Experimento No 3_Jose Eduardo Sanhez Lezama - Jose Maria Carreto Morales

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TecNM-Campus Apizaco. Sánchez-Lezama José-Eduardo, García-López Brian, Carreto. Síntesis de un Multiplexor. 
 
 
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Resumen— En la siguiente practica se pretende realizar la 
síntesis del funcionamiento de un multiplexor que tenga cuatro 
entradas y una salida, utilizando el software de ispLEVER 
para poder generar un archivo. jed. Dicho archivo será usado 
en una GAL AM22V10 dentro del programa Proteus para 
poder simular mediante un circuito el funcionamiento del 
multiplexor, posteriormente el programa será quemado en una 
GAL física para que dicho circuito sea alambrado en físico 
usando una Protoboard para poder verificar que el programa 
funcione correctamente. 
 
Índice de Términos—Instrucciones, multiplexor, 
programación y simulación. 
 
I. INTRODUCCIÓN 
 
A. Objetivo general 
Sintetizar un multiplexor de cuatro entradas una 
salida, programado en VHDL, en una GAL22V10. 
 
 
B. Objetivos específicos 
 
Aprender a programar en VHDL, mediante el 
editor de ISP Lever. 
Programar el multiplexor, de cuatro entradas una 
salida, en el lenguaje VHDL a través del ISPLever. 
Simular el multiplexor de cuatro entradas una 
salida, programado en VHDL, en la plataforma 
PROTEUS. 
Sintetizar el multiplexor de cuatro entradas una 
salida, programado en VHDL, en UNA GAL22V10 
usando el programador universal SUPERPPRO 
3000U. 
Alambrar el multiplexor sintetizado de cuatro 
entradas una salida en un protoboard para verificar 
su funcionamiento. 
 
 
 
 
C. Exposición 
 
GAL 22V10. 
 
El GAL22V10 [1] es un dispositivo que tiene una 
serie de dispositivos lógicos programable 
implementadas como circuitos integrados basados 
en CMOS Lógica de arreglos. Es un circuito 
integrado re-configurable mediante una matriz de 
compuertas inter-conectadas. El circuito esta 
integrado por 10 macroceldas. 
Una GAL permite implementar cualquier expresión 
en suma de productos con un número de variables 
definidas. El cada proceso de programación consiste 
en activar o desactivar celda E2CMOS con el 
objetivo de aplicar la combinación adecuada de 
variables a cada compuerta AND y obtener la suma 
de productos. Ver Figura 1. 
Figura 1. GAL22V10B. 
Las celdas E2CMOS activadas conectan las 
variables deseadas o sus complementos con las 
apropiadas entradas de las puertas AND. Las celdas 
E2CMOS están desactivadas cuando una variable o 
su complemento no se utiliza en un determinado 
producto. La salida final de la puerta OR es una 
suma de productos. Cada fila está conectada a la 
entrada de una puerta AND, y cada columna a una 
variable de entrada o a su complemento. Mediante 
la programación se activa o desactiva cada celda 
Experimento No. 3 – Síntesis de un Multiplexor 
 Carreto-Morales José-María, López-García Brian, Sánchez-Lezama José-Eduardo, Solís-Lima Antonio 
l19370772@apizaco.tecnm.mx, l19370714@apizaco.tecnm.mx, l19370825@apizaco.tecnm.mx, 
antonio.sl@apizaco.tecnm.mx 
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E2CMOS, y se puede aplicar cualquier 
combinación de variables de entrada, o sus 
complementos, a una puerta AND para generar 
cualquier operación producto que se desee. Una 
celda activada conecta de forma efectiva su 
correspondiente fila y columna, y una celda 
desactivada desconecta la fila y la columna. 
Multiplexor. 
Los multiplexores [2] son circuitos combinacionales 
con varias entradas y una salida de datos, y están 
dotados de entradas de control capaces de 
seleccionar una de las entradas de datos para 
permitir su transmisión desde la entrada 
seleccionada a la salida que es única. 
La entrada seleccionada viene determinada por la 
combinación de ceros (0) y unos (1) lógicos en las 
entradas de control. La cantidad de entradas de 
control que necesitaremos para seleccionar será el 
resultado de elevar el 2 a una potencia. Así, por 
ejemplo, a un multiplexor de 8 entradas le 
corresponderán 3 de control. 
Podemos decir que la función de un multiplexor 
consiste en seleccionar una entrada de entre un 
número de líneas de entrada y transmitir el dato de 
un canal de información único. Por lo tanto, es 
equivalente a un conmutador de varias entradas y 
una salida. Ver Figura 2. Multiplexor. 
Figura 2. Multiplexor. 
 
Resistencias. 
 
Las resistencias ceramicas [3] son los componentes 
más usados en los circuitos electrónicos, y su 
finalidad es la de limitar la corriente que circula por 
un circuito, así como dividir la tensión a través del 
mismo. Están constituidas por material de grafito 
recubierto de una capa de pintura. La cerámica es 
un componente interno muy común en muchos tipos 
de resistencias. Básicamente en una película de 
carbón, el material resistivo se adhiere a la parte 
externa del núcleo de cerámica, normalmente con 
forma cilíndrica. 
 
Lo núcleos cerámicos ofrecen una buena base no 
conductora para mantener los componentes 
conductivos y dar a la resistencia su estructura. 
Ver figura 3. 
Figura 3. Resistencia. 
 
Protoboard. 
 
La protoboard [4] es una placa de pruebas para 
electrónica que contiene numerosos orificios en los 
que es posible insertar cables y otros elementos 
electrónicos para montar circuitos provisionales. 
Los orificios se encuentran conectados por bajo a 
través de pequeñas láminas metálicas que siguen un 
patrón determinado: 
 
– Los orificios ubicados en una misma fila se 
encuentran unidos entre sí. 
– Los que están en filas diferentes no tienen 
conductividad entre si. 
La intención es crear o modificar circuitos con la 
mayor rapidez y fluidez posibles. 
Es fundamental para llevar a cabo experimentos. Si 
el circuito funciona entonces se monta el circuito de 
forma definitiva. Ver Figura 4. 
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Figura 4. Protoboard. 
 
Diodo Led. 
 
El acrónimo inglés LED (Light Emitting Diode) [5] 
que en castellano significa literalmente “Diodo 
Emisor de Luz’’ es un elemento capaz de recibir 
una corriente eléctrica moderada y emitir una 
radiación electromagnética transformada en luz. 
Coloquialmente es conocido como Diodo 
Luminoso. 
El funcionamiento de las luces LED viene dado por 
el Principio fotoeléctrico ideado por Albert 
Einstein. Este principio se basa en la existencia de 
materiales que al someterlos a una corriente 
eléctrica pueden producir luz. En el caso de los 
LED, la corriente eléctrica genera luz al pasar por 
los diodos. Este proceso también recibe el nombre 
de electroluminiscencia. 
Para que este proceso funcione es necesario que el 
LED esté polarizado directamente. Es decir, tiene 
que existir una corriente circular de un término 
positivo (ánodo) a uno negativo (cátodo). Es aquí 
cuando se produce el llamado “fotón” al 
desprenderse los electrones y se produce luz. Ver 
Figura 5. 
Figura 5. Diodo Led. 
 
Jumpers. 
 
Un jumper [6] o saltador es un elemento que 
permite cerrar el circuito eléctrico del que forma 
parte dos conexiones. 
La función del cable macho-macho es con 
frecuencia usado en el tablero protoboard haciendo 
posible la conexión de dos elementos ingresados en 
dicho tablero. 
Se conoce como macho-macho debido al fragmento 
que sobresale de los extremos del cable. Ver Figura 
6. 
Ver Figura 6. Cables Jumpers. 
 
 
Programador universal Superpro 3000U. 
 
El SUPERPRO-3000U [7] es un programador 
universal en USB puerto que también puede 
ejecutarse en modo independiente. está equipado 
con un zócalo ZIF48 que le permite programar más 
de 10.000 referencias de dispositivos. No requiere 
ningún adaptador para todos losdispositivos en 
paquetes DIP, y para dispositivos CMS solo 
requiere un tipo de adaptador por tipo de paquete. 
Maneja dispositivos de bajo voltaje (3.3V, 2,7 V y 
1,5 V) también. El programador también puede 
probar los pines del dispositivo insertado para 
detectar cualquier fallo: inserción incorrecta del 
dispositivo, pin defectuoso, etc... 
SUPERPRO/3000U está diseñado para múltiples 
aplicaciones. Hay 3 modos de trabajo, modo 
hospedado por PC a través del puerto USB para el 
R&D, modo independiente para la producción, 
modo terminal para la aplicación del cliente. Viene 
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con un sistema operativo con todas las funciones, 
interfaz de operador de teclado LCD+ y una interfaz 
de tarjeta CF para algoritmos y almacenamiento de 
archivos de datos de usuario para modo 
independiente. SUPERPRO/3000U anuncia el 
sistema de programación de clustering. una solución 
de producción de volumen característica. Varias 
unidades trabajan juntas en modo autónomo como 
un programador de producción en varios sitios. 
Ventajas sobre la programación tradicional de 
pandillas: no se necesitan adaptadores especiales ni 
s/w. Admite más dispositivos y algoritmos se 
actualizan más rápidamente. Cumple con el 
presupuesto flexible. Comienza con una sola 
unidad, entonces, agrega más para aumentar el 
rendimiento con el crecimiento del negocio. Más 
seguro para la cadena de producción porque una 
sola unidad defectuosa no detendrá la producción 
entera. Mayor rendimiento. Cada unidad comienza a 
funcionar tan pronto como se inserta un nuevo chip, 
no es necesario iniciar sincrónicamente todas las 
unidades. Ver Figura 7. 
Figura 7. Superpro 3000U. 
 
 
 
II. MATERIAL Y EQUIPO 
 
Computadora. 
Sistema operativo XP, W7, W8, W10. 64 bits 
Software ispLEVER (licencia ya instalada) 
Software PROTEUS. 
Programador SUPERPRO 3000U 
Protoboard 
Leds 
Resistencias 
Gal 22v10B 
Push button/dip switch 
Cables Jumpers 
Fuente de alimentación 
 
III. PROCEDIMIENTO 
1. Abrir la aplicación del ispLEVER, dar clic en 
“File” y seleccionar “New Proyect”. Ver 
Figura 8. 
 
 
Figura 8. Inicio del ispLEVER. 
 
2. Asignar un nombre para el proyecto y 
seleccionar las opciones que se muestran en la 
Figura 9. Posteriormente hacer clic en 
“siguiente”. 
 
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Figura 9. Ventana para iniciar un nuevo proyecto. 
 
3. En la siguiente ventana, activar la opción 
“Show Obsolete Devices” para poder seleccionar el 
dispositivo GAL22V10D. Ver Figura 10. 
 
 
Figura 10. Ventana de “Select Device”. 
 
4. Seleccionar las opciones que se muestran en la 
Figura 11 y después hacer clic en “siguiente”. 
 
 
Figura 11. Opciones que se tienen que seleccionar. 
 
5. En la siguiente ventana solo se tiene que hacer 
clic en “siguiente” ya que no hay ningún archivo 
que agregar. Ver Figura 12. 
 
 
Figura 12. Ventana para agregar archivo. 
 
6. Seleccionamos la opción de “Finalizar” para 
poder crear el proyecto nuevo. Ver Figura 13. 
 
 
Figura 13. Resumen de configuraciones seleccionadas. 
 
7. Ahora en la pantalla de inicio del ispLEVER 
deberá aparecer el proyecto nuevo que se creó. 
 
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Figura 14. Pantalla de inicio con el proyecto creado. 
 
8. Seleccionar la opción de “Source” y 
posteriormente hacer clic en la parte que dice 
“New”. Ver Figura 15. 
 
 
Figura 15. Apartado “source” que se encuentra en el menú. 
 
9. En la ventana emergente, seleccionar la opción 
de “VHDL Module” como se muestra en la figura 
16. Después hacer clic en “Ok”. 
 
 
Figura 16. Ventana de “New Source”. 
 
10. Asignar un nombre al archivo, la entidad y la 
arquitectura como se muestra en la Figura 17. 
Posteriormente hacer clic en “Ok”. 
 
 
Figura 17. Ventana de “New VHDL Source”. 
 
11. A continuación se abrirá el Editor de Texto en 
donde se escribirá el código que el programa 
seguirá. Ver Figura 18. 
 
 
 
Figura 18. Estructura del código para el programa. 
 
12. Una vez escrito el código, se debe de guardar 
en la opción de “File” y “Save”. 
 
13. Dirigirse a la pantalla de inicio, seleccionar la 
parte de procesos para el archivo fuente y ejecutar 
el proceso de “Generate Schematic Symbol”. Ver 
Figura 19. 
 
 
 
Figura 19. Apartado de Procesos para el archivo fuente actual. 
 
14. Hacer clic derecho en el componente 
GAL22V10D-10LP y seleccionar la opción de 
“New”. Ver Figura 20. 
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Figura 20. Componente GAL22V10D-10LP. 
 
15. En la ventana emergente escoger la opción de 
“Waveform Simulus”, después hacer clic en “Ok”. 
Ver Figura 21. 
 
 
Figura 21. Ventana de Nuevo archivo fuente. 
 
16. En caso de que aparezca la ventana de la 
Figura 22, seleccionar la opción de “GAL22V10D-
10LP” y darle al “Ok”. 
 
 
Figura 22. Ventana para asociar la simulación de onda. 
 
17. Asignar un nombre al archivo y dar clic en 
“OK”. Ver Figura 23. 
 
 
Figura 23. Nombre del archivo. 
 
18. Seleccionar la opción de “Edit” de la ventana 
que apareció y escoger la opción de “Import Wave” 
como se muestra en la Figura 24. 
 
 
Figura 24. Import Wave en la opción del menú. 
 
19. Seleccionar todos los puertos que serán 
incluidos en la simulación de onda, hacer clic en 
“Add” y posteriormente en “Show”. Ver Figura 25. 
 
 
Figura 25. Ventana “Import”. 
 
20. Hacer doble clic en los puertos de onda que 
tienen el símbolo “I” (ya que son los que 
corresponden a las entradas) para poder editarlos. 
Desplazar el cursor hasta la posición que se necesite 
para poder simularlo. Ver Figura 26. 
 
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Figura 26. Editor de formas de onda. 
 
21. Una vez editados los puertos de onda de las 
entradas, se debe de guardar en la opción de “File” 
y “Save”. 
 
22. Volver a la pantalla de inicio y seleccionar el 
archivo con la forma de onda (extensión. wdl) para 
poder ejecutar el proceso de “Functional 
Simulation” como se muestra en la Figura 27. 
 
 
Figura 27. Proceso de Functional Simulation. 
 
23. Si la simulación es correcta aparecerá la 
ventana de la Figura 28. En caso contrario, se 
deberá ir al Navegador de ispLEVER ubicado en la 
parte inferior y hacer doble clic en la línea que se 
encuentre de color rojo para poder ver el error en el 
código y solucionarlo. 
 
 
Figura 28. Simulación exitosa. 
 
24. En la ventana de la Figura 21, hacer clic en el 
icono de “!” (Run) para poder analizar el resultado 
de la simulación en el visualizador de forma de 
onda. Ver Figura 29. 
 
 
Figura 29. Resultado de la simulación en el visualizador de 
forma de onda. 
 
25. Una vez que la simulación sea correcta, volver 
a la página de inicio. Seleccionar el componente 
“GAL22V10D-10LP”. Ver Figura 30. 
 
 
Figura 30. Componente GAL22V10D-10LP en la pantalla de 
inicio. 
 
26. Seleccionar y ejecutar la opción de “Create 
Fuse Map” para crear el mapa de fusibles. Ver 
Figura 31. 
 
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Figura 31. Proceso de creación del mapa de fusibles. 
 
27. Ir a laopción de “Window” del menú y 
seleccionar “Report Viewer”. Ver Figura 32. 
 
 
Figura 32. Opción “Window” en el menú. 
 
28. En la ventana emergente, seleccionar la 
opción de “View File” y buscar el archivo con el 
nombre de nuestro proyecto y que sea extensión 
.RPT para poder ver el mapa de fusibles. Ver Figura 
33, Figura 34 y Figura 35. 
 
 
Figura 33. Opción de “View File”. 
 
 
Figura 34. Selección de archivo .RPT. 
 
 
Figura 35. Mapa de fusibles. 
 
29. Ahora procedemos a realizar la comprobación 
del programa mediante la simulación en proteus, 
para eso abrimos nuestro software de proteus, como 
se ve en la figura 36. 
 
 
Figura 36. Abriendo software de proteus. 
 
30. Una vez abierto el proteus seleccionamos la 
opción de esquema electrónico, como se ve en la 
figura 37. 
 
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Figura 37. Esquema electrónico. 
 
31. Empezamos a buscar los componentes que 
requerimos, para eso daremos clic en la “P”, como 
se ve en la figura 38. Se abre una ventana y ahí 
empezamos a buscar los elementos: AM22V10, 
LOGICSTATE, LED-GREEN, RES, SWITCH, 
como se ve en la figura 39. 
 
 
Figura 38. Pick Devices. 
 
 
Figura 39. Elementos a usar. 
 
32. Ya que tenemos los elementos necesarios 
empezamos a trabajar en el espacio que nos aparece 
ahí y realizamos las conexiones correspondientes en 
base al diagrama de conexiones que obtuvimos con 
el ispLEVER, poder identificar las entradas y salida 
del multiplexor, usaremos la opción de “Modo 
grafico 2D texto” que tiene proteus, y así poder 
identificar las entradas y salida, como se ve en la 
figura 40. 
 
 
Figura 40. Conexiones de la placa. 
 
33. Entonces ahora meteremos el archivo de 
programación de la placa, lo que debemos hacer es 
dar clic sobre la placa en proteus y buscar un 
archivo que tenga la terminación “jed”, una vez 
seleccionado el archivo damos en ok, como se ve en 
la figura 41. 
 
 
Figura 41. Editar componente. 
 
34. Ahora lo simulamos, para eso le damos en el 
siguiente botón para correr simulación, como se ve 
en la figura 42. 
 
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Figura 42. Botón para correr simulación. 
 
35. A continuación veremos las combinaciones 
que se pueden hacer en la simulación modificando 
los valores de S0 y S1, y activando la entrada 
correspondiente, como se ve en la figura 43, 44, 45, 
46. 
 
 
Figura 43. Cuando S0=0, S1=0, el led enciende solo con la 
entrada A (A=1). 
 
 
Figura 44. Cuando S0=1, S1=0, el led enciende solo con la 
entrada B (B=1). 
 
 
Figura 45. Cuando S0=0, S1=1, el led enciende solo con la 
entrada C (C=1). 
 
 
Figura 46. Cuando S0=1, S1=1, el led enciende solo con la 
entrada D (D=1). 
 
 
36. Para el posterior cableado en la protoboard se 
comenzó quemando el gal en el superpro3000U. 
Ver Figura 47. 
 
Figura 47. Quemador Superpro 3000U 
 
 
 
 
 
 
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37. Luego de haber quemado el código en la 
GAL22V10B se monta en la protoboard 
identificando donde serán las salidas, en este caso 
son las patas 5 y 10 de la GAL, además se le 
conecto la alimentación en las respectivas patas de 
la GAL. 
Ver Figura 48. 
 
Figura 48. Alambrado de la GAL. 
 
38. Después, se conectaron las patas de la 1 a la 4 
de la GAL a unos interruptores con led para 
corroborar que estos encendían con la combinación 
debida. Ver Figura 49. 
 
Figura 49. Circuito ya terminado de alambrar. 
 
39. Al probar el circuito, este si funciono, porque al 
meter las combinaciones posibles de S0 y S1, las 
entradas del multiplexor se activan en base a los 
valores de S0 y S1, y la entrada que este activada 
encenderá el led de salida, pero solo la entrada que 
este activada hará eso, las demás no podrán hacerlo 
hasta que pongamos la combinación adecuada de 
cada una, como se ve en la figura 50, 51, 52, 53. 
 
 
Figura 50. Cuando S0=0, S1=0, el led-amarillo enciende 
solo con la entrada A (A=1). 
 
 
Figura 51. Cuando S0=1, S1=0, el led-amarillo enciende 
solo con la entrada B (B=1). 
 
 
Figura 52. Cuando S0=0, S1=1, el led-amarillo enciende 
solo con la entrada C (C=1). 
 
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Figura 53. Cuando S0=1, S1=1, el led enciende solo con la 
entrada D (D=1). 
 
IV. RESULTADOS 
Los resultados obtenidos de esta práctica son 
favorables ya que logramos cumplir nuestro 
objetivo general, y nuestros objetivos específicos, se 
logró realizar la programación de un multiplexor en 
el software de ispLEVER y su respectiva 
simulación en el software de proteus, se hizo la 
elaboración del alambrado del circuito, solo se tuvo 
un pequeño inconveniente, el cual era que las 
entradas (a, b, c, d) no las mandábamos a tierra y 
eso provocaba que nuestro led de salida se 
enclavara, pero afortunadamente lo solucionamos a 
tiempo, le mostramos al docente el alambrado del 
multiplexor y funcionaba correctamente, ver figura 
54. 
 
 
Figura 54. Entrega del multiplexor al Docente. 
 
 
 
 
 
 
V. CONCLUSIONES 
Gracias a esta práctica se lograron emplear 
funcionamiento de un multiplexor, el cómo se 
comporta el multiplexor en base a los selectores S0 
y S1, se reforzaron los conocimientos que se tenían 
sobre el software de ispLEVER, proteus, algo 
nuevo que se adquirió con esta práctica fue el 
funcionamiento de programación en una placa que 
podemos utilizar no solamente en la simulación sino 
también la podemos utilizar físicamente, pues 
gracias a la GAL fue posible sintetizar 
conocimientos previos que adquirimos con el 
profesor en clases anteriores sobre el un multiplexor 
y comprender como funciona este. 
 
REFERENCIAS 
[1] Hubor, “Proteus”, 2015. [En linea] Disponible en 
https://www.hubor-proteus.com/proteus-pcb/proteus-
pcb/2-proteus.html [Accedido el 25-feb-2022] 
[2] MecatronicaLATAM, “Compuertas logicas”, 2021. [En 
linea] Disponible en 
https://www.mecatronicalatam.com/es/tutoriales/electroni
ca/compuertas-logicas/ [Accedido el 25-feb-2021] 
[3] Jesus Alfonso Carvajal Valderrama, “Compuertas logicas 
con ispLEVER de Lattice Semiconductor mediante editor 
esquematico”, 2012. [En linea]. Disponible en 
http://digitales1escom.blogspot.com/2012/03/compuertas-
logicas-con-isplever-de.html [Accedido el 24-feb-2022]. 
[4] Wikipedia, “GAL22V10”, 2022 [En línea] Disponible en 
https://en.wikipedia.org/wiki/GAL22V10 [Accedido el 
25-feb-2022]. 
 
 
Jose Maria Carreto Morales nació en 
la ciudad de Tlaxcala, México durante 
el aaño de 2001. Se preparo en 
educación media-superior en el 
Colegio de Bachilleres del Estado de 
Tlaxcala Plantel 17 Cuapiaxtla. Estudia 
actualmente el 6to semestre de 
ingeniería en Mecatrónica en el 
Instituto Tecnológico de Apizaco. 
 
 
Brian López García nació en la cuidad 
de Calpulalpal, Tlaxcala, en el año 
2001. El estudió el nivel preparatoria 
en el Centro de Bachillerato 
Tecnológico Industrial y de Servicios 
(CBTis) No. 154, y actualmente estudia 
el sexto semestre de la carrera en 
Ingeniería Mecatrónica en el Instituto 
Tecnológico de Apizaco. 
 
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14 
 
José Eduardo Sánchez Lezama nació en 
el estado de Tlaxcala, México, el 19 de 
abril del 2001. Estudio en la preparatoriaCBTIS 03 ubicado en la Loma 
Xicohtencatl, Tlaxcala, y actualmente se 
encuentra estudiando el sexto semestre de 
la carrera en Ingeniería Mecatrónica en el 
Instituto Tecnológico de Apizaco. 
 
 
Antonio Solís Lima nació en la ciudad 
Puebla, México, en el año 1966. Él 
recibió el título de ingeniero en 
Comunicaciones y Electrónica por el 
Instituto Politécnico Nacional de México 
en el año 1988. Después él recibió el 
grado de master en Ciencias de la 
Comercialización de la Ciencia y 
Tecnología por el Centro de Investigación de Materiales 
Avanzados, Monterrey, en el año 2013. Posteriormente, él 
recibió el grado doctoral en Planeación Estratégica y 
Dirección de Tecnología por la Universidad Popular 
Autónoma de Puebla en el año 2019.