Maq. Ensambl. 1000 31 FF 1F LXI SP,1FFFH 1003 3E 00 MVI A,00H 1005 06 0A MVI B,0AH 1007 80 SUMAR: ADD B 1008 05 DCR B 1009 C2 07 10 JNZ SUMAR 100C CF RST 1 ;fin Realizarlo en el entrenador a través del ordenador, y desde la consola, observar sin pulsar INIC pues borra los contenidos de todos los registros, como en el acumulador se ha almacenado un 37H Desde el ordenador hacer el fichero que se llame por ejemplo PRUEBA.ASM y ejecutar después HACERHEX PRUEBA. (todo en el directorio 8085). Cargar el programa con el comando L, y ejecutar con G1000 (recordar que ORG 0000H). Desde la consola, ir metiendo los códigos máquina en hexadecimal, con la tecla SME/ANT y ejecutar con GO 1000 y EJEC.

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PRACTICA 11 PRÁCTICAS CON EL ENTRENADOR 8085 En esta práctica la intención es programar con un módulo que tenga un 8085 verdadero, y utilizar

el PC como elemento útil de programación/grabación.

Los ejercicios van ordenados de menor a mayor complejidad, realízalos primero en una hoja aparte, discutiéndolo con tus compañeros de práctica, y realízalos en el ordenador, y ejecuta el fichero 'Batch' "HacerHex" para ensamblarlo, convertirlo en código hexadecimal tipo Intel, y grabarlo al equipo. Ejemplo, si haces el programa en un fichero texto, lo grabas con extensión ASM, lo copias en un disco, y lo llevas al ordenado que está conectado con el módulo 8085, si lo has llamado por ejem ejer.asm, y esta en la unidad a: tienes que ejecutar:

HACERHEX A:EJER Luego en el módulo, poner 1 como indicador de que se esta usando la linea COM2, pulsar L, y en NOMBRE DEL FICHERO=A:EJER, en OFFSET pulsar intro. Para ejecutarlo pulsar G1000 si has puesto ORG 0000H en tu porograma, si no, la dirección que has puesto, +1000. Tienes que comprobar que funcionan, y entregar los listados *.LST o *.ASM, no entregues una hoja por ejercicio, sino un listado donde estén todos los listados de los ejercicios para ahorrar papel. Ejercicios:

11.1.- Captar y visualizar una letra 11.2.- Sumar 2 números y visualizarlos 11.3.- Hacer un mensaje intermitente. 11.4.- Hacer un contador 11.5.- Ejercicio de libre enunciado, tiene que ser original respecto a los demás grupos de prácticas, si no se te ocurren enunciados, consulta al profesor, imprime el listado *.ASM y crea una trasparencia para exponerlo a la clase y explicar a los demás qué has hecho y cómo, grábalo en el equipo y muéstralo. . Este ejercicio es el que realmente puntúa. Cuando acabes con la exposición, enseña todos los listados al profesor. (Esto se hace para obligar a que tengas los listados, quizás el día de mañana los necesites)

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6.- El semáforo Tiene el siguiente esquema de cruces:

Las esquinas se llaman S1, S2, S3 y S4 con sus correspondientes semáforos Gx, Fx y Px ¿Cómo se envian los valores a los semáforos?, cada puerto controla una esquina, y como en un golpe de reloj no se pueden enviar a todos, se hacen en 4 golpes

golpe de reloj 1º 2º 3º 4º

puerto S1 PUERTO C 8255 OUT 3AH

S2 PUERTO A 8255 OUT 38H

S3 PUERTO B 8255 OUT 39H

S4 PTO B DEL 8155 OUT 22H

semáforo P1 G1 F1 P2 G2 F2 P3 G3 F3 P4 G4 F4

bits VR VNR VNR VR VNR VNR VR VNR VNR VR VNR VNR

El puerto A del 8155 (OUT 21H) se utilizará como entrada para poner los semáforos en intermitencia. ¿Cómo se envían estos valores? Al inicio del programa hay que insertar el siguiente código: MVI A, 80H ;carácter de control del 8255 OUT 3BH ;salida al control 8255 MVI A, 02H ;carácter de control del 8155 OUT 20H ;salida al control 8155 Conexiones :

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PROGRAMA SEMÁFORO: ;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ ;PROGRAMA PARA CONTROLAR EL SEMAFORO DE LA SERIE ;uP-2000 (SEMAFORO-2000) ;CONEXIONES A REALIZAR ;PB8155 ---->S4 ;PB8255 ---->S3 ;PA8255 ---->S2 ;PC8255 ---->S1 ;PA0-8155 --->INTERRUPTOR S0 DE LA TARJETA ;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ CONTWO8255 EQU 80H ;CONTROL WORD 8255 CONTWO8155 EQU 02H ;CONTROL WORD 8155 PCO8255 EQU 3BH ;PUERTA CONTROL 8255 PA8255 EQU 38H ;PA DEL 8255 PB8255 EQU 39H ;PB DEL 8255 PC8255 EQU 3AH ;PC DEL 8255 PCO8155 EQU 20H ;PUERTA CONTROL 8155 PA8155 EQU 21H ;PA DEL 8155 PB8155 EQU 22H ;PB DEL 8155 GTHEX EQU 037DH ;CAPTAR TECLADO UPDAD EQU 04C9H ;VISUALIZACION ADDRES OUTPT EQU 041DH ;VISULIZACION UPDDT EQU 04D5H ;VISULIZACION DATOS DELAY EQU 0B74H ;RETARDO 1 MSG. ; ;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$INICIO DEL PROGRAMA $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ ;inicializar las variables ORG 0000H

LXI SP,1FF0H ;INICIALIZAR LA PILA MVI A,CONTWO8255 ;INIC 8255 OUT PCO8255 ;TODAS COMO SALIDAS MVI A,CONTWO8155 OUT PCO8155 XRA A ;FLAG DE INTERMITENCIA STA FLIN ;programa INIC: LXI H,TABLA ;APUNTAR A TABLA CONT: IN PA8155 ;LEER ESTADO INTERRUP ANI 01H CNZ TOINTE ;PONER INTERMITENTE SHLD PTTAB ;GUARDAR PTR TABLA MOV A,M ;TRAER VALOR CPI 0FFH ;ES ULTIMO? JZ INIC LDA FLIN ;TRAER FALG INTER CPI 01H ;ES 1? JZ INTER MVI A,01H ;PONER A 1 STA FLIN CALL SATAB ;SACAR VALORES CALL TEMP1 ;TEMPORIZAR

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; incrementar la tabla 4 lugares INCRE: LHLD PTTAB ;TRAER PUNTERO INX H ;APUNTAR A LOS SIGUI INX H INX H INX H SHLD PTTAB ;GUARDAR PUNTERO JMP CONT ;tointe mantiene los semáforos en intermitencia TOINTE: MVI A,01H ;PONER FLAG DE INTER STA FLIN LXI H,TABIN ;APUNTAR A TAB INTERMI RET ;Inter hace 6 intermitencias del semáforo encendido Verde antes de cambiar a rojo INTER: XRA A ;PONER FLIN A CERO STA FLIN MVI B,06H ;NUMERO DE INTERMI INTER1: CALL SATAB ;SACAR VALORES CALL TEMP2 ;RETARDO CALL SATAIN ;PONER NARANJAS A "0" CALL TEMP2 ;RETARDO DCR B ;ES ULTIMO? JNZ INTER1 JMP INCRE ;Satab saca los valores de la tabla por las respectivas puertas conectadas a los semáforos SATAB: LHLD PTTAB ;TRAER PUNTERO TABLA MOV A,M ;TRAER VALOR OUT PC8255 INX H ;TRAER SIGUIENTE MOV A,M OUT PA8255 INX H ;TRAER SIGIENTE MOV A,M OUT PB8255 INX H ;TRAER SIGUIENTE MOV A,M OUT PB8155 RET ;Satain saca la tabla de intermitencias SATAIN: LHLD PTTAB ;TRAER PUNTERO TAB MOV A,M ANI 6DH ;PONER A "0" LOS NARAN OUT PC8255 INX H MOV A,M ANI 6DH OUT PA8255 INX H MOV A,M ANI 6DH OUT PB8255 INX H MOV A,M ANI 6DH OUT PB8155

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RET ;Temp1 y temp2 son temporizaciones TEMP1: LXI D,19FFH ;VALOR DE RETARDO TEM: CALL DELAY ;RETARDO 1 MSG. DCX D MOV A,E ORA D JNZ TEM RET ; TEMP2: LXI D,2FFH ;VALOR DE RETARDO CALL TEM RET ;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ ;TABLA DE SALIDAS A SACAR TABLA: DB DB ;TANTAS LINEAS COMO QUERÁIS DB DB ;LAS TABLAS ES LO QUE DB ;TENEIS QUE HACER, FINALIZAR CON 0FFH DB DB ;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ ;TABLA DE INTERMITENCIAS TABIN: DB ;TAMBIÉN ESTAS 1 LINEA, FINALIZAR CON 0FFH DB ;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ ; ;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ ;POSICIONES DE MEMORIA RESERVADAS ; FLIN: DS 1 ;FLAG DE INTERMITENCIA PTTAB: DS 2 ;PUNTERO DE TABLA ; END

PRÁCTICA 12 SEMÁFORO

En esta práctica tienes que hacer un programa que controle un cruce de semáforos como el del taller, las reglas son libres, pero tiene que ser coherente, y razonado, como antes será original respecto a los demás grupos de prácticas, imprime el listado *. LST y fotocópialo en una trasparencia para exponerlo a la clase y explicar a los demás qué has hecho y cómo, grábalo en el equipo y muéstralo junto con el cruce.

FIN PRÁCTICAS

PRACTICAS DE ELECTRÓNICA DIGITAL

PRÁCTICA 1 MEDIDAS DE PARÁMETROS DE LAS PUERTAS LÓGICAS 1.- Monta el siguiente circuito:

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2.- utilizando el polímetro y midiendo tanto la entrada como la salida determina los umbrales de entrada y salida, vas subiendo la tensión en la entrada desde 0V, y cuando cambie de estado, lo rellenas en la casilla (¿VIHmin o VILmax?) medida, ahora ves bajando la entrada desde 5V, cuando cambie de valor, rellenalo en la casilla (¿VIHmin o VILmax?) medida busca estos valores en el Databook del CI o en el libro de teoria, y rellena el resto de la tabla

Medidas Databook VILmax VIHmin

VOLmax No VOHmin No

Familia lógica y numeración = 3.- Tiempo de propagación. monta el siguiente esquema:

compara con el osciloscopio las dos señales y calcula el tiempo de propagación, busca en el Databook ese valor y rellena la tabla:

medida databook tp

4.- ¿Cuales son tus conclusiones?¿Por qué no coinciden los valores medidos y el databook?¿es correcto el método de medición?¿por qué no se han rellenado los VO medidos?

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PRÁCTICA 2 CIRCUITOS COMBINACIONALES LSI 1.- Un sistema de alarma está construido por cuatro detectores denominados a, b, c, d; el sistema debe de activarse cuando se activen tres o cuatro detectores, si solo lo hacen dos detectores, es indiferente la activación o no del sistema. Por último, el sistema nunca debe de activarse si se dispara un solo detector o ninguno. Por razones de seguridad el sistema deberá activar si a=0, b=0, c=0 y d=1. Implementar este sistema, enseña el diseño en hoja aparte, y monta el circuito propuesto: Dibujo:

Numeración pastilla Cantidad Precio por pastilla Total: Total: 2.- Diseñar el sistema que aparece en la figura constituido por cuatro interruptores a,b,c,d en cuyas posiciones de activados introducen un nivel 1 a las respectivas entradas del bloque A Las salidas del bloque A cumple las siguientes normas: F1 se activa con 1 cuando existen dos interruptores no contiguos que estén desactivados, aunque hayan dos interruptores desactivados contiguos, por razones de seguridad si abcd=1001 entonces F1=1 y también si abcd=0110 entonces F1=0 F2 se activa con 1 cuando hay dos o más interruptores activados F3 se activa con 1 cuando hay alguno de los interruptores activados Las salidas del bloque A se encuentran conectadas a 3 pequeños pilotos así como a las entradas del bloque B Por último, las salidas del bloque B representan la codificación en binario del número de pilotos encendidos que hay en su entrada Implementarlo en el ordenador, la simplificación realizarla con ayuda del ordenador, imprimir el diagrama de bloques, y los diagramas de cada bloque, aquí quzás necesites más de una hoja, añádelas a la práctica pero no en hojas sueltas, grápalas, o insertalas en la encuadernación. Rellena las tablas bloque A Numeración pastilla Cantidad Precio por pastilla Total: bloque B Total: Numeración pastilla Cantidad Precio por pastilla Total:

Total:

a F1 b A F2 B X1 c F3 X2

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PRÁCTICA 3 CIRCUITOS COMBINACIONALES MSI

1.- Implementar en el ordenador la siguiente función empleando un multiplexor de 16 canales tipo 74150 (Imprime el cto) F= x·y’ + x·z’·v + x·y·v + z’·v + y´·v’ 2.- Ahora implementarlo con 8 canales tipo 74151 en ordenador (Imprime el cto) y en el taller enseña el diseño de los dos ¿Cual es la conclusión que deduces? 3.- Utilizando un decodificador BCD tipo 7442 y puertas NAND implementar en el ordenador la siguiente función F= a·b’·c’ + a’·b·c’ + a’·b’·c + a’·b’·c’

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PRÁCTICA 4 CIRCUITOS ARITMÉTICOS

1.- Diseña y realiza un sumador-restador de 4 bits según las siguientes instrucciones a) La resta debe de realizarse en C1 b) existe una entrada P que determina si se realiza una resta o una suma P=0 suma P=1 resta c)Utilizar el 7486 y el 7483

Enseña el diseño, y móntalo en el ordenador (imprime el circuito), o en el taller. 2.- Realiza la suma de también dos palabras de 4 bits con el sumador completo en ordenador, imprime el resultado

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Recorte del manual 74194

PRÁCTICA 7 CONTADOR REVERSIBLE SÍNCRONO

Los siguientes circuitos, preferentemente se realizarán en el ordeandor, no es necesario imprimirlos, sólo mostrar el diseño funcional9 de todos ellos atrás. Realizar un circuito ... Con el integrado ... 1 Contador módulo 7 7490 2 Divisor 26 7493 3 Contador 2 a 8 ascendente 74190 o 74191 4 Contador 13 a 5 descendente 74190 o 74191 5 Contador 7 a 9 ascendente 74192

PRACTICA 8 REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO Dibuja el diseño funcional de estos circuitos:

1.- Con el 74194 realiza un circuito secuenciador de Leds en el taller, es decir, que se desplace un Led encendido, (hay que realizar un pulso corto en el SR) Ejemplo de funcionamiento : 1000 0100 0010 0001 2.- ¿Cómo harias que se recoriese siempre? Es decir :1000 0100 0010 0001 1000 0100 .. 3.- RETO ¿Cómo harias un “coche fantástico” ? es decir

1000 0100 0010 0001 0001 0010 0100 1000 y otra vez a empezar pista: añadir “algo que recuerde” que dirección tomar, ejem RS

9 Diseño funcional se refiere a que los dibujos deben de mostrar con claridad las conexiones, es decir, que no hay que respetar el orden de los pines en la colocación de los mismos.

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PRÁCTICA 9 ESTUDIO DE UNA MEMORIA EPROM

BORRADO GRABADO Y APLICACIONES 1.- Supongamos que un tribunal esta compuesto de 5 personas, disponen de un interruptor para determinar si es culpable (1) o inocente (0) el acusado, como la votación se desea que sea secreta, se precisa de un circuito electrónico que realice las siguientes salidas a) Mostrar el número de votos culpables , que por simplificación, se visualizará en un solo Display b) Que un LED rojo se encienda si el acusado es culpable c) Que un LED verde se encienda si hay más de un 75% que opina que es inocente d) Que un LED rojo pequeño que determine el empate Implementar este circuito con la EPROM 27C64A, borrarla y programarla, despues montar el circuito, rellena la tabla de verdad (paciencia), y los valores en hexadecimal que se graban en la memoria. Hay que poner a la salida de la EPROM unos trigger 7414, como son inversores, o grabarlo al revés, o poner dos trigger en cascada. Dibujar diseño funcional del circuito atrás.

decimal Binario Grabación en binario

Grabación en hexadecimal

0 00000 1 00001 2 00010 3 00011 4 00100 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 1 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

2.- Contestar a las siguientes preguntas Capacidad de palabras que almacena El tamaño de la palabra que almacena El número total de bits que almacena El tipo de memoria integrada Características eléctricas de la pastilla Haz un dibujo de la estructura interna de la memoria EPROM 27C64A:

PRÁCTICAS CON EL 8085 Indice: 6. Generalidades del 8085

6.1. Harware del 8085 6.2. Instrucciones del 8085

6.2.1. Instrucciones de transferencia de datos 6.2.2. Instrucciones aritméticas

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6.2.3. Instrucciones lógicas 6.2.4. Instrucciones de desplazamiento 6.2.5. Instrucciones de salto 6.2.6. Instrucciones de subrutinas 6.2.7. Instrucciones de pila 6.2.8. Instrucciones de control

7. Manejo del simulador 8085 7.1. PRÁCTICA 10

8. Manejo del micro 8085 desde el PC 8.1. Introducción 8.2. Comandos 8.3. Subrutinas 8.4. direcciones de nuestros programas

9. Manejo del micro 8085 desde la consola 9.1. Introducción 9.2. Comandos 9.3. Interrupciones 9.4. Grabar y leer desde una cinta cassette

10. Prácticas 10.1. Manejo del entrenador 10.2. PRÁCTICA 11 10.3. Semáforo 10.4. PRÁCTICA 12

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1.- Generalidades del 8085 1.1.- Hardware del 8085 Dentro del 8085 tenemos los siguientes registros: A (8) Acumulador ALU U.C. Unidad Unidad Aritmetico Control S Z AC P CY ... Flag (8) Lógica B (8) C (8) RI (8) reg. de instruciones D (8) E (8) SP (16) stack pointer puntero de pila H (8) L (8) PC (16) contador del programa registros auxiliares Todos estan conectados entre si, y el 8085 tiene exteriormente 3 buses como todos los microprocesadores (pero con tamaños diferentes): Nombre bits comentarios

D.B. Bus de datos (data bus)

8 conectado al R.I. desde este registro la U.C. lee las instrucciones y las procesa.

A.B. Bus de direcciones (Adrress Bus)

16 conectado al PC indica la dirección de memoria del programa que se esta leyendo.

C.B. Bus de Control 10 Conectado a la U.C. para controlar el sistema Hay que señalar que el 8085 tiene el bus de direcciones multiplexado, es decir, tiene 8 pines AD0 .... AD7 que son bus de datos y bus de direcciones (la parte baja), para diferenciarlo tiene un pin llamadoALE que cuando es 0 las lineas AD0...AD7 es bus de datos D0...D7, y cuando ALE=1, las lineas AD0...AD7 es parte baja del bus de direcciones A0...A7. El bus de control además del ALE, tiene los siguientes pines: • Lectura Escritura: RD# y WR#10 • Acceso a memoria o a periféricos: IO/M#. • pin indicador de estar preparado para atender al dispositivo exterior : READY. • pin indicador que el dispositivo externo esta ocupando los buses : HOLD. • pin indicador que el 8085 no hace caso a los buses HLDA. • pin indicador que el 8085 se ha reseteado RESETOUT. • y pines indicadores de estado S0 S1 (S0S1 =01 Escribe dato, =10 Lee dato, =11 Busca dirección).

10 El símbolo # indica que es activo a nivel bajo.

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En la pag 280 y 281 explica el funcionamiento de cada uno de los registros, unidades etc.., señala brevemente el significado de cada uno de ellos: Descripción A

B, C D, E H, L

Flag S Z AC P CY

ALU

U.C.

R.I.

P.C.

S.P.

1.2.- Instrucciones del 808511 Nomenclatura: r = un registro de 1 byte , puede ser cualquiera de estos : A, B,C,D,E,H,L. (rs =registro origen de datos, source, rd = registro destino de los datos) [1000] = el dato almacenado en la dirección 1000H [HL] = el dato almacenado en la dirección contenida en el registro HL M = “ ” ” dato = un número de 1 byte, por ejemplo 4AH, suelen ser los datos. addr = un número de 2 bytes, por ejemplo 10B2H, suelen ser las direcciones

H=hexadecimal, B=Binario, D = Decimal 1.2.1.- Instrucciones de transferencia de datos MOV rd,rs MOV rd,M

LDA addr

11 Estas hojas son las que se permitirán en los exámenes.

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MOV M,rs MVI rd,dato

STA addr

LDAX B STAX B LDAX D STAX D

LHLD addr SHLD addr

XCHG

LXI B,addr LXI D,addr LXI H,addr

ejemplo de utilización :

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1.2.2.- Instrucciones aritméticas ADD rs ADD M ADI dato

SUB rs SUB M SBI dato

ADC rs ADC M ACI dato

SBB rs SBB M SBI dato

INR rs INR M INX B INX D INX H

DCR rs DCR M DCX B DCX D DCX H

DAD B DAD D DAA

STC CMC

1.2.3.- Instrucciones lógicas ANA rs ANA M ANI dato

XRA rs XRA M XRA dato

ORA rs ORA M ORI dato CMA

CMP rs CMP M CPI dato alteran solo el flag : Z, S, CY, AC ...

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1.2.4 Instrucciones de desplazamiento RLC RRC RAL RAR 1.2.5 Instrucciones de salto JMP addr Jcondicion addr PCHL RSTn

condición puede ser alguna de las siguientes: Z NZ P M C NC PO PE

1.2.6 Instrucciones para las subrutinas CALL addr Ccondición

RET Rcondición

1.2.7.- Pila PUSH B POP B

PUSH D POP D

XTHL SPHL

1.2.8.-Instrucciones de control HLT NOP

IN puerto OUT puerto

SIM EI

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2.- Manejo del simulador 8085 Vamos a realizar un pequeño ejemplo de funcionamiento. Vamos a mover el contenido de la dirección 2000H al acumulador, y almacenarlo en la 2001H, y el contenido de la dirección 2002H moverlo al registro B, y almacenarlo en la 2003H. d) Escribir el siguiente programa en un editor, por ejemplo el EDIT de MS-DOS, guardarlo como

PRUEBA.ASM el archivo fuente debe de tener la extensión *.ASM (vamos al direcctorio 8085, desde el raiz : CD 8085, y EDIT PRUEBA.ASM)

todo lo que se escribe después de ; no se ensambla, así que se puede utilizar como comentarios. ORG = organizar las siguientes líneas a partir de la dirección en este caso 2000H DB=se utiliza para poner datos, en este caso, pone 05 en 2000, A4 en 2001 etc... aquí DATO1 es una etiqueta, y toma el valor de la dirección donde esta escrita, en este caso DATO1 es igual a 2000 ¿y DATO2? hay que poner : y escribirlas en la primera columna, el resto del programa a partir de la columna 10. también puede haberse escrito: DATO1 EQU 2000H EQU= equivale a ... el programa se ha escrito a partir de la dirección 1000H, carga el acumulador (loadA) y lo almacena (storeA), podría haberse escrito STA 2000H y LDA 2001H, para el registro B hay que utilizar el registro M, antes de utilizar el registro M hay que cargar HL la dirección que queremos, LXI H,DATO3 = LXI H,2002H, lo

mueve a B, y para moverlo al 2003 podría haberse escrito LXI H,2003H o como en este caso, incrementando lo que tenía, movemos de B a M, y para finalizar END.

e) después de guardarlo ensamblarlo con la instrucción: ASM8085 PRUEBA.CCC esto crea 3 ficheros, si salen errores hay que corregirlo en el prueba.asm:

PRUEBA.ERR = listado de errores de 1ª pasada. (A=argumento erróneo, D=etiqueta no existe, L=etiqueta erronea, U=símbolo indefenido, S= error

sintaxis) PRUEBA.LST = listado del programa, aquí salen los errores de 2ª pasada. PRUEBA.OBJ = listado en lenguaje máquina.

f) simularlo con el programa SIM8085, una vez dentro pulsar F4 y cargar el PRUEBA.OBJ, utilizar los siguientes comandos: V=ver memoria, en este caso nos interesa ver lo que hay en la 2000H y siguientes. M=modificar memoria, si queremos alterar los nº que hemos metido. R=modificar los registros, en este caso pondremos el contador del programa PC en la dirección de comienzo de nuestro programa: 1000H T=trazar o ejecutar paso a paso, ir pulsando y observar lo que ocurre en cada instrucción. Q=salir otras utilidades: F1 visualiza una ayuda C=ver el código E=ejecutar entre dos direcciones, ESC para salir, I para interrupción 7.5

;programa de muestra ;*** mover datos **** ;colocación de los nº ORG 2000H DATO1: DB 05H DATO2: DB A4H DATO3: DB 45H,12H ;programa1

ORG 1000H LDA DATO1 STA DATO2 LXI H, DATO3 MOV B,M INX H MOV M,B END

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PRÁCTICA 10 SIMULADOR SIM8085

En esta práctica la intención es que toméis un primer contacto con el 8085, y realizar los ejercicios de un microprocesador en un PC, para después pasarlos a la práctica.

Los ejercicios van ordenados de menor a mayor complejidad, realízalos primero en una hoja aparte, discutiéndolo con tus compañeros de práctica, y realízalos en el ordenador. Tienes que ensamblarlos, comprobar que funcionan, y entregar los listados *.LST o *.ASM, no entregues una hoja por ejercicio, sino un listado donde estén todos los listados de los ejercicios para ahorrar papel. Ejercicios: 10.1.- Realizar una transferencia de datos [1500] <= [1503] y [2500] <= 0

con las instrucciones MOV MVI. 10.2.- Idem pero con las funciones LDA y STA 10.3 .- Sumar 3 números de 1 byte, almacenar su resultado y su posible acarreo, [1003] <= [1000]+[1001]+[1002] el acarreo almacenarlo en [1004] 10.4.- Sumar dos números de 2 bytes de la siguiente forma, con registros simples

1º número [1000][1001] 2º número + [1002][1003] . resultado [1006] [1004][1005]

10.5.- Idem con registros dobles. 10.6.- Multiplicar un número por 4 de la siguiente forma : [1001] <= [1000] * 4 10.7.- Multiplicar 2 números de un byte : [1002] <= [1000]*[1001] 10.8.- Dividir 2 números de un byte : [1002] <= cociente [1000]/[1001] [1003] <= resto de [1000]/[1001] 10.9.- Hacer un intermitente de un LED por el puerto paralelo OUT 00H 10.10 .- Encender 8 Leds secuencialmente por el puerto paralelo OUT 00H

10.11.- Ejercicio de libre enunciado, tiene que ser original respecto a los demás grupos de prácticas, si no se te ocurren enunciados, consulta al profesor, imprime el listado *.ASM y adjúntalo a los anteriores, crea una transparencia del diagrama en bloques para exponerlo a la clase y explicar a los demás qué has hecho y cómo. Este ejercicio es el que realmente puntúa. Cuando acabes con la exposición, enseña todos los listados al profesor. (Esto se hace para obligar a que tengas los listados, quizás el día de mañana los necesites)

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3.- Manejo del micro 8085 desde el PC

3.1 Introducción Para utilizar el micro 8085 desde el PC, se debe de poner el conmutador Teclado/CRT en la

posición CRT. En el fichero CONFIG.SYS del PC debe de existir la línea DEVICE=ANSI.SYS. Y también tener conectado un cable conexión serie de tres hilos de la siguiente forma:

En el micro (tres hilos) En el PC (macho de 25 pines) TX ------------------------- RX (3) RX ------------------------- TX (2) RTS (4) con CTS (5) GND ----------------------- GNE (7) DSR (6) con DTR (20)

Ejecutar el fichero DDT85 he indicar en qué puerto esta COM1 COM2 etc..., de esta

forma se consigue una comunicación de 2400 baudios cada dato de 8 bits, con 2 de stop. Pulsar INIC antes de utilizar los comandos. Si se quiere ensamblar un fichero por ejemplo PRUEBA.ASM para el 8085, ejecutar HACERHEX PRUEBA, es un fichero BATH que ensambla y ejecuta a la vez el DDT85.

3.2 Comandos D dirección baja,dirección alta =Visualiza la memoria desde la dirección alta hasta la baja, ejem D1009,2A50 Gdirección comienzo =ejecuta el programa desde la dirección comienzo, si no se pone, ejecuta desde donde apunta el registro PC. N =ejecución paso a paso I dirección =inserta en la memoria a partir de dirección. Mdirección baja, dirección alta, destino = mueve la memoria, ejem M1E00,1E06,1F00 = mueve el bloque de memoria desde la 1E00 hasta 1E06 a la 1F00 Sdirección =Visualiza y modifica la dirección, ejem S1000 Xregistro =Visualiza y modifica los registros, ejem XA, si no se pone el registro, los visualiza en este orden: A B C D E F H L M P S L nombre del programa offset = carga un programa desde el ordenador a partir de la dirección 1000H, el offset es el número de posiciones de memoria que se incrementa el programa, ejem offset=10, entonces lo carga en la 1010, luego es aconsejable utilizar en vuestros programas ORG 0000H o ORG 0500H H = fin de la comunicación

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3.3 Subrutinas Estas son algunas de las subrutinas que podéis utilizar:

Dirección nombre12 descripción Interrupc reg. alt. 0A51 CI113 Carácter de consola al acumulador Masc F 0A5D CO1 Del registro C al display A F 0A33 PRIMES un mensaje que esta en memoria, que comienza

en la dirección apuntada por HL se visualiza en el display

A H L F

0AB7 ADRD el contenido de HL se visualiza en el display A B C F 04C9 UPDAD “ TODOS 04D5 UPDDT el contenido del acumulador se visualiza en el

display “

0B74 DELAY retraso de 1 mseg 044E RDKBD ídem CI1 H L F 041D OUTPT ídem Primes 037D GTHEX nº hex de 2 bytes ejem A725 desde el teclado, al

display y al registro DE

02BF TODIR Idem que el anterior, pero sin visualizarlo Para utilizar estas subrutinas, hay que utilizar el comando EQU, por ejemplo: RDKBD EQU 044EH UPDDT EQU 04D5H

Para permitir desenmascarar todas las interrupciones, es necesario poner 08H al Acumulador, y ejecutar SIM, y para habilitar el sistema de interrupciones EI

Estas direcciones pertenecen a la ROM y son inalterables, pues vienen de fábrica. 3.4 Direcciones de nuestros programas. Nos dividiremos la memoria RAM para efectuar nuestros programas y así no “chafar” los programas de nuestros compañeros:

grupo direcciones grupo direcciones

profesor 1000 10FF GRUPO 4 1700H

18FFH

GRUPO 1 1100H 12FFH GRUPO 5 1900H

1ªFFH

GRUPO 2 1300H 14FFH GRUPO 6 1B00H

1CFFH

GRUPO 3 1500H 15FFH LIBRE 1D00H

1FFFH

12 El nombre puede ser arbritario 13 las teclas azules tienen el siguiente código: EJEC=15H GO=12H SMANT=13H EREG=14H POST=11H EJEC=10H

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4 Manejo del micro 8085 desde la cónsola 4.1 Introducción

El 8085 como tiene los buses de datos y el de direcciones multiplexado, el 74373 los demultiplexa, 8085 ------ AB y DB (8) ------- 74373 ----- ABL (8) ----- DB(8)

Tiene un reloj de cuarzo de 4.915 MHz, un dedodificadro de 3 a 8 canalies 74138 y puertas and 7408 para la realización del mapa de memoria, que es la siguiente: Direcciones chip, mapa hardware descripción, mapa software 0000 0FFF

EPROM 4k 2732

Programa monitor de la cónsola y subrutinas anteriores

1000 1FFF

2x RAM 2k 4016

Programas de usuario

2000 20FF

RAM 256 bytes 8155 U17

Utilizado por la cónsola

Periféricos: Tiene una ranura de expansión J1 de 50 hilos, una salida MIC EAR para comunicarse con un cassette, como memoria externa, y tres puertos: tipo jumper puerto chip ref SERIE J8 8251 U13 U11 U12 PARALELO J5

J6 J7

PA PB PC

81555 U14

“ J2 J3 J4

PA PB PC

8255 U15

4.2 Comandos INIC = Se produce un “reset” y aparece en el display 8085. S.M/ANT =Sustituir memoria y anterior POST =Posterior, equivale al “enter” ejemplo, queremos meter a partir de la dirección 1000 los siguientes datos 31,8C,1F, solución: SM/ANT 1000 POST 31 POST 8C POST 1F si hay error: SM/ANT 1000 POST 31 POST 8D POST SM/ANT 8C POST 1F E REG =Examinar los registros, para ver uno concreto, pulsar su nombre, si quieres ver todos, pulsar POST (hacia delante) o ANT (hacia atrás) y se verán en el siguiente orden: A B C D E F I H L SPH SPL PCH PCL F= S Z X AC X P C I=X X X IE M7.5 M6.5 M5.5 IE =Validación de interrupciones, y las M son las máscaras de las interrupciones GO = Ejecuta el programa, visualiza el PC, introducir la dirección de comienzo, y pulsar EJEC, para interrumpir INIC, el programa puede finalizar con alguna instrucción como RST0, RST1 o JMP 0000H, se aconseja situar la pila al final (LXI SP. 1FFFH) EJEC =Ejecuta paso a paso, POST para pasar al siguiente paso INTR VECT = Se realiza la interrupción 7.5, (RST 7.5), es un interruptor conectado directamente al pin 7 del 8085 (Ver interrupciones) E =Lee un programa desde el cassette C =Graba un programa al cassette

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4.3 Interrupciones En las interrupciones vectorizadas, el micro salta a una dirección fijada, donde se trata a la interrupción, hay de dos tipos: Interrupciones tipo software: RST0, RST1, RST2 .... RST7 Interrupciones tipo hardware: RST5.5, RST 6.5, RST7.5, INTR, TRAP (la interrupción 5.5 es la que utiliza el teclado) En las interrupciones tipo hardware, es necesario que para que no tengan máscara, para quitarles las máscara se puede modificar el registro I, o con la instrucción SIM. También hay que validarlas con la instrucción EI En la interrupción 7.5 el 8085 salta a la dirección 00CEH, que en este entrenador esta en la ROM, y tiene grabado la siguiente tabla:

00CE C3

00CF CE

00D0 20 Es decir JMP 20CE, lo que significa que vuelve a saltar a la dirección 20CE y que pertenece a la RAM pequeña 8155, que sólo tienes 3 sitios libres, donde se puede poner un salto a otra dirección de tu programa entre la 1000 y la 1FFF Conclusión: si pulsas la tecla INT7.5 el programa salta a la dirección 20CE y sólo tienes 3 sitios libres para poner lo que desees. 4.4 Grabar y leer programas desde una cinta de cassette Grabar:

Situar la cinta en el lugar que deseas con el contador de cassette Conectar MIC del cassette con MIC del micro Pulsar C, con CoPr poner la dirección comienzo del programa, pulsar EJEC, y con FiPr poner la

dirección final del programa, pulsar EJEC, con PrO introducir un nº de programa entre la 00 hasta la FF

Poner REC en el Cassette y pulsar EJEC despues de 5 vueltas aprox. cuando aparece en el monitor “ – “ es que ya a terminado

Leer: Posicionar la cinta en la posición que se dejó, para esto se tiene que llevar la cuenta. Pulsar E, con CODE (Comienzo destino) introducir la direción de comienzo, pulsar EJEC con PrO

introducir un nº de programa entre la 00 hasta la FF poner Play, y pulsar EJEC, si sale “.” es que esta en lectura, si sale “-“ es que ha acabado, volumen

medio alto.

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6 Prácticas 5.1 Prácticas para el manejo del entrenador Enunciado: Se realizará un programa que efectue la suma de los 10 primeros números hexadecimales, es decir 1+2+3+4+5+6+7+8+9+A, el resultado da 37H. Solución:

Programa: Direcc. Cod. Maq. Ensambl. 1000 31 FF 1F LXI SP,1FFFH 1003 3E 00 MVI A,00H 1005 06 0A MVI B,0AH 1007 80 SUMAR: ADD B 1008 05 DCR B 1009 C2 07 10 JNZ SUMAR 100C CF RST 1 ;fin Realizarlo en el entrenador a través del ordenador, y desde la consola, observar sin pulsar INIC pues borra los contenidos de todos los registros, como en el acumulador se ha almacenado un 37H Desde el ordenador hacer el fichero que se llame por ejemplo PRUEBA.ASM y ejecutar después HACERHEX PRUEBA. (todo en el directorio 8085). Cargar el programa con el comando L, y ejecutar con G1000 (recordar que ORG 0000H). Desde la consola, ir metiendo los códigos máquina en hexadecimal, con la tecla SME/ANT y ejecutar con GO 1000 y EJEC.

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PRACTICA 11 PRÁCTICAS CON EL ENTRENADOR 8085 En esta práctica la intención es programar con un módulo que tenga un 8085 verdadero, y utilizar

el PC como elemento útil de programación/grabación.

Los ejercicios van ordenados de menor a mayor complejidad, realízalos primero en una hoja aparte, discutiéndolo con tus compañeros de práctica, y realízalos en el ordenador, y ejecuta el fichero 'Batch' "HacerHex" para ensamblarlo, convertirlo en código hexadecimal tipo Intel, y grabarlo al equipo. Ejemplo, si haces el programa en un fichero texto, lo grabas con extensión ASM, lo copias en un disco, y lo llevas al ordenado que está conectado con el módulo 8085, si lo has llamado por ejem ejer.asm, y esta en la unidad a: tienes que ejecutar:

HACERHEX A:EJER Luego en el módulo, poner 1 como indicador de que se esta usando la linea COM2, pulsar L, y en NOMBRE DEL FICHERO=A:EJER, en OFFSET pulsar intro. Para ejecutarlo pulsar G1000 si has puesto ORG 0000H en tu porograma, si no, la dirección que has puesto, +1000. Tienes que comprobar que funcionan, y entregar los listados *.LST o *.ASM, no entregues una hoja por ejercicio, sino un listado donde estén todos los listados de los ejercicios para ahorrar papel. Ejercicios:

11.1.- Captar y visualizar una letra 11.2.- Sumar 2 números y visualizarlos 11.3.- Hacer un mensaje intermitente. 11.4.- Hacer un contador 11.5.- Ejercicio de libre enunciado, tiene que ser original respecto a los demás grupos de prácticas, si no se te ocurren enunciados, consulta al profesor, imprime el listado *.ASM y crea una trasparencia para exponerlo a la clase y explicar a los demás qué has hecho y cómo, grábalo en el equipo y muéstralo. . Este ejercicio es el que realmente puntúa. Cuando acabes con la exposición, enseña todos los listados al profesor. (Esto se hace para obligar a que tengas los listados, quizás el día de mañana los necesites)

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6.- El semáforo Tiene el siguiente esquema de cruces:

Las esquinas se llaman S1, S2, S3 y S4 con sus correspondientes semáforos Gx, Fx y Px ¿Cómo se envian los valores a los semáforos?, cada puerto controla una esquina, y como en un golpe de reloj no se pueden enviar a todos, se hacen en 4 golpes

golpe de reloj 1º 2º 3º 4º

puerto S1 PUERTO C 8255 OUT 3AH

S2 PUERTO A 8255 OUT 38H

S3 PUERTO B 8255 OUT 39H

S4 PTO B DEL 8155 OUT 22H

semáforo P1 G1 F1 P2 G2 F2 P3 G3 F3 P4 G4 F4

bits VR VNR VNR VR VNR VNR VR VNR VNR VR VNR VNR

El puerto A del 8155 (OUT 21H) se utilizará como entrada para poner los semáforos en intermitencia. ¿Cómo se envían estos valores? Al inicio del programa hay que insertar el siguiente código: MVI A, 80H ;carácter de control del 8255 OUT 3BH ;salida al control 8255 MVI A, 02H ;carácter de control del 8155 OUT 20H ;salida al control 8155 Conexiones :

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PROGRAMA SEMÁFORO: ;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ ;PROGRAMA PARA CONTROLAR EL SEMAFORO DE LA SERIE ;uP-2000 (SEMAFORO-2000) ;CONEXIONES A REALIZAR ;PB8155 ---->S4 ;PB8255 ---->S3 ;PA8255 ---->S2 ;PC8255 ---->S1 ;PA0-8155 --->INTERRUPTOR S0 DE LA TARJETA ;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ CONTWO8255 EQU 80H ;CONTROL WORD 8255 CONTWO8155 EQU 02H ;CONTROL WORD 8155 PCO8255 EQU 3BH ;PUERTA CONTROL 8255 PA8255 EQU 38H ;PA DEL 8255 PB8255 EQU 39H ;PB DEL 8255 PC8255 EQU 3AH ;PC DEL 8255 PCO8155 EQU 20H ;PUERTA CONTROL 8155 PA8155 EQU 21H ;PA DEL 8155 PB8155 EQU 22H ;PB DEL 8155 GTHEX EQU 037DH ;CAPTAR TECLADO UPDAD EQU 04C9H ;VISUALIZACION ADDRES OUTPT EQU 041DH ;VISULIZACION UPDDT EQU 04D5H ;VISULIZACION DATOS DELAY EQU 0B74H ;RETARDO 1 MSG. ; ;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$INICIO DEL PROGRAMA $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ ;inicializar las variables ORG 0000H

LXI SP,1FF0H ;INICIALIZAR LA PILA MVI A,CONTWO8255 ;INIC 8255 OUT PCO8255 ;TODAS COMO SALIDAS MVI A,CONTWO8155 OUT PCO8155 XRA A ;FLAG DE INTERMITENCIA STA FLIN ;programa INIC: LXI H,TABLA ;APUNTAR A TABLA CONT: IN PA8155 ;LEER ESTADO INTERRUP ANI 01H CNZ TOINTE ;PONER INTERMITENTE SHLD PTTAB ;GUARDAR PTR TABLA MOV A,M ;TRAER VALOR CPI 0FFH ;ES ULTIMO? JZ INIC LDA FLIN ;TRAER FALG INTER CPI 01H ;ES 1? JZ INTER MVI A,01H ;PONER A 1 STA FLIN CALL SATAB ;SACAR VALORES CALL TEMP1 ;TEMPORIZAR

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; incrementar la tabla 4 lugares INCRE: LHLD PTTAB ;TRAER PUNTERO INX H ;APUNTAR A LOS SIGUI INX H INX H INX H SHLD PTTAB ;GUARDAR PUNTERO JMP CONT ;tointe mantiene los semáforos en intermitencia TOINTE: MVI A,01H ;PONER FLAG DE INTER STA FLIN LXI H,TABIN ;APUNTAR A TAB INTERMI RET ;Inter hace 6 intermitencias del semáforo encendido Verde antes de cambiar a rojo INTER: XRA A ;PONER FLIN A CERO STA FLIN MVI B,06H ;NUMERO DE INTERMI INTER1: CALL SATAB ;SACAR VALORES CALL TEMP2 ;RETARDO CALL SATAIN ;PONER NARANJAS A "0" CALL TEMP2 ;RETARDO DCR B ;ES ULTIMO? JNZ INTER1 JMP INCRE ;Satab saca los valores de la tabla por las respectivas puertas conectadas a los semáforos SATAB: LHLD PTTAB ;TRAER PUNTERO TABLA MOV A,M ;TRAER VALOR OUT PC8255 INX H ;TRAER SIGUIENTE MOV A,M OUT PA8255 INX H ;TRAER SIGIENTE MOV A,M OUT PB8255 INX H ;TRAER SIGUIENTE MOV A,M OUT PB8155 RET ;Satain saca la tabla de intermitencias SATAIN: LHLD PTTAB ;TRAER PUNTERO TAB MOV A,M ANI 6DH ;PONER A "0" LOS NARAN OUT PC8255 INX H MOV A,M ANI 6DH OUT PA8255 INX H MOV A,M ANI 6DH OUT PB8255 INX H MOV A,M ANI 6DH OUT PB8155

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RET ;Temp1 y temp2 son temporizaciones TEMP1: LXI D,19FFH ;VALOR DE RETARDO TEM: CALL DELAY ;RETARDO 1 MSG. DCX D MOV A,E ORA D JNZ TEM RET ; TEMP2: LXI D,2FFH ;VALOR DE RETARDO CALL TEM RET ;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ ;TABLA DE SALIDAS A SACAR TABLA: DB DB ;TANTAS LINEAS COMO QUERÁIS DB DB ;LAS TABLAS ES LO QUE DB ;TENEIS QUE HACER, FINALIZAR CON 0FFH DB DB ;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ ;TABLA DE INTERMITENCIAS TABIN: DB ;TAMBIÉN ESTAS 1 LINEA, FINALIZAR CON 0FFH DB ;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ ; ;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ ;POSICIONES DE MEMORIA RESERVADAS ; FLIN: DS 1 ;FLAG DE INTERMITENCIA PTTAB: DS 2 ;PUNTERO DE TABLA ; END

PRÁCTICA 12 SEMÁFORO

En esta práctica tienes que hacer un programa que controle un cruce de semáforos como el del taller, las reglas son libres, pero tiene que ser coherente, y razonado, como antes será original respecto a los demás grupos de prácticas, imprime el listado *. LST y fotocópialo en una trasparencia para exponerlo a la clase y explicar a los demás qué has hecho y cómo, grábalo en el equipo y muéstralo junto con el cruce.

FIN PRÁCTICAS

SIMBOLOGIA ELECTRÓNICA.

Esta es una recopilación de símbolos sobre componentes electrónicos, procedentes de esquemas, libros, revistas y otras documentaciones técnicas en general. No todos ellos son de uso frecuente, ni constan como normalizados.

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TRANSISTORES

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TRANSISTOR NPN TRANSISTOR PNP FOTOTRANSISTOR TRANSISTOR MULTIEMISOR

FET CANAL N FET CANAL P FET CANAL N FET CANAL P

MOS FET EMPOBRECIMIENTO N

MOS FET EMPOBRECIMIENTO P

MOS FET ENRIQUECIMIENTO N

MOS FET ENRIQUECIMIENTO P

MOS FET DOBLE PUERTA TR. DARLINGTON NPN TR. DARLINGTON NPN TR. DARLINGTON NPN

TR. SCHOTTKY NPN TR. SCHOTTKY PNP TR. DE AVALANCHA NPN TR. TUNEL NPN

UJT CANAL

Unijunction Transistor N CUJT

Complementari UJT P

SIMBOLOGIA ELECTRÓNICA.

Esta es una recopilación de símbolos sobre componentes electrónicos, procedentes de esquemas, libros, revistas y otras documentaciones técnicas en general. No todos ellos son de uso frecuente, ni constan como normalizados.

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RESISTENCIAS

RESISTENCIA SIMBOLO RESISTENCIA SIMBOLO RESISTENCIA NO RESISTENCIA NO

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GENERAL GENERAL INDUCTIVA INDUCTIVA

RESISTENCIA

VARIABLE POTENCIOMETRO POTENCIOMETRO RESISTENCIA AJUSTABLE

RESISTENCIA AJUSTABLE

R. DEPENDIENTE DE LA LUZ LDR.

R. DEPENDIENTE DE LA TEMPERATURA C-

R. DEPENDIENTE DE LA TEMPERATURA C+

R. DEPENDIENTE DE LA TENSIÓN VDR.

R. DEPENDIENTE DE LA TENSIÓN VDR.

RESISTENCIA POTENCIOMETRICA FIJA

RESISTENCIA CON TOMAS DE

CORRIENTE

RESISTENCIA DE CALEFACCIÓN R. VARIABLE POR ESCALONES

SIMBOLOGIA ELECTRÓNICA.

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DIODOS

DIODO RECTIFICADOR PUENTE DE DIODOS DIODO ZENER DIODO ZENER

DIODO ZENER DIODO ZENER DIODO VARICAP DIODO VARICAP

DIODO LED FOTODIODO DIODO TUNEL DIODO TUNEL

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DIODO dependiente de la.

TEMPERATURA DIODO PIN DIODO PIN DIODO LIMITADOR DE TENSIÓN

DIODO LIMITADOR DE TENSI0N DIODO SNAP DIODO GUNN DIODO SCHOTTKY

SIMBOLOGIA ELECTRÓNICA.

Esta es una recopilación de símbolos sobre componentes electrónicos, procedentes de esquemas, libros, revistas y otras documentaciones técnicas en general. No todos ellos son de uso frecuente, ni constan como normalizados.

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ANTENAS

ANTENA SIMBOLO

GENERAL ANTENA SIMBOLO

GENERAL ANTENA SIMBOLO

GENERAL ANTENA SIMBOLO

GENERAL

ANTENA

RECEPTORA ANTENA

TRANSMISORA ANTENA TRANSM-

RECEPC. ANTENA

DIRECCIONAL

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ANTENA DE FERRITA ANTENA DIPOLO ANTENA DIPOLO DOBLADO ANTENA EQUILIBRADA

ANTENA DE

CUADRO ANTENA DE

CUADRO ANTENA DE CUADRO

EQUILIBRADA ANTENA

ROMBICA

ANTENA

PARABOLICA ANTENA

PARABOLICA SATELITE DE

COMUNICACIONES GUIA ONDAS CILINDRICA

GUIA ONDAS RECTANGULAR GUIA ONDAS FLEXIBLE

SIMBOLOGIA ELECTRÓNICA.

Esta es una recopilación de símbolos sobre componentes electrónicos, procedentes de esquemas, libros, revistas y otras documentaciones técnicas en general. No todos ellos son de uso frecuente, ni constan como normalizados.

AMPLIFICADORES

SIMBOLO GENERAL OPERACIONAL OPERACIONAL SALIDA DIFERENCIAL

NORTON INTENSIDAD TENSION TRANSCONDUCTANCIA

TRANSRESISTENCIA SUMADOR SUMADOR INTEGRADOR

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INTEGRADOR OPTICO MAGNETICO LIMITADOR

EXPANSION MONITOR PROGRAMABLE PREVIO

FRECUENCIA INTERMEDIA POTENCIA BOOSTER PUENTE

CORRIENTE DIRECTA COMPRESION

1. Introducción.

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intregran la materia de Tecnología de los Materiales, los cuales nos serviran para poder tener en claro

algunas ideas que nos serviran para tener una comprensión mas clara de dicha materia, asi mismo nos

permitira familiarizarnos con la industria del acero sus tratamientos y aplicaciones a la industria y a la vida

diaria, algunos de los conceptos que trataremos sera: Historia de los materiales y su evolucion a travez de

loa años, veremos que esto ha ejercido cierta influencia en las sociedades de todo el mundo, veremos la

clasificacion de los materiales como son los metales, cerámicos y los plásticos, asi tambien veremos las

propiedades físicas y químicas de dichos materiales y el como conocerlas nos permite trabajar de una

manera mas eficiente con ellos tambien veremos las estructuras cristalinas, el como conocer la estructura

interna de los materiales nos permite darles un mejor uso y que puedan se de mejor aprovechamiento, asi

tambien los tratamientos termicos que dichos materiales pueden recibir con el objeto de darles una mayor

durabilidad y mejor aplicaciones a la industria, otro aspecto que trataremos sera los aceros y como su uso

y aplicaciones a lo largo del tiempo ha evolucionado y mejorado, algo que no podria faltar son los enlaces

químicos y como conocerlos nos da ideas sobre el uso y aplicación de los materiales, anexaremos

tambien un pequeño laboratorio de maquinas que su uso es las famosas pruebas de tensión, dureza,

fatiga e impacto, las cuales nos permiten checar la calidad de los materiales de una manera cualitativa y

cuantitativa veremos la grafica de Hierro Carburo de Hierro, la cual es usada en los procesos de fundición

del acero, dicha grafica es de singular uso, ya que en ella se pueden observar todos los procesos de

fundición del acero y de cómo este se trabaja, agregaremos tambien algunas microfotografias de las

estructuras de la austenita, ferrita y otras, en ellas se puede observar los granos y tambien que distingue

a una de la otra, es decir la micro estructura de los aceros, a lo largo de de este curso se prodran ver

muchos conceptos que en su totalidad nos permiten asimilar como la industria de los materiales ha

progresado y que aun los ingenieros hoy en dia trabajan con el unico fin de descubrir nuevos materiales y

reinvantar los ya conocidos con el fin de mejorar la economia y poder aprovechar de manera optima los

recursos que se tienen a la mano, a lo largo de las ultimas decadas este ha sido el queacer de la

industria, no tan solo en los materiales sino en todas sus ramas, la evolucio de la industria y los nuevos

tiempos traenmayores necesidades y es responsabilidad nuesra la optimizacion de los procesos

industriales. Todas las industrias hoy buscan mejorar los procesod y poder reusar als mermas, todo como

una cultura de reciclaje y mejora de la industria, la economia y el bienestar de la comunidad en conjunto;

este trabajo tratara de darnos esas ideas para ser mas concientes y ademas para mejorar nuestro

conocimiento de la ciencia y la tecnología de los materiales, debido a que no podemos quedarnos

ausentes de los cambios que en nuestra industria se generan momento a momento, es de gran

importancia el conocimiento de dichas tecnologías, aunque estas no esten presentes en nuestra vida de

manera constante; esperamos que este material sea de provecho y utilidad para de uno u otro modo

mejorar nuestra cultura de la industria y del uso adecuado y conciente de la materia prima, que de uno u

otro modo debemos de ser cuidadosos en el uso que pretendamos darle a este recurso, los cambios dia

con dia son irremediables y somos victimas de ellos y tenemos que caminar de la mano y a la par con

ellos para poder sobrevivir económicamente, como economia nacional y vomo una economia individual,

vera en este trabajo cada uno de los conceptos básicos que ayudan a saber y conocer mas de los

materiales, ojala a medida que lo lea pueda disfrutar de el y hacer un uso correcto, el material es

introductorio y no pretende ser un estudio detallado de los conceptos. Antes bien proporciona ideas y

conceptos claros de esta ciencia y tecnología de los materiales, para el aprendis nuevo y deseoso de

buscar.

2. Historia de los materiales y su clasificación

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Los materiales son las sustancias que componen cualquier cosa o producto .Desde el comienzo de la

civilización , los materiales junto con la energía han sido utilizados por el hombre para mejorar su nivel de

vida. Como los productos están fabricados a base de materiales , estos se encuentran en cualquier parte

alrededor nuestro .Los mas comúnmente encontrados son madera , hormigón , ladrillo , acero , plástico ,

vidrio , caucho , aluminio , cobre y papel . Existen muchos mas tipos de materiales y uno solo tiene que

mirar a su alrededor para darse cuenta de ello . Debido al progreso de los

programas de investigación y desarrollo , se están creando continuamente nuevos materiales.

La producción de nuevos materiales y el procesado de estos hasta convertirlos en productos acabados ,

constituyen una parte importante de nuestra economía actual. Los ingenieros diseñan la mayoría de los

productos facturados y los procesos necesarios para su fabricación . Puesto que la producción necesita

materiales , los ingenieros deben conocer de la estructura interna y propiedad de los materiales , de modo

que sean capaces de seleccionar el mas adecuado para cada aplicación y también capaces de desarrollar

los mejores métodos de procesado.

Los ingenieros especializados en investigación trabajan para crear nuevos materiales o para modificar las

propiedades de los ya existentes . Los ingenieros de diseño usan los materiales ya existentes , los

modificados o los nuevos para diseñar o crear nuevos productos y sistemas . Algunas veces el problema

surge de modo inverso : los ingenieros de diseño tienen dificultades en un diseño y requieren que sea

creado un nuevo material por parte de los científicos investigadores e ingenieros.

La búsqueda de nuevos materiales progresa continuamente . Por ejemplo los ingenieros mecánicos

buscan materiales para altas temperaturas , de modo que los motores de reacción puedan funcionar mas

eficientemente . Los ingenieros eléctricos procuran encontrar nuevos materiales para conseguir que los

dispositivos electrónicos puedan operar a mayores velocidades y temperaturas .

3. Tipos de materiales

Por conveniencia la mayoria de los materiales de la ingenieria estan divididos en tres grupos principales

materiales metálicos , poliméricos , y cerámicos

Materiales metálicos .

Estos materiales son sustancias inorgánicas que están compuestas de uno o mas elementos metálicos ,

pudiendo contener también algunos elementos no metálicos , ejemplo de elementos metalicos son hierro

cobre , aluminio , niquel y titanio mientras que como elementos no metalicos podriamos mencionar al

carbono.

Los materiales de cerámica , como los ladrillos , el vidrio la loza , los ailantes y los abrasivos , tienen

escasas conductividad tanto electrica como termica y aunque pueden tener buena resistencia y dureza

son deficientes en ductilidad , conformabilidad y resistencia al impacto..

Polimeros , en estos se incluyen el caucho (el hule) , los plásticos y muchos tipos de adhesivos . Se

producen creando grandes estructuras moleculares apartir de moléculas orgánicas obtenidas del petroleo

o productos agrícolas .

Fases componentes de un sólido desde su estructura intermolecular

Una sustancia pura como el agua puede existir en las fases sólido, liquido y gas, dependiendo de las

condiciones de temperatura y presión. Un ejemplo familiar para todos de dos fases de una sustancia pura

en equilibrio es un vaso de agua con cubos de hielo. En este caso el agua, sólida y liquida, da lugar a dos

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fases distintas separadas por una fase limite, la superficie de los cubos de hielo. Durante la ebullición del

agua, el agua líquida y el agua vapor son dos fases en equilibrio. Una representación de las fases

acuosas que existen bajo diferentes condiciones de presión y temperatura se muestra en la

En el diagrama de fases presión-temperatura (PT} del agua existe un punto triple a baja presión (4579

torr) y baja temperatura (0,0098 0C) donde las fases sólida, liquida y gaseosa coexisten. Las fases liquida

y gaseosa existen a lo largo de la línea de vaporización y las fases líquida y sólida a lo largo de la línea de

congelación, como se muestra en la Figura 8.1. Estas lineas son lineas de equilibrio entre dos fases.

El díagrama de fases en equilibrio (PT) se puede construir también para otras sustancias puras. Por

ejemplo, el diagrama de fases de equilibrio PT del hierro puro se muestra en la Figura 8.2. Una diferencia

fundamental de este diagrama de fases es que tiene tres fases sólidas distintas y separadas: Fe alfa (~,

Fe gamma (y) y Fe delta (~).

El hierro ~ y <5 tiene estructuras cristalinas BBC, mientras el hierro y tiene una estructura FCC. Las fases

limite en el estado sólido tienen las mismas propiedades que entre liquido y sólido. Por ejemplo, bajo

condiciones de equilibrio, el hierro ~ y y puede existir a una temperatura de 910 0C y una atmósfera de

presión. Por encima de 910 0C sólo existe la fase y, y por debajo de 910 0C sólo existe la fase ~ Hay

también tres puntos triple en el díagrama PT del hierro donde las tres fases diferentes coexisten: (1)

líquido, vapor Fe <5; (2) vapor, Fe <5 y Fe y; y (3) vapor, Fe y y Fe ~.enlaces existente para su

configuración

4. Enlaces existentes para su configuración.

Enlaces metálicos

En metales en estado sólido , los átomos se encuentran empaquetados relativamente muy juntos en una

ordenación sistemática o estructura cristalina . Por ejemplo la disposición de los átomos de cobre en el

cobre cristalino consiste que los átomos están tan juntos que sus electrones externos de valencia son

atraídos por los núcleos de sus numeroso vecinos . En el caso del cobre sólido cada átomo está rodeado

por otros 12 átomos más próximos . Los electrones de valencia no están por lo tanto asociados

férreamente a un núcleo en particular y así es posible que se extiendan entre los átomos en forma de una

nube electrónica de carga de baja densidad o gas electrónico. Los átomos en un enlace metálico sólido se

mantienen juntos por enlace metálico para lograr un estado de más baja energía ( o más estable) . Para el

enlace metálico no hay restricciones sobre pares electrónicos como en el enlace covalente o sobre la

neutralidad de carga como en el enlace iónico . En el enlace metálico los electrones de valencia más

externos de los átomos son compartidos por muchos átomos circundantes y de este modo , en general ,

el enlace metálico no resulta direccional Fuerzas de van der Waals

Excepto en un gas muy dispersado las moléculas ejercen atracciones y repulsiones entre sí . Estas

proceden fundamentalmente de interacciones dipolo-dipolo . Las moléculas no polares se atraen entre sí

mediante interacciones débiles dipolo-dipolo llamadas fuerzas de London que surgen como consecuencia

de dipolos inducidos en una molécula por otra. En este caso los electrones de una molecula son

debilmente atraídos hacia el nucleo de otra pero entonces los electrones de esta son repelidos por los

electrones de la primera. El resultado es una distribución desigual de la densidad electrónica y , en

consecuencia , un dipolo incluido . Las diferentes interacciones dipolo-dipolo (atractivas y repulsivas) se

denominan conjuntamente fuerzas de van der Waals . La distancia entre las moléculas juega un

importante papel en la intensidad de dichas fuerzas . Se llama radio de van der Waals a la distancia a la

que la fuerza atractiva es máxima .Cuando dos átomos se aproxima a distancias mas cortas que el radio

de van der Waals , se desarrollan fuerzas repulsivas entre los núcleos y las capas electrónicas . Cuando

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la distancia entre dos moléculas es mayor al radio de van der Waals las fuerzas atractivas entre las

moléculas disminuyen.

Enlace iónico

Los enlaces iónicos se pueden formar entre elementos muy electropositivos (metálicos) y elementos muy

electronegativos (no metales) . En el proceso de ionización los electrones son transferidos desde los

átomos de los elementos electropositivos a los átomos de los elementos electronegativos , produciendo

cationes cargados positivamente y aniones cargados negativamente . Las fuerzas de enlace son debidas

a la fuerza de atracción electrostática o culombiana entre iones con carga opuesta . Los enlaces ionicos

se forman entre iones opuestamente cargados por que se produce una disminución neta de la energía

potencial para los iones enlazados

Enlace covalente

Un segundo tipo de enlace atómico primario es el enlace covalente . Mientras el enlace iónico involucra

átomos muy electropositivos y electronegativos , el enlace covalente se forma entre átomos con pequeñas

diferencias de electronegatividad y ubicados muy próximos en la tabla periódica . En el enlace covalnete

los átomos generalmente comparten sus electrones externos s y p como otros átomos , de modo que

cada átomo alcanza la configuración de gas noble. En un enlace covalente sencillo cada uno de los

átomos contribuye con un electrón a la formación del par de electrones de enlace , y las energías de los

dos átomos asociadas con el enlace covalente son menores (mas estables) como consecuencia de la

interacción de los electrones . En el enlace covalente , se pueden formar enlaces mútiples de pares de

eletrones por un átomo consigo mismo o con otros átomos.

Redes cristalograficas existentes

Sistemas cristalográficos

Los cristalógrafos han demostrado que son necesarias solo siete tipos diferentes de celda unidad para

crear todas las redes puntuales . La mayor parte de etos siete sistemas cristalinos presentan variaciones

de la celda unida básica . A. J. Bravais mostró que catorce celdas unidad estándar podian describir todas

las estructuras reticulares posibles .Hay cuatro tipos de celdas unidad :

Sencilla

Centrada en el cuerpo

Centrada en las caras

Centrada en la base

En el sistema cúbico hay tres tipos de celdas unidad : cúbica sencilla , cúbica centrada en el cuerpo y

cúbica centrada en las caras. En el sistema ortorrómbico están representados los cuatro tipos . En el

sistema tetragonal hay solo dos: sencilla y centrada en el cuerpo. En el sistema monoclínico tiene celdas

unidad sencilla y centrada en la base , y los sistemas romboedríco hexagonal y triclínico, tienen solo una

celda unidad .

Estructuras cristalográficas

La mayoría de los metales elementales alrededor del 90 % cristalizan en tres estructuras cristalinas

densamente enpaquetadas : cúbica centrada en el cuerpo (BCC) , cúbica centrada en las caras (FCC) y

hexagonal compacta (HCP) . La estructura HCP es una modificación más densa de la estructura cristalina

hexagonal sencilla . La mayor parte de los metales cristalizadas en esas estructuras densamente

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enpaquetadas debido a que se libera energía a medida que los átomos se apróximan y se enlazan cada

vez más estrechamente entre sí . De este modo , dichas estructuras densamente enpaquetadas se

encuentran es disposiciones u ordenamientos de energía cada vez más baja y estable Examinemos ahora

detalladamente la disposición de los átomos en las celdas unidad de las tres principales estructuras

cristalinas . Aunque solo sea una aproximación consideremos a los átomos de estas estructuras como

esferas rígidas. La distancia entre los átomos en las estructuras cristalinas puede ser determinado

experimentalmente por análisis de rayos X. Por ejemplo , la distancia interatómica entre dos átomos de

aluminio en un fragmento de aluminio puro a 20 0 C es 0.2862 nm.

Se considera que el radio del aluminio en el aluminio metal es la mitad de la distancia interatómica , o

0.143 nm.

Planos cristalinos

Dirección en la celda

A menudo , es necesario referirnos a posiciones específicas en las redes cristalinas . Esto es

especialmente importante para metales y aleaciones con propiedades que varían con la orientación

cristalográfica . Para cristales cúbicos los indices de las direcciones cristalográficas son los componentes

vectoriales de las direcciones resueltos a lo largo de cada eje coordenado y reducido a los enteros mas

pequeños .

Para indicar en un diagrama la dirección en una celda cúbica unitaria dibujamos un vector de dirección

desde el origen (que es normalmente una esquina de la celda cúbica) hasta que sale la superficie del

cubo .Las coordenadas de posición de la celda unidad donde el vector de posición sale de la superficie

del cubo despues de ser convertidas a enteros son los indices de dirección .Los indices de dirección se

encierran entre corchetes sin separación por comas.

Planos en una celda unitaria

Las superficise cristalinas en celdillas unidad HCP pueden ser identificadas comúnmente utilizando cuatro

indices en lugar de tres. Los indices para los planos cristalinos HCP ,llamados indices Miller-Bravais, son

designados por las letras h , k , i , l y encerrados entre parentesis ( hkil ) . estos indices hexagonales de

4indices estan basados en un sistema coordenado de 4 ejes .

Existen 3 ejes basicos , a1 , a2 , a3, que forman 1200 entre si. El cuarto eje o eje c es el eje vertical y esta

localizado en el centro de la celdilla unidad . La unidad a de medida a lo largo de los ejes a1 a2 a3 es la

distancia entre los átomos a lo largo de estos ejes .la unidad de medida a lo largo del eje es la altura de la

celdilla unidad . Los recíprocos de las intersecciones que un plano cristalino determina con los ejes , a1 ,

a2 , a3 proporciona los indices h , k e i mientras el recíproco de la intersección con el eje c da el índice l

Notación para planos

Los planos basales de la celdilla unidad HCP son muy importantes para esta celdilla unidad puesto que el

plano basal de la celdilla HCP es pralelo a los ejes , a1 , a2 , a3 las intersecciones de este plano con

estos ejes serán todas de valor infinito . Así , a1 = ¥ , a2 = ¥ a3 = ¥ El eje c , sin embargo , es unico

puesto que el plano basal superior intersecciona con el eje c a una distancia unidad . Tomando los

reciprocos de estas intersecciones tenemos los indices de Miller-Bravais para el plano Basal HCP. Así , H

=0 K=0 I = 0 y L=1. El plano basal es , por tanto un plano cero-cero-cero-uno o plano (0001) .

Importancia del indice de Milller

A veces es necesario referirnos a planos reticulares específicos de átomos dentro de una estructura

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cristalina o puede ser interesante conocer la orientación cristalográfica de un plano o grupo de planos en

una red cristalina. Para identificar planos cristalinops es estructuras cristalinas cúbicas se usa la notación

de Miller . Los indices de Miller de un plano cristalino estan definidos como los reciprocos de las

intersecciones , que el plano determina con los ejes x , y , z de los tres lados no paralelos del cubo

unitario .Las aristas de una celda cúbica unitaria presentan longitudes unitarias y las intersecciones de los

planos de una red se miden en base a estas longitudes unitarias .El procedimiento de determinación de

los indices de Miller para un plano de un cristal cúbico es el siguiente:

Escoger un plano que no pase por el origen en (0,0,0)

Determinar las interacciones del plano en base a los ejes x,y,z cristalográficos para un cubo unitario ,

estas interacciones pueden ser fraccionarias

Construir los recíprocos de estas intersecciones

Despejar fracciones y determinar el conjunto mas pequeño de números esteros que estén en la misma

razón que las intersecciones. Esos números enteros son los índices de Miller de un plano cristalográfico y

se encierran entre paréntesis sin usar comas. La notación (hkl) se usa para indicar índices de Miller en

sentido general , donde h ,k, y l son los indices de Miller para un plano de un cristal cúbico de ejes x,y,z

respectivamente.

5. Estructuras cristalinas

La primera clasificación que se puede hacer de materiales en estado sólido, es en función de cómo es la

disposición de los átomos o iones que lo forman. Si estos átomos o iones se colocan ordenadamente

siguiendo un modelo que se repite en las tres direcciones del espacio, se dice que el material es

cristalino. Si los átomos o iones se disponen de un modo totalmente aleatorio, sin seguir ningún tipo de

secuencia de ordenamiento, estaríamos ante un material no cristalino ó amorfo. En el siguiente esquema

se indican los materiales sólidos cristalinos y los no cristalinos.

En el caso de los materiales cristalinos, existe un ordenamiento atómico (o iónico) de largo alcance que

puede ser estudiado con mayor o menor dificultad. Ahora bien, realmente ¿necesitamos estudiar los

materiales a nivel atómico?.

Para responder a esta cuestión, podemos estudiar las principales propiedades de dos materiales tan

conocidos como son el grafito (Fig.1) y el diamante (Fig.2). El grafito es uno de los materiales más

blandos (tiene un índice de dureza entre 1y 2 en la escala Mohs), es opaco (suele tener color negro), es

un buen lubricante en estado sólido y conduce bien la electricidad. Por contra, el diamante es el material

más duro que existe (10 en la escala Mohs), es transparente, muy abrasivo y un buen aislante eléctrico.

Como vemos, son dos materiales cuyas principales propiedades son antagónicas. Pero, si pensamos en

sus componentes, nos damos cuenta que tanto uno como el otro están formados únicamente por

carbono. Entonces, ¿a que se debe que tengan propiedades tan dispares?. La respuesta está en el

diferente modo que tienen los átomos de carbono de enlazarse y ordenarse cuando forman grafito y

cuando forman diamante; es decir, el grafito y el diamante tienen distintas estructuras cristalinas.

Ruina Universal de Ensayos: capacidad máxima de 120kN (12 t), con cuatro escalas, se realizan ensayos

de tensión, compresión, flexión y corte.

Durómetro Universal Digital: durezas Rockwell, Brinell y Vickers.

Péndulo de Impacto: ensayos según métodos Charpy e Izod, capacidad máxima 300J. Para metales.

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Péndulo de Impacto para Plásticos: capacidad máxima aproximada 8J.

Cámara Climática: ensayos con temperatura y humedad variable.

Máquina de Fatiga por Flexión Rotativa: capacidad máxima de 270kg*cm.

6. Aceros.

No se conoce con exactitud la fecha en que se descubrió la técnica de fundir mineral de hierro para

producir el metal para ser utilizado. Los primeros utensilios de hierro descubiertos por los arqueólogos en

Egipto datan del año 3.000 a.c., y se sabe que antes de esa época se empleaban adornos de hierro; los

griegos ya conocían hacia el 1.000 a.c, la técnica de cierta complejidad para endurecer armas de hierro

mediante tratamiento térmico.

Las aleaciones producidas por los primeros artesanos del hierro (y, de hecho, todas las aleaciones de

hierro fabricadas hasta el siglo XIV d.c.) se clasifican en la actualidad como hierro forjado. Para producir

esas aleaciones se calentaba una masa de mineral de hierro y carbón vegetal en un horno o forja con tiro

forzado. Ese tratamiento reducía el mineral a una masa esponjosa de hierro metálico lleno de una

escoria formada por impurezas metálicas y cenizas de carbón vegetal. Esta esponja de hierro se retiraba

mientras permanecía incandescente y se golpeaba con pesados martillos para expulsar la escoria y dejar

el hierro. El hierro producido en esas condiciones solía contener un 3% de partículas de escoria y un 0,1%

de otras impurezas. En ocasiones esta técnica de fabricación producía accidentalmente

auténtico acero en lugar de hierro forjado. Los artesanos del hierro aprendieron a fabricar acero

calentando hierro forjado y carbón vegetal en recipientes de arcilla durante varios días, con lo que el

hierro absorbía suficiente carbono para convertirse en acero.

Después del siglo XIV se aumentó el tamaño de los hornos utilizados para la fundición y se incrementó el

tiro para forzar el paso de los gases de combustión por la carga o mezcla de materias primas. En estos

hornos de mayor tamaño el mineral de hierro de la parte superior del horno se reducía a hierro metálico y

a continuación absorbía más carbono como resultado de los gases que lo atravesaban. El producto de

estos hornos era el llamado arrabio, una aleación que funde a una temperatura menor que el acero o el

hierro forjado. El arrabio se refinaba después para fabricar acero.

La producción moderna de arrabio emplea altos hornos que son modelos perfeccionados de los usados

antiguamente. El proceso de refinado del arrabio para la producción de acero mediante chorros de aire se

debe al inventor británico Henry Bessemer, que en 1855 desarrolló el horno o convertidor que lleva su

nombre. Desde la década de 1960 funcionan varios minihornos que emplean electricidad para producir

acero a partir de chatarra.

Las aleaciones de hierro y carbono -aceros y fundiciones- son las aleaciones metálicas más importantes

de la civilización actual. Por su volumen, la producción de fundición y de acero supera en más de diez

veces la producción de todos los demás metales juntos.

Corrientemente se da el nombre de acero y fundición, a las aleaciones hierro - carbono (si tienen más del

2% de C son fundiciones y si tienen menos del 2% de C son aceros).

El hierro forma soluciones con muchos elementos: con los metales, soluciones por sustitución, con el

carbono, nitrógeno e hidrógeno, soluciones por inserción.

La solubilidad del carbono en el hierro depende de la forma cristalográfica en que se encuentra el hierro.

La solubilidad del carbono en el hierro ( cúbica de cuerpo centrado) es menor que el 0,02% y en el hierro

(cúbica da caras centradas) es hasta el 2%.

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Se distinguen tres grupos de aceros al carbono: eutectoides, que contienen cerca de un 0,8% de C, cuya

estructura está constituida únicamente por perlita: Hipoeutectoides, que contienen menos del 0,8% de C,

con estructura formada por ferrita y perlita; e Hipereutectoides, que contienen del 0,8 al 2% de C y cuya

estructura consta de perlita y cementita.

7. Microestructuras De Los Aceros

Los constituyentes metálicos que pueden presentarse en los aceros al carbono son: ferrita, cementita,

perlita, sorbita, troostita, martensita, bainita, y rara vez austenita, aunque nunca como único constituyente.

También pueden estar presentes constituyentes no metálicos como óxidos, silicatos, sulfuros y

aluminatos.

El análisis de las microestructuras de los aceros al carbono recocidos y fundiciones blancas deben

realizarse en base al diagrama metaestable Hierro-carburo de hierro o Cementita.

Diagrama Fe-C

Las microestructuras que presenta el diagrama de equilibrio para los aceros al carbono son:

FERRITA (Hierro a)

Es una solución sólida de carbono en hierro alfa, su solubilidad a la temperatura ambiente es del orden de

0.008% de carbono, por esto se considera como hierro puro, la máxima solubilidad de carbono en el

hierro alfa es de 0,02% a 723 °C.

Microestructura del acero al carbono, cristales blancos de ferrita

La ferrita es la fase más blanda y dúctil de los aceros, cristaliza en la red cúbica centrada en el cuerpo,

tiene una dureza de 90 Brinell y una resistencia a la tracción de 28 kg/mm2, llegando hasta un

alargamiento del 40%. La ferrita se obsera al microscopio como granos poligonales claros.

En los aceos, la ferrita puede aparecer como cristales mezclados con los de perlita, en los aceros de

menos de 0.6%C, figura 6; formando una red o malla que limita los granos de perlita, en los aceros de 0.6

a 0.85%C en forma de agujas o bandas circulares orientados en la dirección de los planos cristalográficos

de la austenita como en los aceros en bruto de colada o en aceros que han sido sobrecalentados. Este

tipo de estructura se denomina Widmanstatten.

La ferrita también aparece como elemento eutectoide de la perlita formando láminas paralelas separadas

por otras láminas de cementita, en la estructura globular de los aceros de herramientas aparece formando

la matriz que rodea los glóbulos de cementita, figura 9, en los aceros hipoeutectoides templados, puede

aparecer mezclada con la martensita cuando el temple no ha sido bien efectuado.

8. Cementita

Es el carburo de hierro de fórmula Fe3C, contiene 6.67 %C y 93.33 % de hierro, es el microconstituyente

más duro y frágil de los aceros al carbono, alcanzando una dureza Brinell de 700 (68 Rc) y cristaliza en la

red ortorómbica.

Microestructura del acero 1%C, red blanca de dementita

En las probetas atacadas con ácidos se observa de un blanco brillante y aparece como cementita primaria

o proeutéctica en los aceros con más de 0.9%C formando una red que envuelve los granos de perlita,

formando parte de la perlita como láminas paralelas separadas por otras láminas de ferrita, se presenta

en forma de glóbulos o granos dispersos en una matriz de ferrita, cuando los aceros de alto carbono se

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han sometido a un recocido de globulización, en los aceros hipoeutectoides que no han sido bien

templados.

Perlita

Es el microconstituyente eutectoide formado por capas alternadas de ferrita y cementita, compuesta por el

88 % de ferrita y 12 % de cementita, contiene el 0.8 %C. Tiene una dureza de 250 Brinell, resistencia a la

tracción de 80 kg/mm2 y un alargamiento del 15%; el nombre de perlita se debe a las irisaciones que

adquiere al iluminarla, parecidas a las perlas. La perlita aparece en general en el enfriamiento lento de la

austenita y por la transformación isotérmica de la austenita en el rango de 650 a 723°C.

Microestructura del acero al carbono, cristales oscuros de perlita

Si el enfriamiento es rápido (100-200°C/seg.), la estructura es poco definida y se denomina Sorbita, si la

perlita laminar se somete a un recocido a temperatura próxima a 723°C, la cementita adopta la forma de

glóbulos incrustados en la masa de ferrita, denominándose perlita globular.

Austenita

Es el constituyente más denso de los aceros y está formado por una solución sólida por inserción de

carbono en hierro gamma. La cantidad de carbono disuelto, varía de 0.8 al 2 % C que es la máxima

solubilidad a la temperatura de 1130 °C. La austenita no es estable a la temperatura ambiente pero

existen algunos aceros al cromo-níquel denominados austeníticos cuya estructura es austenita a

temperatura ambiente.

La austenita está formada por cristales cúbicos centrados en las caras, con una dureza de 300 Brinell,

una resistencia a la tracción de 100 kg/mm2 y un alargamiento del 30 %, no es magnética.

Microestructura de la austenita

La austenita no puede atarcarse con nital, se disuelve con agua regia en glicerina apareciendo como

granos poligonales frecuentemente maclados, puede aparecer junto con la martensita en los aceros

templados.

Martensita

Es el constituyente de los aceros templados, está conformado por una solución sólida sobresaturada de

carbono o carburo de hierro en ferrita y se obtiene por enfriamiento rápido de los aceros desde su estado

austenítico a altas temperaturas.

El contenido de carbono suele variar desde muy poco carbono hasta el 1% de carbono, sus propiedades

físicas varían con su contenido en carbono hasta un máximo de 0.7 %C.

Microestructura de la martensita

La martensita tiene una dureza de 50 a 68 Rc, resistencia a la tracción de 170 a 250 kg/mm2 y un

alargamiento del 0.5 al 2.5 %, muy frágil y presenta un aspecto acicular formando grupos en zigzag con

ángulos de 60 grados.

Los aceros templados suelen quedar demasiado duros y frágiles, inconveniente que se corrige por medio

del revenido que consiste en calentar el acero a una temperatura inferior a la crítica inferior (727°C),

dependiendo de la dureza que se desee obtener, enfriándolo luego al aire o en cualquier medio.

Troostita

Es un agregado muy fino de cementita y ferrita, se produce por un enfriamiento de la austenita con una

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velocidad de enfriamiento ligeramente inferior a la crítica de temple o por transformación isotérmica de la

austenita en el rango de temperatura de 500 a 6000C, o por revenido a 4000C.

Sus propiedades físicas son intermedias entre la martensita y la sorbita, tiene una dureza de 400 a 500

Brinell, una resistencia a la tracción de 140 a 175 kg/mm2 y un alargamiento del 5 al 10%. Es un

constituyente nodular oscuro con estructura radial apreciable a unos 1000X y aparece generalmente

acompañando a la martensita y a la austenita

Sorbita

Es también un agregado fino de cementita y ferrita. Se obtiene por enfriamiento de la austenita con una

velocidad de enfriamiento bastante inferior a la crítica de temple o por transformación isotérmica de la

austenita en la zona de 600 a 650%, o por revenido a la temperatura de 600%. Su dureza es de 250 a

400 Brinell, su resistencia a la tracción es de 88 a 140 kg/mm2 ,con un alargamiento del 10 al 20%.

Con pocos aumentos aparece en forma muy difusa como manchas, pero con 1000X toma la forma de

nódulos blancos muy finos sobre fondo oscuro, figura 16; de hecho tanto la troostita como la sorbita

pueden considerarse como perlita de grano muy fino.

Bainita

Es el constituyente que se obtiene en la transformación isotérmica de la austenita cuando la temperatura

del baño de enfriamiento es de 250 a 500°C. Se diferencian dos tipos de estructuras: la bainita superior

de aspecto arborescente formada a 500-580°C, compuesta por una matriz ferrítica conteniendo carburos.

Bainita inferior, formada a 250-4000C tiene un aspecto acicular similar a la martensita y constituida por

agujas alargadas de ferrita que contienen delgadas placas de carburos.

La bainita tiene una dureza variable de 40 a 60 Rc comprendida entre las correspondientes a la perlita y a

la martensita.

Los constituyentes que pueden presentarse en los aceros aleados son los mismos de los aceros al

carbono, aunque la austenita puede ser único contituyente y además pueden aparecer otros carburos

simples y dobles o complejos.

La determinación del tamaño de grano austenítico o ferrítico, puede hacerse por la norma ASTM o por

comparación de la microfotografías de la probeta a 100X, con las retículas patrón numeradas desde el 1

para el grano más grueso hasta el 8 para el grano más fino.

En el sistema ASTM el grosor del grano austenitico se indica con un número convencional n, de acuerdo

con la formula:

logG=(n-1)log2

Donde G es el número de granos por pulgada cuadrada sobre una imagen obtenida a 100 aumentos; este

método se aplica a metales que han recristalizado completamente, n es el número de tamaño de grano de

uno a ocho.

Forma, tamaño y distribución de los cristales o granos en la microestructura del acero para comparación a

100X

Cualquier proceso de producción de acero a partir del Arrabio consiste en quemar el exceso de carbono y

otras impurezas presentes en el hierro.

Una dificultad para la fabricación del acero es su elevado punto de fusión, 1.400ºC aproximadamente, que

impide utilizar combustibles y hornos convencionales.

Para superar esta dificultad, se han desarrollado 3 importantes tipos de hornos para el refinamiento del

Acero, en cada uno de estos procesos el oxígeno se combina con las impurezas y el carbono en el metal

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fundido. El oxígeno puede introducirse directamente mediante presión dentro o sobre la carga a través del

oxígeno en el aire, o en forma de óxidos de hierro o herrumbre en la chatarra. Esto oxidará algunas

impurezas, las que se perderán como gases, mientras otras impurezas reaccionarán con la piedra caliza

fundida para formar una escoria que será colada posteriormente.

9. Tipos de hornos

Horno de hogar abierto o crisol

El horno de hogar abierto semeja un horno enorme, y se le denomina de esta manera porque contiene en

el hogar (fondo) una especie de piscina larga y poco profunda (6m de ancho, por 15 m de largo, por 1 m

de profundidad, aproximadamente).

El horno se carga en un 30% a un 40% con chatarra y piedra caliza, empleando aire pre-calentado,

combustible líquido y gas para la combustión, largas lenguas de fuego pasan sobre los materiales,

fundiéndolos. Al mismo tiempo, se quema (o se oxida) el exceso de carbono y otras impurezas como el

fósforo, silicio y manganeso.

Este proceso puede acelerarse introduciendo tubos refrigerados por agua (lanzas), los que suministran un

grueso flujo de oxígeno sobre la carga.

Periódicamente, se revisan muestras de la masa fundida en el laboratorio para verificar la composición

empleando un instrumento denominado espectrómetro. También se determinan los niveles de carbono.

Si se está fabricando acero de aleación, se agregarán los elementos de aleación deseados. Cuando las

lecturas de composición son correctas, el horno se cuela y el acero fundido se vierte en una olla de

colada.

El proceso completo demora de cinco a ocho horas, mientras que el Horno de Oxígeno Básico produce la

misma cantidad de acero en 45 minutos aproximadamente. Debido a esto, este horno ha sido

virtualmente reemplazado por el de Oxígeno Básico.

Horno De Oxigeno Basico

Es un horno en forma de pera que puede producir una cantidad aproximadamente de 300 toneladas de

acero en alrededor de 45 minutos.

El horno se inclina desde su posición vertical y se carga con chatarra de acero fría (cerca de un 25%) y

luego con hierro derretido, después de ser devuelto a su posición vertical, se hace descender hacia la

carga una lanza de oxígeno refrigerada por agua y se fuerza sobre ella un flujo de oxígeno puro a alta

velocidad durante 20 minutos. Este actúa como fuente de calor y para la oxidación de las impurezas.

Tan pronto como el chorro de oxígeno comienza, se agrega la cal y otros materiales fundentes. La

reacción química resultante desarrolla una temperatura aproximada de 1.650º C. El oxígeno se combina

con el exceso de carbono acabando como gas y se combina también con las impurezas para quemarlas

rápidamente. Su residuo es absorbido por la capa flotante de escoria.

Después de haberse completado la inyección de oxígeno, se analiza el contenido de carbono y la

composición química de diversas muestras de la masa fundida.

Cuando la composición es correcta, el horno se inclina para verter el acero fundido en una olla de colada.

Aunque se pueden producir algunos aceros de aleación con este proceso, el ciclo de tiempo aumenta

considerablemente, eliminando así su ventaja principal. Consecuentemente, el proceso de oxígeno

básico, como el del hogar abierto, se emplea generalmente para producir altos tonelajes de acero con un

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bajo nivel de carbono, que son los de mayor consumo. Estos aceros con bajo nivel de carbono se utilizan

para barras, perfiles y planchas gruesas y delgadas.

Horno De Arco Electrico

Es el más versátil de todos los hornos para fabricar acero. No solamente puede proporcionar altas

temperaturas, hasta 1.930ºC, sino que también puede controlarse eléctricamente con un alto grado de

precisión.

Debido a que no se emplea combustible alguno, no se introduce ningún tipo de impurezas. El resultado es

un acero más limpio.

Consecuentemente, puede producir todo tipo de aceros, desde aceros con regular contenido de carbono

hasta aceros de alta aleación, tales como aceros para herramientas, aceros inoxidables y aceros

especiales para los cuales se emplea principalmente. Otras ventaja sobre el Horno de Oxígeno Básico es

que puede operar con grandes cargas de chatarra y sin hierro fundido.

El Horno de Arco Eléctrico se carga con chatarra de acero cuidadosamente seleccionada. El arrabio

fundido se emplea raramente. Si la carga de chatarra es muy baja en carbono, se agrega coque (el cual

es casi puro carbono) o electrodos de carbono de desecho, para aumentar así su nivel.

Al aplicarse la corriente eléctrica, la formación del arco entre los electrodos gigantes produce un calor

intenso. Cuando la carga se ha derretido completamente, se agregan dentro del horno cantidades

medidas de los elementos de aleación requeridos.

La masa fundida resultante se calienta, permitiendo que se quemen las impurezas y que los elementos de

aleación se mezclen completamente.

Para acelerar la remoción del carbono, el oxígeno gaseoso se introduce generalmente en forma directa

dentro de acero fundido por medio de un tubo o lanza. El oxígeno quema el exceso de carbono y algunas

de las impurezas, mientas otras se desprenden como escoria por la acción de varios fundentes.

Cuando la composición química de la masa fundida cumple con las especificaciones, el horno se inclina

para verter el acero fundido dentro de una olla de colada.

Este horno puede producir una hornada de acero en un período de dos a seis horas, dependiendo del

horno individual.

Cromado

Es una técnica de protección contra la corrosión que tiene muchas variantes y se puede aplicar al acero,

aluminio, magnesio, y zinc. Esto resulta en la formación de óxidos metálicos en la superficie de la pieza

de trabajo que reacciona para formar cromatos metálicos. El cromado de aluminio y magnesio mejora la

resistencia a la corrosión considerablemente. Con el acero es mucho menos permanente.

Galvanizado

Es una técnica para protección contra la corrosión que se aplica solo a aceros suaves, hierro fundido y

aleaciones de acero en donde las piezas de trabajo son sumergidas en zinc liquido a una temperatura de

500ºC. Se forma en la superficie de la pieza de trabajo una aleación de zinc/hierro dándole a la pieza una

capa adherente de zinc.

Antes del galvanizado, la superficie del metal debe encontrarse en un estado moderado de limpieza. Esto

se cumple generalmente por la limpieza ácida o blasteado ligero.

Las capas galvanizadas son de aproximadamente 0.005 pulgadas de grosor y pueden dar una protección

por 10 o 20 años.

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Nitrurizado

Es un proceso para endurecimiento de superficies utilizado solo en ciertos tipos de aceros, que resulta en

una de las superficies más duras alcanzables por tratamientos con calor. El proceso consiste en mantener

las piezas de trabajo en una atmósfera de amoniaco a 500ºC por un máximo de 100 horas. Bajo estas

condiciones el nitrógeno atómico se combina con el hierro en la superficie para formar nitrato de hierro. El

nitrógeno lentamente se difunde en la superficie siempre y cuando se mantenga la temperatura adecuada.

Por lo que el grosor de la superficie endurecida resultante depende de la duración del tratamiento por

calor.

10. Conclusiones

Es sin duda impresionante la manera en la que han evolucionado los materiales y lo importante que es

conocer sus propiedades no tan solo físicas o mecánicas sino también a otro nivel como bien podría ser a

nivel atómico ya que de esto depende en buena parte el comprender como habrá de comportarse un

material en ciertas condiciones y de esa manera conjeturar algunas características como su dureza o su

resistencia a algunos esfuerzos, la verdad este curso de Materiales ha resultado de mucho provecho para

cada uno de nosotros los alumnos de ingenieria, hemos aprendido como conocer a los materiales por sus

propiedades asi como por su tipo, sus estructuras internas y externas, que nos llevamos del curso?,

conocimiento provechoso y una mayor conciencia de los materiales y su aprovechamiento a lo largo de

este curso y a lo largo de la historia, conocer nuestro entorno es sumamente importante y poder

aprovecharlo y modificarlo nos dara mayor comodidad y tambien una mayor economia en base al

aprovechaniento que de el obtengamos, podemos sin lugar a dudas decir que los materiales forman una

parte importante de la sociedad actual, a donde usted mire encontrara diversos materiales en sus miles

de formas y modificaciones que el hombre, el ingeniero ha hecho con el unico propósito de sacar mayor

ventaja y poder adaptar su medio a las circunstancias requeridas en su momento, la sociedad cambia y

con ella sus necesidades de toda indole, la industria evoluciona constantemente al igual que la ciencia,

gracias a estos cambios podemos ir adelantes y no ser victima de la estatica, hay cambios, hay dinamica,

pero esto exije cambios, tan necesarios y grandes como se desen, quizas hasta se requira cambios

sociales, cambios de actitud y quizas hasta cambios de estructuras economicas y gubernamentales. La

industria a mejorado y progresado a pasos acelerados durante las ultimas tres decadas, el uso de los

aceros y toda clase de metales se ha hecho mucho mas comun en las sociedades, la industrialización a

exigido el uso de mas y mejores materiales para su desarrollo, hoy tenemos cubierta la mayoria de esas

necesidades, pero falta mucho por recorrer, realmente no sabemos hacia donde la sociedad con sus

industrias, su ciencia y su tecnología vayan, lo que si sabemos es que tenemos que ser concientes de los

cambios y prepararnos para ellos, el afrontarlos adecuadamente, marcara la diferencia entre las

economias fuertes, las debiles y las que deben perecer a causa de la mediocridad y la falta de actitud

adecuada, podemos mirar hacia veinte años atrás y ver cuantos cambios al dia de hoy se han dado y

como las industrias exitosas los afrontaron y como otros hoy ni su recuerdo queda; una actitud y las

acciones adecuadas han permitido el desarrollo de tecnologías nuevas y en gran manera mucho mejores

que las de hace tan solo diez o cinco años, el progreso nos arrastra y es mejor remar en el sentido que el

se desarrolla para ser mejores, tambien no podemos estar a expensas de casar tecnologías, tenemos la

obligación de desarrollarlas y sacar adelante a nuestro pais, su economia, no basta saber manejar la

tecnología, sino ser padres de ella y poder sacarle el máximo de provecho, hoy es tiempo de contribuir y

de mejorar, de lo contrario el resago nos atrapara y pagaremos caro una mala actitud, que en mucho

pudimos corregir y que no estuvimos dispuestos. Ojalaesto sirva para visualizar, que un buen salario es

Page 82: PRÁCTICAS DE ELECTRÓNICA · PRACTICA 3 MEDIDAS CON EL OSCILOSCOPIO ... Basándote en este circuito ¿Podrías diseñar un temporizador? PRÁCTICA 12 AMPLIFICADOR CON BJT 1.-

bueno, pero aportar a este pais alguna idea, algun proyecto, algun invento; es todavía mucho mejor, el

tiempo cambia, nosotros debemos hacerlo para bien de la comunidad y no tan solo para provecho

personal, ojala pronto podamos reconocer la falta de una buena actitud y ser protagonistas en la

tecnología, ser ser maestros y no aprendices.