Laboratorio de Electrónica Digital

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📘 Descripción del Curso

Nombre: Laboratorio de Electrónica Digital
Código: F604
Semestre: Segundo, 2026
Profesor: Erick Díaz

El curso Laboratorio de Electrónica Digital es un curso introductorio que se ocupa del diseño de circuitos electrónicos digitales. Los circuitos digitales se emplean en el diseño y construcción de sistemas como computadoras digitales, comunicación de datos, grabación digital, instrumentación física y muchas otras aplicaciones que requieren hardware digital.

A lo largo del curso, el estudiante desarrollará competencias en:

• Análisis de sistemas binarios y lógica digital
• Diseño de circuitos combinacionales y secuenciales
• Programación en lenguaje C
• Introducción al diseño con FPGA usando lenguajes HDL

Al finalizar el curso, el estudiante será capaz de:

• Diseñar e implementar circuitos digitales basados en especificaciones
• Programar microcontroladores en C
• Comprendre los conceptos fundamentales de FPGA y hardware reconfigurable

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🧑‍💻 Metodología de Trabajo

El curso contará con un repositorio oficial en GitHub, donde los estudiantes podrán acceder a:

• Ejemplos de código y circuitos vistos en clase
• Tareas y ejercicios prácticos
• Prácticas de laboratorio y mini-proyectos
• Material de apoyo y recursos adicionales

El curso se desarrollará mediante clases teórico-prácticas combinadas con trabajo de laboratorio, orientadas al diseño y la implementación de sistemas digitales.

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📂 Estructura del Repositorio

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├── ejemplos/               # Ejemplos organizados por tema
│   ├── sistemas_binarios/
│   ├── algebra_booleana/
│   ├── logica_combinacional/
│   ├── logica_secuencial/
│   ├── c/                  # Ejemplos en lenguaje C
│   └── fpga/               # Ejemplos VHDL/Verilog
├── tareas/                 # Tareas y ejercicios
├── practicas/              # Prácticas de laboratorio
├── recursos/               # Documentación y referencias
├── Dockerfile              # Configuración del contenedor
├── Makefile                # Comandos para build/run
├── .gitignore
└── README.md

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🧬 Unidades del Curso

1. Sistemas Binarios (4 períodos)

Números binarios y decimales, Conversión decimal-binario, Números hexadecimales, Códigos binarios, Lógica binaria.

2. Álgebra Booleana y Compuertas Lógicas (12 períodos)

Definiciones básicas, Propiedades del álgebra booleana, Teoremas, Funciones booleanas, Formas canónicas, Mapas de Karnough.

3. Lógica Combinacional (8 períodos)

Procedimiento de diseño, Sumadores, Conversión de códigos, Multiplexores.

4. Lógica Secuencial (8 períodos)

Flip-Flops, Procedimiento de diseño, Sincronización, Contadores, Registros, Secuencias temporizadas.

5. Introducción a los Microprocesadores (4 períodos)

Componentes de un microprocesador, Tipos de microprocesadores, Lenguaje máquina, Sistemas operativos.

6. Programación en C (24 períodos)

Compilador, Tipos de variables, Estructuras condicionales y de bucle, Funciones, Manejo de memoria.

7. Introducción a FPGA (6 períodos)

Conceptos básicos de FPGA, Flujo de diseño, Hardware Description Language (HDL), Síntesis y programación, Aplicaciones.

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🔧 Entorno de Desarrollo

El repositorio incluye un Dockerfile para un entorno consistente de desarrollo con:

• Compilador de C (gcc)
• Herramientas de simulación digital
• Herramientas FPGA (opcional)
• Visual Studio Code (web) via code-server

Dependencias en la máquina local

• Docker 20+

  • Linux: docker y docker-compose (opcional)
  • Windows/Mac: Docker Desktop

• make (GNU Make) — para ejecutar los comandos del Makefile

• Git — para versionar el código

Verifica: docker --version y make --version

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🚀 Inicio Rápido

1. Clona el repo:

git clone <URL_DEL_REPO>.git
cd led-F604

2. Construye la imagen:

make docker-build

3. Arranca el contenedor:

make docker-run

4. Abre tu navegador:
   • Ve a http://localhost:8080
   • Ingresa la contraseña (por defecto: changeme)

Para detener o eliminar:

make docker-stop     # detener el contenedor
make docker-rm       # eliminar contenedor
make docker-sh       # shell interactivo dentro del contenedor

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⚙️ Variables útiles (al ejecutar make run)

Variable	Descripción	Valor por defecto
PASSWORD	Contraseña para acceder a VS Code	changeme
HOST_PORT	Puerto en el host	8080
TZ	Zona horaria	America/Guatemala

Ejemplo:

PASSWORD=MiClaveSegura HOST_PORT=9000 make docker-run

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📝 Evaluación del Curso

Componente	Puntos
Exámenes parciales	40
Prácticas de laboratorio	20
Tareas	15
Evaluación final	25
Total	100

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📚 Bibliografía

• M. Morris Mano, Diseño Digital, Pearson, 2003, Tercera edición, México.
• P. J. Deitel, H. M. Deitel, C++ Como Programar, Pearson, 2008, Sexta Edición, México.

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📞 Contacto

Profesor: Erick Díaz
Institución: Escuela de Ciencias Físicas y Matemáticas (ECFM), USAC
Sitio web: http://ecfm.usac.edu.gt/programas