GREGORIA ALEXANDRA MUÑIZ QUIMIS

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UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ 
FACULTAD DE CIENCIAS TÉCNICAS 
CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES 
 
PROYECTO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL 
TÍTULO DE: 
 
INGENIERA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES 
 
TEMA 
“ANÁLISIS DE UN SISTEMA DE MICROCONTROLADORES PARA MEJORAR LA 
ENSEÑANZA DE LA ELECTRÓNICA DIGITAL EN LA CARRERA DE TECNOLOGÍAS 
DE LA INFORMACIÓN” 
 
 AUTORA 
GREGORIA ALEXANDRA MUÑIZ QUIMIS 
 
TUTOR 
ING. KLEBER GERMINIANO MARCILLO PARRALES, MG 
2021 
 
 
 
ii 
 
 
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ 
FACULTAD DE CIENCIAS TÉCNICAS 
CARRERA INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES 
APROBACIÓN DEL TUTOR 
Ing. Kleber Germiniano Marcillo Parrales, Tutor de la Carrera de Ingeniería en Sistemas 
Computacionales que imparte la Universidad Estatal del Sur de Manabi a través de la Facultad 
de Ciencias Técnicas. 
CERTIFICA: 
Que el presente Proyecto de Titulación “ANÁLISIS DE UN SISTEMA DE 
MICROCONTROLADORES PARA MEJORAR LA ENSEÑANZA DE LA ELECTRÓNICA 
DIGITAL EN LA CARRERA DE TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN”, ha sido 
exhaustivamente revisada en varias secciones de trabajos, se encuentra lista para su 
presentación y apta para su defensa. 
Las opiniones y conceptos vertidos en este Proyecto de Titulación son fruto de trabajo, 
perseverancia y originalidad de su autora Gregoria Alexandra Muñiz Quimis, siendo de su 
exclusiva responsabilidad. 
Jipijapa, Septiembre 2021 
 
______________________________________________________ 
ING. KLEBER GERMINIANO MARCILLO PARRALES, MG 
TUTOR 
iii 
 
 
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ 
FACULTAD DE CIENCIAS TÉCNICAS 
CARRERA INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES 
DECLARACIÓN DE AUTORÍA 
 
El proyecto de titulación: “ANÁLISIS DE UN SISTEMA DE MICROCONTROLADORES 
PARA MEJORAR LA ENSEÑANZA DE LA ELECTRÓNICA DIGITAL EN LA CARRERA 
DE TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN”, elaborado por la egresada Gregoria 
Alexandra Muñiz Quimis, previo a la obtención del título de Ingeniero en Sistemas 
Computacionales, certifica que la misma fue ejecutada por la autora, bajo la dirección del Ing. 
Kleber Germaniano Marcillo Parrales, cuyas ideas, criterios y propuesta expuesta en el presente 
trabajo de investigación son de exclusiva responsabilidad del mismo. 
 
 
Jipijapa, Septiembre 2021 
 
 
 
______________________________________ 
GREGORIA ALEXANDRA MUÑIZ QUIMIS 
AUTOR 
 
 
iv 
 
 
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ 
FACULTAD DE CIENCIAS TÉCNICAS 
CARRERA INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES 
CERTIFICACIÓN DEL TRIBUNAL EXAMINADOR 
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 
Proyecto de titulación sometido a consideración de la comisión de titulación de la Carrera de 
Ingeniería en Sistemas Computacionales de la Facultad de Ciencias Técnicas de la Universidad 
Estatal del Sur de Manabí, como requisito parcial para obtener el título de Ingeniera en Sistemas 
Computacionales. 
Tema: 
“ANÁLISIS DE UN SISTEMA DE MICROCONTROLADORES PARA MEJORAR LA 
ENSEÑANZA DE LA ELECTRÓNICA DIGITAL EN LA CARRERA DE TECNOLOGÍAS 
DE LA INFORMACIÓN” 
APROBADO POR EL TRIBUNAL EXAMINADOR DEL PROYECTO DE 
TITULACIÓN 
 
Ing. Julio Alberto Cedeño Ferrín _________________________________ 
Ing. Magdalena Tóala Zambrano, Mg. _________________________________ 
Ing. Ángel Pisco Gómez. Mg. _________________________________ 
v 
 
DEDICATORIA 
Quiero dedicar este trabajo a DIOS, a mis adorados 
padres, hermanos, y demás familiares quienes me han 
brindado su apoyo necesario y así poder luchar 
incansablemente para crecer como Profesional, 
estudiante y como persona, y a la vez poder llegar a este 
importante punto de mi vida. 
También, a mis amigos que de una u otra manera me 
ayudaron a poder sobresalir y con los cuales compartí 
bellos ratos que jamás olvidare. 
Gregoria Alexandra Muñiz Quimis 
 
vi 
 
AGRADECIMIENTO 
Agradezco a DIOS por darme la sabiduría y la vida en el 
día a día, a mis padres por haberme brindado la fortaleza 
y apoyo necesario para lograr mi carrera universitaria, 
que fueron inculcándome valores en todo mi proceso de 
aprendizaje con sus consejos, permitiéndome afrontar 
cualquier obstáculo en mí camino, por los cuales es que 
trato de superarme, a la carrera, docentes y compañeros 
por permitirme compartir muchos momentos que nunca 
podrán ser olvidados. 
Gregoria Alexandra Muñiz Quimis 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
vii 
 
ÍNDICE 
 
APROBACIÓN DEL TUTOR ............................................................................................................ ii 
DECLARACIÓN DE AUTORÍA ....................................................................................................... iii 
CERTIFICACIÓN DEL TRIBUNAL EXAMINADOR .................................................................. iv 
DEDICATORIA .................................................................................................................................. iv 
AGRADECIMIENTO ........................................................................................................................ vi 
ÍNDICE DE ILUSTRACIÓN ............................................................................................................. xi 
ÍNDICE DE TABLAS ....................................................................................................................... xiii 
ÍNDICE DE GRÁFICOS .................................................................................................................. xiv 
RESUMEN .......................................................................................................................................... xv 
SUMMARY ........................................................................................................................................ xv 
INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................ 1 
I. TÍTULO DEL PROYECTO ........................................................................................................ 2 
II. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN ............................................................................... 3 
2.1 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA ....................................................................................... 3 
2.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA. ............................................................................... 3 
III. OBJETIVOS ............................................................................................................................. 4 
3.1 OBJETIVO GENERAL ....................................................................................................... 4 
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................................................. 4 
IV. JUSTIFICACION .................................................................................................................... 5 
V. MARCO TEÓRICO ..................................................................................................................... 6 
viii 
 
5.1 ANTECEDENTES INVESTIGATIVOS ............................................................................ 6 
5.2 BASES TEORICAS .............................................................................................................. 9 
5.2.1 SISTEMAS CON MICROCONTROLADORES ....................................................... 9 
5.2.1.1 Dispositivos de entrada ................................................................................................. 9 
5.2.1.2 Dispositivos de salida .................................................................................................. 10 
5.2.2 MICROCOTROLADORES ...................................................................................... 14 
5.2.2.1 Tipos de microcontroladores y arquitectura ............................................................14 
5.2.2.2 Características del microcontrolador ........................................................................ 22 
5.2.2.3 Diferencia entre microcontrolador y microprocesador ........................................... 22 
5.2.2.4 Campos donde se aplican lo microcontroladores ..................................................... 23 
5.2.2.5 Sistema mínimo de adquisición de señales ................................................................ 24 
5.2.2.6 Sistema mínimo de adquisición de señales y control ................................................ 24 
5.2.2.7 Sistemas de comunicación .......................................................................................... 25 
5.2.2.8 Sistema de medida de temperaturas .......................................................................... 26 
5.2.2.9 Lenguaje de programación de microcontrolador ..................................................... 27 
5.2.3 ENSEÑANZA DE ELECTRÓNICA DIGITALES .................................................. 29 
5.2.3.1 Introducción ................................................................................................................ 30 
5.2.3.2 Enseñanza.................................................................................................................... 30 
5.2.3.3 Etapas del proceso de enseñanza ............................................................................... 30 
5.2.3.4 Características ............................................................................................................ 31 
5.2.3.5 Enseñanza de electrónica digital ................................................................................ 32 
5.2.3.6 Electrónica digital ....................................................................................................... 32 
ix 
 
5.2.4 METODOLOGÍAS, ESTRATEGIAS Y MEDIOS DE ENSEÑANZA DE 
ELECTRÓNICA DIGITAL ...................................................................................................... 32 
5.2.4.1 Metodología para la enseñanza digital ...................................................................... 33 
5.2.4.2 Estrategias ................................................................................................................... 34 
5.2.4.3 Trabajo de alumno en electrónica digital ................................................................. 35 
5.2.4.4 Prácticas de laboratorio vida estudiantil .................................................................. 35 
5.2.4.5 Desarrollo de práctica en la asignatura de Microcontroladores ............................. 36 
5.2.4.6 Instrucciones para el desarrollo de una práctica ...................................................... 37 
5.2.4.7 Eficacia de las prácticas ............................................................................................. 37 
5.2.4.8 La electrónica digital como ámbito de educación general ....................................... 37 
5.3 MARCO CONCEPTUAL .................................................................................................. 39 
VI. HIPÓTESIS ............................................................................................................................ 42 
6.1 VARIABLE INDEPENDIENTE ....................................................................................... 42 
6.2 VARIABLE DEPENDIENTE ........................................................................................... 42 
VII. METODOLOGÍA .................................................................................................................. 43 
7.1 MÉTODOS ......................................................................................................................... 43 
7.2 TÉCNICAS ......................................................................................................................... 44 
7.3 POBLACIÓN Y MUESTRA ............................................................................................. 45 
7.3.1 POBLACIÓN .............................................................................................................. 45 
7.3.2 MUESTRA .................................................................................................................. 45 
7.4 RECURSOS ........................................................................................................................ 47 
7.4.1 RECURSOS MATERIALES ..................................................................................... 47 
x 
 
7.4.2 TALENTO HUMANO ............................................................................................... 47 
VIII. PRESUPUESTO. ................................................................................................................ 48 
IX. ANÁLISIS DE RESULTADOS ............................................................................................. 49 
X. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES..................................................................................... 58 
XI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................................... 59 
XII. PROPUESTA ............................................................................................................................ 1 
TÍTULO DE LA PROPUESTA ...................................................................................................... 1 
OBJETIVOS DE LA PROPUESTA ............................................................................................... 1 
ANÁLISIS PREVIO DE LA PROPUESTA ................................................................................... 2 
DESARROLLO DE LA PROPUESTA .......................................................................................... 3 
ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD .................................................................................................... 3 
DESCRIPCIÓN DE LA PROPUESTA .......................................................................................... 5 
XIII. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................ 34 
XIV. ANEXOS ............................................................................................................................. 37 
 
 
 
 
 
 
xi 
 
ÍNDICE DE ILUSTRACIÓN 
Ilustración 1: Arquitectura del microcontrolador ................................................................................ 16 
Ilustración 2: Microcontrolador PIC ................................................................................................... 16 
Ilustración 3: Programación de los microcontroladores PIC ............................................................... 17 
Ilustración 4: Microcontrolador AVR ................................................................................................. 19 
Ilustración 5: Microcontrolador ARM ................................................................................................ 20 
Ilustración 6: Placa de Arduino .......................................................................................................... 21 
Ilustración 7: Microcontrolador Raspberry Pi ..................................................................................... 22 
Ilustración 8: Estructura del lenguaje Ensamblado ............................................................................. 28 
Ilustración 9: Estructura del lenguaje C .............................................................................................. 29 
Ilustración 10: Cronograma ................................................................................................................ 58 
Ilustración 11 Partes de microcode studio ............................................................................................. 7 
Ilustración 12 Software proteus ............................................................................................................9 
Ilustración 13: Microcontrolador PIC ................................................................................................. 15 
Ilustración 14: Diseño del microcontrolador PIC ............................................................................... 15 
Ilustración 15: Fuente de alimentación del Microcontrolador ............................................................. 17 
Ilustración 16: Módulo RS-232 del microcontrolador ........................................................................ 18 
Ilustración 17: Módulo PS/2 del microcontrolador ............................................................................. 19 
Ilustración 18: Conector ICD del microcontrolador ........................................................................... 20 
Ilustración 19: Módulo USB del microcontrolador ............................................................................. 21 
Ilustración 20: Sensor de temperatura del microcontrolador ............................................................... 22 
Ilustración 21: Entrada Convertidor A/D del microcontrolador .......................................................... 23 
Ilustración 22: Diodos led del microcontrolador................................................................................. 24 
Ilustración 23: Entrada de señales digitales en el microcontrolador ................................................... 25 
Ilustración 24: Modulo de teclados del microcontrolador ................................................................... 26 
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xii 
 
Ilustración 25: Módulo LCD 2X16 del microcontrolador .................................................................. 27 
Ilustración 26: Módulo LCD 2x16 incorporado .................................................................................. 28 
Ilustración 27: Módulo gráfico LCD 128X64 ..................................................................................... 29 
Ilustración 28: Módulo panel táctil ..................................................................................................... 30 
Ilustración 29: Módulo puertos de entrada/salida ............................................................................... 31 
Ilustración 30: Módulo extensor de puertos ........................................................................................ 32 
Ilustración 31: Módulos de zócalos .................................................................................................... 33 
Ilustración 32: Encuestas digitales ...................................................................................................... 39 
Ilustración 33: Respuesta de encuestas digitales ................................................................................. 39 
Ilustración 34: Presentando la propuesta ............................................................................................ 40 
Ilustración 35: Realizando los ejercicios para el manual técnico ........................................................ 40 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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file:///C:/Users/ISMAELTH%20BSC/Desktop/ORGINAL%20TESIS%20-%20GREGORIA%20MUÑIZ.docx%23_Toc80353443
xiii 
 
ÍNDICE DE TABLAS 
Tabla 1: Población .............................................................................................................................. 45 
Tabla 2: Presupuesto ........................................................................................................................... 48 
Tabla 3: Evalúa proceso de enseñanza-aprendizaje ............................................................................. 49 
Tabla 4: Diversas tecnologías de microcontroladores ......................................................................... 50 
Tabla 5: Nuevas tecnologías para las respectivas prácticas ................................................................. 51 
Tabla 6: Importancia de los microcontroladores ................................................................................. 52 
Tabla 7: Desarrollo de un sistema de microcontroladores ................................................................... 53 
Tabla 8: El fin para el cual son utilizados los microcontroladores ...................................................... 54 
Tabla 9: Diseño de un sistema de microcontroladores ........................................................................ 55 
Tabla 11: Ficha económica ................................................................................................................... 4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xiv 
 
ÍNDICE DE GRÁFICOS 
Gráfico 1: Evalúa proceso de enseñanza-aprendizaje .......................................................................... 49 
Gráfico 2: Diversas tecnologías de microcontroladores ...................................................................... 50 
Gráfico 3: Nuevas tecnologías para las respectivas prácticas .............................................................. 51 
Gráfico 4: Importancia de los microcontroladores .............................................................................. 52 
Gráfico 5: Desarrollo de un sistema de microcontroladores ................................................................ 53 
Gráfico 6: El fin para el cual son utilizados los microcontroladores .................................................... 54 
Gráfico 7: Diseño de un sistema de microcontroladores ..................................................................... 55 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xv 
 
RESUMEN 
 El propósito del presente proyecto es obtener una alternativa didáctica, que ayude en la 
formación de los alumnos en el área de electrónica digital de la Carrera de Tecnología de la 
Información de la Universidad Estatal del Sur de Manabí, mediante el análisis a las nuevas 
tecnologías de microcontroladores, sus características, compuertas lógicas y otros componentes 
electrónicos que se utilizan en las prácticas. El proyecto cumplió los siguientes objetivos a 
través del análisis, las características y especificaciones de los sistemas de microcontroladores 
para mejorar la enseñanza en el área de electrónica digital, analizando los diferentes tipos de 
lenguajes de programación que usan los microcontroladorespara el mejoramiento del 
aprendizaje en electrónica digital y por último describir el funcionamiento de los sistemas con 
microcontrolador para mejorar la enseñanza en el área de electrónica digital. Se utilizó, los 
métodos analítico-sintético, método estadístico matemático, deductivo, bibliográfico, 
utilizando instrumentos que permitieron la recolección de información para mejorar la 
enseñanza de Electrónica Digital de la Carrera Tecnologías de la Información, con la finalidad 
de fortalecer el conocimiento en los profesionales en formación; con la adquisición de estos 
sistemas de microcontroladores las clases que el docente impartirá serán más interactivas 
mediante la realización de prácticas, así mismo, se utilizaron diversos métodos y técnicas que 
permitieron la recolección de información mediante entrevistas y encuestas realizadas a los 
docentes y estudiantes de esta Escuela, este proyecto culminó con el respectivo desarrollo de la 
propuesta el cual fue el diseño de un sistema de microcontroladores para mejorar la enseñanza 
de la electrónica digital 
 Palabras claves: Didáctica, compuertas lógicas, aprendizaje, conocimiento. 
 
 
xvi 
 
SUMMARY 
 The purpose of this project is to obtain a didactic alternative that helps in the training of 
students in the area of Digital Electronics of the Career Tecnologías de la Información of the 
Universidad Estatal del Sur de Manabí, through the analysis of new microcontroller 
technologies, their characteristics, logic gates and other electronic components that are used in 
the practices. The project made it possible to meet the following objectives through the analysis 
of the characteristics and specifications of microcontroller systems to improve teaching in the 
area of digital electronics, analyzing the different types of programming languages that 
microcontrollers use to improve learning in electronics and finally describe the operation of 
microcontroller systems to improve teaching in the area of digital electronics. The analytical-
synthetic methods, mathematical, deductive, bibliographic statistical method were used, using 
instruments that allowed the respective collection of information to improve the teaching of 
digital electronics of the career, with the purpose of being able to strengthen the knowledge in 
the professionals in training, with the acquisition of these microcontroller systems, the classes 
that the teacher will give will be more interactive, strengthening learning in this area, by 
carrying out practices with microcontrollers, as well likewise, various methods and techniques 
were used that allowed the collection of information through interviews and surveys carried out 
with teachers and students of the Career, this project culminates with the respective 
development of the proposal which was the design of a microcontroller system for improving 
the teaching of Digital Electronics. 
 Keywords: Didactics, logic gates, learning, knowledge. 
 
 
 
 
1 
 
INTRODUCCIÓN 
 La llegada de los tubos al vacío a comienzos del siglo XX propició el rápido crecimiento de 
la electrónica moderna. Con estos dispositivos se hizo posible la manipulación de señales, algo 
que no podía realizarse en los antiguos circuitos telegráficos y telefónicos, ni con los primeros 
transmisores que utilizaban chispas de alta tensión para generar ondas de radio. 
 Al principio se creía que el manejo de un microprocesador era para aquellas personas con 
un coeficiente intelectual muy alto, por lo contrario, con la aparición de estos circuitos 
integrados todo sería mucho más fácil de entender y los diseños electrónicos serían mucho más 
pequeños y simplificados. Los diseñadores de circuitos electrónicos tenían equipos que podían 
realizar mayor cantidad de tarea en menos tiempo y su trabajo se redujo considerablemente, sin 
embargo, después de cierto tiempo aparece una nueva tecnología llamada microcontroladores 
que simplificaba aún más el diseño electrónico. Los microcontroladores están presentes en 
nuestro trabajo, en nuestra casa y en nuestra vida en general, permitiendo ahorro de tiempo y 
dinero. 
 Es importante conocer y utilizar los microcontroladores, que están presentes en las diferentes 
tarjetas electrónicas, su uso y funcionamiento debe realizarse de forma adecuada para realizar 
el manejo correcto tanto en configuración, aplicación, programación y grabación. 
 El presente proyecto de grado tiene como fin, corroborar mediante un análisis la carencia de 
un sistema de microcontroladores en el proceso de enseñanza de electrónica digital. Para lo cual 
los docentes en el área de electrónica digital en la Carrera de Tecnología de Información de la 
Universidad Estatal del Sur de Manabí imparten sus conocimientos sin los debidos equipos para 
las prácticas necesarias. 
2 
 
I. TÍTULO DEL PROYECTO 
 “ANÁLISIS DE UN SISTEMA DE MICROCONTROLADORES PARA MEJORAR LA 
ENSEÑANZA DE LA ELECTRÓNICA DIGITAL EN LA CARRERA DE TECNOLOGÍAS 
DE LA INFORMACIÓN”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
II. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 
2.1 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA 
 En la actualidad como es de conocimiento general han surgido nuevas tecnologías que 
vienen cambiando el ritmo de aprendizaje en los estudiantes universitarios, haciendo que estas 
personas requieran de preparación continúa y acorde en lo que corresponde a estas tecnologías, 
por lo cual al momento que lo docentes de electrónica digital en la Carrera de Tecnología de 
Información de la Universidad Estatal del Sur de Manabí imparten su clases, estos lo realizan 
estrictamente conllevados a la parte teórica, haciendo que las respectivas prácticas, que son 
muy necesarias, sean limitadas o en su debido caso anuladas porque no se cuenta con los 
equipos o sistemas de microcontroladores necesarios. 
 Tras evidenciar esta problemática surge la idea de proponer un análisis de sistemas de 
microcontroladores y permitir mejorar la enseñanza de electrónica digital en la Carrera de 
Tecnología de Información de la Universidad Estatal del Sur de Manabí. 
2.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA. 
 ¿Qué beneficios se obtendría al realizar el análisis de un sistema de microcontroladores para 
mejorar la enseñanza de electrónica digital en la Carrera de Tecnología de Información? 
 
 
4 
 
III. OBJETIVOS 
3.1 OBJETIVO GENERAL 
 Analizar un sistema de microcontroladores para mejorar la enseñanza de la electrónica 
digital en la Carrera de Tecnologías de la Información. 
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
• Desarrollar el análisis de sistemas con microcontrolador como herramienta didáctica para 
fortalecer la enseñanza de electrónica digital. 
• Analizar los diferentes tipos de lenguajes de programación que usan los 
microcontroladores. 
• Describir el funcionamiento de los sistemas con microcontrolador para mejorar la 
enseñanza en el área de electrónica digital. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
IV. JUSTIFICACION 
 Hoy en día en el mundo se está hablando mucho de los microcontroladores, qué son pequeñas 
computadoras que hacen que nuestra vida sea más fácil, han pasado más de 30 años desde que 
hicieron su aparición y ningún otro circuito integrado ha sido tan versátil, ha tenido tanta 
acogida y ni se ha escrito tanto de ellos como son los microcontroladores. 
 Es muy atractivo como profesional en formación utilizar esta herramienta como un medio 
para generar aplicaciones que sean útiles y aplicables en la informática, la robótica, la 
electrónica y la docencia para así mejorar el aprendizaje y despertar el interés del estudiante por 
dichas tecnologías. 
 Por esta razón se decide realizar un análisis comparativo sobre los diferentes componentes a 
utilizar en un sistema de microcontroladores, quienes como principales beneficiarios serán los 
estudiantes y docentes del área de electrónica digital, ya que brinda un importante aporte al 
mejoramiento de la calidad académicay así permitir contar con prácticas didácticas, la cual 
serán de gran ayuda para la enseñanza en la Carrera de Tecnología de Información de la 
Universidad Estatal del Sur de Manabí. 
 
 
 
 
 
 
6 
 
V. MARCO TEÓRICO 
5.1 ANTECEDENTES INVESTIGATIVOS 
 Para desarrollar este proyecto de investigación fue necesario realizar investigaciones con 
anterioridad y archivadas en repositorios digitales de algunas instituciones de educación 
superior del país en la cual se evidencio información referente al tema de investigado y que a 
continuación se describen. 
 Según (NACIMBA, 2019), indica en la investigación titulada “Aplicación de un sistema con 
microprocesadores para potenciar la enseñanza aprendizaje de sistemas digitales en la Carrera 
de Ingeniería en Sistemas Computacionales” menciona que, se estableció que la Aplicación de 
un Sistema con Microprocesadores tendrá un beneficio de carácter educativo y científico, para 
desarrollar habilidades y destrezas en los estudiantes, que permitan mejorar el proceso 
enseñanza - aprendizaje de Sistemas Digitales, por este motivo se realizó la implementación de 
un Sistema con Microprocesadores para Potenciar la Enseñanza Aprendizaje de Sistemas 
Digitales. 
 En la tesis de (PINCAY, 2017), titulado “diseño de un módulo de instrumentación de medida 
electrónica para el fortalecimiento enseñanza-aprendizaje en la asignatura de sistemas digitales 
para el laboratorio de robótica de la Carrera de Ingeniería en Computación y Redes” indica que, 
se identificaron las características técnicas de los equipos de medición eléctrica para el 
laboratorio de robótica, se analizaron los diferentes tipos de componentes electrónicos para 
prácticas de sistemas digitales en el laboratorio de robótica En conclusión se puede decir que el 
proyecto es factible porque esta investigación causó un gran impacto tecnológico en la 
institución para profesores y estudiantes en el proceso académico. 
7 
 
 Todo lo anterior se refuerza gracias a (Viteri Naranjo, 2015) menciona en la investigación 
titulada “Diseño y Elaboración de un Módulo Didáctico para la Programación y Aplicación de 
los Microcontroladores ATMEL” indica que, el uso de los microcontroladores permite realizar 
una gran variedad de proyectos ya que tiene integrado un programador ISP el cual posibilita el 
grabado y lectura de los microcontroladores. El módulo que el autor desarrollo permitirá 
complementar el aprendizaje de los estudiantes mediante la realización de prácticas obteniendo 
mayor conocimiento. 
 En la tesis realizada por (STALYN, 2018) de titulación con tema “Prototipo de una Placa 
Entrenadora de Electrónica Básica usando Arduino” indica que, una cierta cantidad de 
componentes que se acoplan a los requerimientos de los estudiantes, obtenido así una placa que 
tiene como base el shield de Arduino y los componentes electrónicos separados por módulos 
para su fácil reconocimiento. 
 Según (ROSS, 2020) señala en el proyecto de investigación con título “Diseño de un Módulo 
de Prácticas para la Asignatura de Sistemas Digitales para el Fortalecimiento del Aprendizaje 
de los Estudiantes de la Carrera Tecnologías de la Información “menciona que la propuesta de 
solución culmina con el desarrollo de un módulo de prácticas para la asignatura de sistemas 
digitales para el fortalecimiento del aprendizaje, colaborando satisfactoriamente con las 
técnicas de enseñanza y aprendizaje de los estudiantes de la Carrera Tecnología de la 
Información. 
 (TUMBACO ANCHUNDIA, 2021) en el proyecto de titulación con tema “Implementación 
de equipos programadores de sistemas inteligentes para mejorar el desarrollo de prácticas en la 
asignatura de microcontroladores en el laboratorio de electrónica de la Carrera Tecnologías de 
la Información de la Universidad Estatal del Sur de Manabí” menciona que, serán más 
interactivas las clases fortaleciendo el aprendizaje en la asignatura de microcontroladores 
8 
 
mediante la realización de prácticas con microcontroladores, así mismo se utilizaron diversos 
métodos y técnicas que permitieron la recolecta de información mediante entrevistas y 
encuestas realizadas a los docentes y estudiantes de la Carrera Tecnologías de la Información, 
este proyecto culmina con el respectivo desarrollo de la propuesta la cual fue la implementación 
de nuevos equipos programadores de sistemas inteligentes para mejorar el aporte científico de 
las prácticas en la asignatura de microcontroladores. 
 Según la tesis de (MONTEROS PINCAY, 2021) indica en la investigación titulada “Diseño 
de circuitos electrónicos programables con microcontroladores PIC de gama media para el 
laboratorio de robótica de la Carrera de Ingeniería en Computación y Redes” menciona que, 
este proyecto culmina con un manual sobre diseño de circuitos electrónicos programables con 
microcontroladores PIC de gama media en la plataforma de simulación PROTEUS 8 
PROFESSIONAL, que facilitará y permitirá a los estudiantes conocer más sobre las distintas 
aplicaciones y usos que se le pueden dar a los microcontroladores. 
 Gracias a (ROMERO VALLADARES, 2021) que en el proyecto de titulación 
“Implementación de un módulo electrónico para circuitos con microcontroladores en el 
laboratorio de robótica de la Carrera de Ingeniería en Computación y Redes” menciona que, la 
instalación del módulo electrónico de prácticas se describieron las especificaciones técnicas de 
los componentes que conforman el módulo, se configuro para el uso adecuado y de fácil 
entendimiento o interacción entre los elementos además se realizó un manual de usuario que 
explica el funcionamiento del módulo. Se implementó el módulo de forma satisfactoria ya que 
los diferentes equipos funcionan acordes a lo requerido y de manera estable. 
 Con lo mencionado anteriormente se explica que las utilizaciones de los sistemas con 
microcontrolador ayudarán a mejorar la enseñanza de la electrónica digital y así mismo las 
diferentes áreas de electrónica. 
9 
 
5.2 BASES TEORICAS 
5.2.1 SISTEMAS CON MICROCONTROLADORES 
 Los sistemas con microcontroladores son sistemas micro controlados son un conjunto de 
componentes electrónicos de entrada y salida estos conectados con el microcontrolador el cual 
brinda soluciones a múltiples campos de aplicación entre ellos, robótica, medicina, automotriz, 
electrónica, etc. 
 Un microcontrolador es un circuito controlador reprogramable según las necesidades para 
las que se desea desarrollar un proyecto. Micro indica que el dispositivo es pequeño, y 
controlador porque se utiliza en aplicaciones de control. Un microcontrolador común posee la 
memoria e interfaces que se necesitan para un código pequeño, a diferencia de un procesador 
con un fin ordinario necesita circuitos integrados extras que brinden estas opciones (Albán 
Quezada, 2015) 
 Un microprocesador difiere de un microcontrolador en un número de maneras. La distinción 
principal es que un microprocesador requiere varios otros componentes para su funcionamiento, 
tales como memoria de programa y memoria de datos, dispositivos de entrada-salida, y un 
circuito de reloj externo. Un microcontrolador, por otro lado, tiene todas las fichas de apoyo 
incorporados dentro de un solo chip (Albán Quezada, 2015) 
5.2.1.1 Dispositivos de entrada 
 Los dispositivos de entrada son capaces de cambiar su estado por motivo de un evento que 
afecta y genera una señal puede ser utiliza por el microcontrolador para ejecutar una decisión o 
control a través de interruptores, pulsadores, y toda la gama de sensores. 
10 
 
5.2.1.2 Dispositivos de salida 
 Estos dispositivos se encargan de las señales del microcontrolador y realizar acciones en 
particular, entre los dispositivos más utilizados estos son los siguientes, transmisores de 
telecomunicación, radiofrecuencia, electroválvulas, entre otros. 
 Cuando el objetivo de una asignatura es aprender a programar un determinadomicroprocesador, el montaje de una placa por parte del alumno puede llevarle a perder un 
tiempo precioso de las horas que tiene asignadas en el laboratorio para la resolución de las 
prácticas. Por eso resulta importante disponer de un hardware versátil que disponga de las 
entradas y salidas más comunes dentro de un sistema y que permita la comunicación con 
distintos microprocesadores. (R. MANZANARES, 2008) 
 Si, además, se crea un programa específico para cada microprocesador que compruebe que 
todo el hardware funciona perfectamente, el alumno dispondrá de todo el tiempo de prácticas 
para implementar y depurar su software. 
 Sin embargo, el tiempo de prácticas es limitado y al trabajar con un hardware específico se 
elimina la posibilidad, a los alumnos más aplicados, de montarse las prácticas en casa. La 
solución a este problema pasa por poner un servidor remoto que permita trabajar con una placa 
a través de internet. (R. MANZANARES, 2008) 
 Teclado 
 Un teclado es uno de los elementos más utilizados para la introducción de datos, en cualquier 
sistema que implique cierta interactividad con el usuario. Por este motivo, la introducción de 
un teclado matricial en la placa de aplicaciones estuvo desde el principio entre los requisitos 
del diseño. Se ha creado una biblioteca de software para el microcontrolador 8051 con 
funciones para el uso del teclado en asignaturas de primer nivel en las que no es necesario 
11 
 
profundizar en su funcionamiento ni programación. En asignaturas de cursos más avanzados se 
puede instar al alumno a que desarrolle rutinas para recorrer el teclado y sea capaz de integrarlo 
en su propio sistema basado en microcontroladores. (R. MANZANARES, 2008) 
 Pantalla de cristal líquido 
 Generalmente los sistemas basados en microcontroladores necesitan dispositivos capaces de 
representar de algún modo la información generada por el sistema. Con este objetivo se ha 
querido incluir en la placa una pantalla de cristal líquido que por un lado aporta a cualquier 
sistema la posibilidad de mostrar mensajes de texto, y por otro le confiere cierto dinamismo 
pues podremos plantear elecciones al usuario por medio de menús que completan el interfaz 
con el usuario que se inició con el teclado. Del mismo modo que en el caso del teclado se ha 
elaborado una biblioteca con funciones capaces de controlar por completo el display y hacerlo 
compatible con las necesidades del resto de aplicaciones implementadas en la placa. (R. 
MANZANARES, 2008) 
 Matriz de LEDs 
 El módulo de la matriz de LEDs, incorpora a la placa una nueva forma de representación 
visual. Con este dispositivo es posible representar caracteres, pero debido a sus señales de 
control y a su construcción física, no resulta tan cómodo mostrar mensajes de texto como con 
el display LCD. Sin embargo, la matriz de LEDs aporta una característica nueva, poder crear 
gráficos dinámicos. Este módulo ofrece la posibilidad de mostrar al alumno el funcionamiento 
de este tipo de dispositivos luminosos, basados en rápidos barridos para crear la sensación de 
que existe un gráfico estable. Debido a las restricciones de pines del microcontrolador, y la 
necesidad de integrar numerosas aplicaciones en una misma placa, se ha diseñado este módulo 
usando un número mínimo de pines. Como se puede ver en la figura 3, el módulo se compone 
de: 2 registros con entrada serie y salida paralelo 74HC595N, un driver Darlington ULN2003A 
12 
 
y una serie de resistencias para la polarización de los diodos de la matriz de LEDs. (R. 
MANZANARES, 2008) 
 Regulador de alterna 
 En la mayor parte de los sistemas con microcontroladores se actúa sobre sistemas de baja 
potencia, es decir, con tensiones y corrientes continuas del mismo orden que las utilizadas por 
el microcontrolador. Con el regulador de alterna se pretende abrir el campo de aplicación de los 
microcontroladores para actuar sobre sistemas de mayor potencia. Mediante el uso del 
regulador se está en situación de controlar el funcionamiento de cualquier dispositivo 
alimentado a tensión de red, es decir, 230V eficaces, y que no sobrepase estas limitaciones en 
su potencia. (R. MANZANARES, 2008) 
 Altavoz 
 Hoy en día existen multitud de sistemas que incorporan un dispositivo para producir señales 
sonoras. Por supuesto, una placa de aplicaciones dirigida a la formación debía incluir el 
hardware necesario para poder actuar sobre un altavoz similar a los que se incluye en los 
entrenadores de los laboratorios. (R. MANZANARES, 2008) 
 El hardware, además, da la posibilidad de ajustar el volumen gracias a un potenciómetro que 
ajusta la ganancia en corriente del amplificador. Este módulo ofrece la posibilidad de realizar 
prácticas muy interesantes donde el sonido será el protagonista. El alumno, por ejemplo, puede 
generar la señal a la frecuencia correspondiente a cada una de las notas musicales y asignársela 
a una tecla del teclado matricial, convirtiéndolo así en un teclado musical. 
 
 
13 
 
 El sistema de control remoto 
 Una vez la placa estuvo funcionando en los laboratorios se puso en marcha un nuevo 
proyecto de innovación docente cuyo objetivo fundamental era permitir al alumno probar las 
prácticas en casa sin necesidad de disponer físicamente de una placa ni de una fuente de 
alimentación, tan sólo de un ordenador con acceso a internet. (R. MANZANARES, 2008) 
 Modo alumno 
 El control de acceso se realiza de la siguiente manera: cuando un alumno pretende acceder 
al sistema tiene que hacer una solicitud al profesor de teoría correspondiente. Entonces se le 
proporciona en mano un nombre de usuario en función del orden de petición y una clave 
aleatoria. Además, en AutoLab se les proporcionaba un horario de uso en el que él tiene 
prioridad frente al resto de alumnos, pero esto se ha eliminado en VirtuaLab ya que se ha 
implementado una nueva política de acceso más restrictiva para evitar en la medida de lo 
posible que un grupo acapare el sistema. Dicha política establece un tiempo máximo por 
conexión de una hora y de dos conexiones por grupo y día. Además, debe pasar un intervalo de 
al menos 5 horas entre conexión y conexión. (R. MANZANARES, 2008) 
 Por último, se han implementado una serie de capas de seguridad para que nadie pueda 
acceder al sistema sin permiso. Por ejemplo, en AutoLab, cuando se solicitaba la clave al 
usuario, ésta debe ser introducida a través de un teclado virtual de pantalla, para que nadie pueda 
averiguar nuestra clave mediante un programa de captación de pulsaciones de teclado. En 
VirtuaLab, si el alumno trata autenticarse erróneamente en 4 ocasiones, no se le permitirá 
acceder al sistema durante el resto del día. Además, sólo tendrá acceso a una carpeta que se 
encontrará siempre vacía y abierta a entrar al sistema. (R. MANZANARES, 2008) 
14 
 
5.2.2 MICROCOTROLADORES 
 El microcontrolador es el resultado del constante avance tecnológico en el campo de la 
electrónica, gracias a este dispositivo se puede realizar un sinfín de aplicaciones; ahorrando 
espacio y elementos, debido a que el microcontrolador posee todo lo necesario en su interior. 
Aprovechando esta tecnología se desarrollan diversas aplicaciones, dispositivos en el campo de 
la electrónica (LIGER ROBALINO, 2018). 
 Los microcontroladores son dispositivos programables que cuentan con las partes mínimas 
requeridas que necesita un computador tradicional para su funcionamiento, estas son una ALU 
(Arithmetic Logic Unit, Unidad lógico-aritmética), una memoria y unidades de entradas y 
salidas (periféricos) y son ampliamente empleados en Control Embebido (NACIMBA, 2019). 
5.2.2.1 Tipos de microcontroladores y arquitectura 
 Los microcontroladores se dividen en categorías según su memoria, arquitectura entre otros 
puntos. 
 Bits: El microcontrolador e 8 bits es el que ejecuta la lógica como operaciones aritméticas, 
el microcontrolador de 16 bits ejecuta conmayor rendimiento y precisión, mientras el 
microcontrolador de 32 bits estos son más utilizados en máquinas de oficinas ya que son de 
mayor requerimiento y rendimiento. 
 Memorias: el microcontrolador cuenta con memoras RAM, ROM, EFPOM, EEPROM y 
FLASH, utilizadas para mejorar los procesos que realice el microcontrolador. 
 Arquitectura del microcontrolador: Existen dos tipos de arquitecturas Von Neumann y 
Harvard. 
15 
 
 La arquitectura de microcontroladores es aquel que define la estructura del funcionamiento, 
sus arquitecturas principales usadas en la fabricación de microcontroladores van a ser tratados 
en los siguientes párrafos (LIGER ROBALINO, 2018). 
 La arquitectura tradicional se exhibe en el esquema expuesto por Von Neumann, en el cual 
la CPU, está vinculada a una memoria única que posee instrucciones del programa. El tamaño 
de la central de los datos donde se alojan, las instrucciones están fijadas por el ancho del bus de 
la memoria. (LIGER ROBALINO, 2018) 
 Los principales límites de esta arquitectura tradicional son: 
• La longitud de las instrucciones está limitada por la unidad de longitud de los datos, por 
lo tanto, el microprocesador debe hacer varios accesos a memoria para buscar 
instrucciones complejas. 
• La velocidad de operación (o ancho de banda de operación) está limitada por el efecto 
de cuello de botella que significa un bus único para datos e instrucciones que impide 
superponer ambos tiempos de acceso. 
 La arquitectura Von Neumann permite el diseño de programas con código automodificable, 
práctica bastante usada en las antiguas computadoras que solo tenían acumulador y pocos 
modos de direccionamiento, pero innecesaria, en las computadoras modernas (LIGER 
ROBALINO, 2018). 
 La arquitectura Harvard, esta arquitectura tiene de dos memorias independientes, la que 
contiene solo instrucciones y otra que corresponde a datos. Las dos disponen de sus sistemas 
de buses de ingreso y es posible realizar operaciones de acceso simultáneamente en ambas 
memorias (LIGER ROBALINO, 2018) 
16 
 
Ilustración 1: Arquitectura del microcontrolador 
 
Fuente: https://sites.google.com/site/microcontroladoresmicrochip/lo-basico/arquitectura-de-los-pics 
 Entre los principales tipos de microcontroladores tenemos: 
• Microcontrolador PIC. 
• Microcontrolador AVR 
• Microcontrolador ARM 
 Microcontrolador PIC: Estos microcontroladores se los define como de bajo costo, 
potencia y alta velocidad, contiene memoria, EFPOM, EEPROM internas, además de un 
circuito de vigilancia para evitar perder algún programa. 
Ilustración 2: Microcontrolador PIC 
 
Fuente: https://microcontroladoressesv.files.wordpress.com/2012/12/micro.jpg?w=584 
https://microcontroladoressesv.files.wordpress.com/2012/12/micro.jpg?w=584
17 
 
Ilustración 3: Programación de los microcontroladores PIC 
 
Fuente: https://tecmikro.com/content/8-programacion-microcontroladores-pic 
 Variaciones de los PICS 
 PICs modernos: los viejos PICs con memoria PROM o EPROM se están renovando 
gradualmente por chips con memoria Flash. Así mismo, el juego de instrucciones original de 
12 bits del PIC1650 y sus descendientes directos ha sido suplantado por juegos deinstrucciones 
de 14 y 16 bits. Se pueden considerar tres grandes gamas de MCUs PIC en la actualidad: Los 
básicos (Linebase), los de medio rango (Mid Range) y los de alto desempeño (high 
performance). Los PIC18 son considerados de alto desempeño y tienen entre sus miembros a 
PICs con módulos de comunicación y protocolos avanzados (USB, Ethernet, Zigbee, por 
ejemplo). (LILIBETH, 2021) 
18 
 
 Clones del PIC: por todos lados surgen compañías que ofrecen versiones del PIC más 
baratas o mejoradas. La mayoría suelen desaparecer rápidamente, una de ellas que va 
perdurando es Ubicom (antiguamente Scenix) que vende clones del PIC que funcionan mucho 
más rápido que el original. OpenCores tiene un núcleo del PIC16F84 escrito en Verilog. 
(LILIBETH, 2021) 
 PICs wireless: el microcontrolador rfPIC integra todas las prestaciones del PICmicro de 
Microchip con la capacidad de comunicación wireless UHF para aplicaciones RF de baja 
potencia estos dispositivos ofrecen un diseño muy comprimido para ajustarse a los cada vez 
más demandados requerimientos de miniaturización en aparatos electrónicos. Aun así, no 
parecen tener mucha salida en el mercado. (LILIBETH, 2021) 
 PICs más comúnmente usados 
 PIC12C508/509 (encapsulamiento reducido de 8 pines, oscilador interno, popular en 
pequeños diseños como el iPod remote) 
 PIC16F84 (Considerado obsoleto, pero imposible de descartar y muy popular) 
 PIC16F84A (Buena actualización del anterior, algunas versiones funcionan a 20 MHz) 
 PIC16F88 (Nuevo sustituto del PIC16F84A con más memoria, oscilador interno, PWM, etc. 
que podría convertirse en popular como su hermana). 
 La subfamilia PIC16F87X y PIC16F87XA (los hermanos mayores del PIC16F84 y 
PIC16F84A, con cantidad de mejoras incluidas en hardware. 
 PIC16F886/887 (Nuevo sustituto del 16F876A y 16F877A con la diferencia que el 
nuevo ya se incluye oscilador interno). 
19 
 
 PIC16F193x (Nueva gama media de PIC optimizado y con mucha RAM, ahora con 49 
instrucciones por primera vez frente a las 35 de toda la vida). 
 PIC18F2455 y similares con puerto USB 2.0 
 PIC18F2550 manejo de puertos USB 2.0 y muy versátil. 
 dsPIC30F3011 (Ideales para control electrónico de motores eléctricos de inducción, 
control sobre audio, etc. 
 Microcontrolador AVR: Los AVR son una familia de microcontroladores RISC del 
fabricante estadounidense Atmel, compañía adquirida por Microchip Technology en 2016. 
Cuenta con bastantes aficionados debido a su diseño simple y la facilidad de programación el 
AVR es una CPU de arquitectura Harvard. Tiene 32 registros de 8 bits. Algunas instrucciones 
sólo operan en un subconjunto de estos registros. 
Ilustración 4: Microcontrolador AVR 
 
Fuente: https://img.directindustry.es/images_di/photo-g/13779-2288945.jpg 
 Microcontrolador ARM: La arquitectura ARM ha sido utilizada para el diseño de 
Microcontroladores estándar durante algún tiempo. En la actualidad, cada día más de los 
principales fabricantes de semiconductores usan el robusto núcleo ARM como la base para su 
línea de microcontroladores (CAPEL, 2008). 
 
20 
 
Ilustración 5: Microcontrolador ARM 
 
Fuente: http://asesel.com/wp-content/uploads/2012/10/ARM_Cortex-M4.png 
 Microcontrolador Arduino 
 Arduino es una plataforma de creación de código abierto, basada en una sencilla placa de 
circuito impreso que contiene un microcontrolador de la marca “ATMEL”, con entradas y 
salidas analógicas y digitales. 
 Esta plataforma está basada en hardware y software libre, flexible y fácil de utilizar para los 
creadores y desarrolladores. Primeramente, debemos distinguir los conceptos de hardware libre 
y el software libre. El hardware libre son los dispositivos cuyas especificaciones y diagramas 
son de acceso público, de modo que cualquiera puede replicarlos. Arduino ofrece las bases para 
que cualquier otra persona o entidad pueda elaborar sus propias placas, pudiendo ser diferentes 
entre ellas, pero equivalentemente funcionales a partir de la misma base. El software libre son 
los programas informáticos cuyo código es accesible por cualquiera que desee utilizarlo y 
modificarlo. Arduino ofrece la plataforma Arduino IDE (Entorno de Desarrollo Integrado), que 
es un entorno de programación con el que cualquiera puede crear aplicaciones para las placas 
Arduino, de manera que se les puede dar todo tipo de utilidades. (Valencia Rodriguez, 2021) 
http://asesel.com/wp-content/uploads/2012/10/ARM_Cortex-M4.png
21 
 
Ilustración 6: Placa de Arduino 
 
Fuente: https://www.xataka.com/basics/que-arduino-como-funciona-que-puedes-hacer-
uno#:~:text=Los%20microcontroladores%20son%20circuitos%20integrados,los%20circuitos%20de
%20la%20placa. 
 
 Microcontrolador Raspberry PiRaspberry PI es una computadora de tamaño muy pequeño, desarrollado por la Fundación 
Raspberry PI en el Reino Unido en 2011, con un precio muy bajo y con el objetivo de promover 
la enseñanza de la Informática [24]. Este computador puede usarse en proyectos de electrónica 
y para tareas básicas que haría cualquier computador de sobremesa como navegar por internet, 
hojas de cálculo, procesador de textos, ver vídeo en alta definición e inclusive jugar a ciertos 
juegos. La Raspberry Pi es la placa de una computadora ordinaria compuesta por un SoC, CPU, 
memoria RAM, puertos de entrada y salida de audio y vídeo, conectividad de red, ranura SD 
para almacenamiento, reloj, una toma para la alimentación, conexiones para periféricos de bajo 
nivel, etc. Prácticamente igual que encontramos en la parte de atrás de una computadora, porque 
la Raspberry es una computadora. (Valencia Rodriguez, 2021) 
 
https://www.xataka.com/basics/que-arduino-como-funciona-que-puedes-hacer-uno#:~:text=Los%20microcontroladores%20son%20circuitos%20integrados,los%20circuitos%20de%20la%20placa
https://www.xataka.com/basics/que-arduino-como-funciona-que-puedes-hacer-uno#:~:text=Los%20microcontroladores%20son%20circuitos%20integrados,los%20circuitos%20de%20la%20placa
https://www.xataka.com/basics/que-arduino-como-funciona-que-puedes-hacer-uno#:~:text=Los%20microcontroladores%20son%20circuitos%20integrados,los%20circuitos%20de%20la%20placa
22 
 
Ilustración 7: Microcontrolador Raspberry Pi 
 
Fuente: https://i.blogs.es/96a857/g3434/1366_2000.jpeg 
5.2.2.2 Características del microcontrolador 
 Los Microcontroladores son la ventana de la electrónica basados en software y hardware, 
disponen de diversas características, las cuales son: 
• Estos buscan disminuir el coste económico y el consumo de energía en los sistemas. 
• Memoria y periféricos de alto rendimiento el hardware ya viene integrado en un solo 
chip, para usar un microcontrolador se debe especificar su funcionamiento por software. 
• Mejoran la velocidad y flexibilidad para facilitar su uso en diferentes aplicaciones. 
• Su composición está dada por varios bloques funcionales. 
• Ocupan poco espacio físico. 
5.2.2.3 Diferencia entre microcontrolador y microprocesador 
 La gran diferencia es la aplicación de cada uno. Por un lado, los microprocesadores se 
encargan de tareas que requieran una gran capacidad de cómputo, como parte de un sistema que 
controla otros periféricos en comparación, un microcontrolador busca cumplir tareas puntuales, 
23 
 
como manejar entradas y salidas, censar cambios de estado en el entorno y gestionar 
interrupciones. Se puede encontrar en las interfaces que van conectadas a la computadora, como 
en controles remotos, cámaras, equipos de audio, etc. 
5.2.2.4 Campos donde se aplican lo microcontroladores 
 Los microcontroladores están siendo empleados en multitud de sistemas presentes en nuestra 
vida diaria, como pueden ser juguetes, horno microondas, televisores, impresoras, entre otras 
aplicaciones con las que seguramente no estemos tan familiarizados. Una aplicación típica 
podría emplear varios microcontroladores para controlar pequeñas partes del sistema. Estos 
pequeños controladores podrían comunicarse entre ellos y con un procesador central, 
probablemente más potente, para compartir la información y coordinar sus acciones, como de 
hecho, ocurre ya habitualmente en cualquier PC; estos microcontroladores se encuentran por 
todas partes: (LILIBETH, 2021) 
 Sistemas de comunicación: en grandes automatismos como centrales y en teléfonos fijos, 
móviles, etc. 
 Electrodomésticos: lavadoras, hornos, televisores, equipos de música, consolas, etc. 
 Industria informática: se encuentran en casi todos los periféricos, teclados, mouse, 
impresoras, etc. 
 Automoción: climatización, seguridad, ABS. 
 Industria: autómatas, control de procesos, etc. 
 Otros: instrumentación, electromedicina, tarjetas, sistema de navegación, etc. 
24 
 
 Ineludiblemente gracias a los sin números de cualidades que presenta el diseño de los 
equipos programadores, se puede indicar que su campo de aplicación es muy amplio y su 
semejanza se encuentra relacionada con el continuo desarrollo del hardware y software, de 
manera que permite cumplir los requisitos que se exigen en los procesos reales. (TUMBACO 
ANCHUNDIA, 2021) 
5.2.2.5 Sistema mínimo de adquisición de señales 
 Para constituir un sistema mínimo de adquisición de señales se utilizarán, exclusivamente, 
las entradas analógicas del micro-controlador de forma que actúe como un mini-sistema de 
adquisición de señales con un multiplexor de 3 canales y un convertidor analógico/digital capaz 
de transferir datos al ordenador personal mediante la conexión serie. Una forma elemental de 
simular una entrada analógica es mediante la utilización de un potenciómetro que permita variar 
la tensión manualmente. En su lugar pueden utilizarse sensores de temperatura como los 
termistores NTC, o resistores dependientes de la luz (LDR) acondicionados mediante un divisor 
de tensión. (L. ZORZANO, 2008) 
5.2.2.6 Sistema mínimo de adquisición de señales y control 
 Otra de las aplicaciones básicas es la operación autónoma del micro-controlador para actuar 
sobre el mundo exterior en función del valor que toma la entrada analógica. Puede optarse por 
efectuar un control ON/OFF actuando sobre una salida digital mediante un comparador 
(inversor, no inversor, de ventana, de histéresis, etc.). Esta herramienta muy básica desde el 
punto de vista hardware dispone de un programa (Figura 6) generador de programas para el 
micro-controlador AXE08M, en función del tipo de comparador elegido, y de los niveles de 
comparación elegidos. Además de generar el fichero programa en BASIC, permite ejecutar el 
editor de programas para transferir directamente el programa al microcontrolador. En la Figura 
25 
 
3 puede observarse el aspecto del panel frontal del instrumento virtual generador de programas 
de control todo/nada. (L. ZORZANO, 2008) 
5.2.2.7 Sistemas de comunicación 
 No permite una comunicación directa entre todos sus componentes, es necesario hacer varias 
modificaciones, adquiriendo para ello, equipos de interfaces, elevando de esta forma su costo. 
 En grandes automatismos como centrales y en teléfonos fijos, móviles, etc. 
 El sector de tecnología de la información y las comunicaciones (TIC) experimento un fuerte 
crecimiento que estímulo al desarrollo de nuevas tecnologías. El auge de esta industria 
electrónica en los años 90’s correspondió a la elevada introducción de las comunicaciones en 
la mayoría de las secciones del sector económico. 
 Un programa adecuado de prácticas en sistemas embebidos, incluye el manejo de interfaces 
de potencia, comunicaciones, sensores y actuadores, tales como motores, relés o dispositivos 
de estado sólido 
 Comunicación serie asíncrona: crear un protocolo propio 
 Una vez entendido el proceso que un dispositivo utiliza para transmitir un dato, el reto es 
crear un estándar propio, con niveles de voltaje TTL, y los tiempos y señales que defina el 
usuario. Esto sirve para fijar el conocimiento y despejar dudas. (Galarza., 2014) 
 Comunicación serie síncrona: crear un protocolo propio 
 Al crear un protocolo propio, se puede aplicar el conocimiento, e implementar las señales 
que se crea conveniente con los periféricos del PIC. (Galarza., 2014) 
 
26 
 
 Comunicación serie 
 La comunicación de datos se puede realizar de diversas maneras. Una común es enviarlos a 
través de uno o varios canales. Cuando se envía la información de manera ordenada un bit tras 
otro por un solo canal, se dice que es comunicación en serie. Existen diferentes tipos de 
comunicación serie, uno de ellos es el estándar RS232. Los PIC poseen un módulo USART 
(Universal Serial Asynchronous Receiver Transmiter) capaz de transmitir datos en serie. Estos 
datos se generarán en niveles de voltajeTTL (Transistor – Transistor Logic), por lo cual, se 
utilizará el MAX232 incluido en la placa para generar las señales invertidad en el voltaje 
requerido por el estándar. (Galarza., 2014) 
5.2.2.8 Sistema de medida de temperaturas 
 Se trata de un sistema adquisición de señales extraordinariamente simple, basado en el 
microcontrolador AXE08M, que tiene por objeto ilustrar el mecanismo básico para obtener la 
información de la temperatura a partir de sensores de temperatura (NTC, LM35, diodos, 
transistores) utilizando un microcontrolador y un convertidor A/D TLC2543 multicanal (11 
canales) con comunicación en serie (véase Figura 7). Los amplificadores operacionales han de 
ser del tipo “rail-to-rail” unipolar, como los MCP6274 de Microchip, que disponen de 4 
operacionales en el mismo encapsulado. En el esquema mencionado sólo se utilizan 4 de los 11 
canales. El programa de control dispone de varias opciones: por un lado, actúa como un 
registrador de temperaturas proporcionando mecanismos para la visualización numérica y 
gráfica de las señales, almacenamiento en fichero y procesado digital de señales (promediado, 
filtrado, etc), y por otro es un generador interactivo de programas para el micro-controlador. 
Además, este sistema hardware viene acompañado por un software diseñado en LabVIEW que 
permite aprender sobre los diferentes sensores. En la Figura 8 puede apreciarse un ejemplo de 
esto último observándose el panel frontal del programa dedicado a la formación sobre sensores 
27 
 
resistivos NTC, divisores de tensión como acondicionador de señal y convertidor 
analógico/digital. Presenta las gráficas de las funciones de transferencia de las diferentes etapas 
del sistema, así como los valores de todas las variables externas e internas. (L. ZORZANO, 
2008) 
5.2.2.9 Lenguaje de programación de microcontrolador 
 Lenguajes de programación más usados para este objetivo son ensamblador y C, pero antes 
de grabar un programa al microcontrolador hay que compilarlo a hexadecimal que es el formato 
con el que se identifica el mismo. (LIGER ROBALINO, 2018) 
 Tipos de lenguaje de programación 
 Lenguajes de programación más utilizados en el microcontrolador: 
• Lenguaje Ensamblador. 
• Lenguaje C 
 Lenguaje Ensamblador. 
 Los lenguajes de bajo nivel son lenguajes totalmente dependientes de la máquina, formado 
por abreviaturas de letras y números llamadas mnemotécnicos. Los mnemónicos son un 
lenguaje en el que cada enunciado produce exactamente una instrucción máquina y tienen 
acceso a todas las características e instrucciones disponibles en la máquina, ya sea para 
computadoras, microprocesadores o microcontroladores. Además, es una representación 
simbólica de los códigos de máquinas binarias, en otras palabras, es la primera abstracción del 
lenguaje máquina, que consiste en asociar los OPCODE (códigos de operación) con palabras 
clave que sean fáciles de recordar para el programador. Un programa en lenguaje ensamblador 
28 
 
traduce el o convierte el código fuente (ensamblador) a código objeto (lenguaje máquina). 
(NACIMBA, 2019) 
Ilustración 8: Estructura del lenguaje Ensamblado 
 
Fuente: https://www.it.uc3m.es/luis/fo2/p1/ 
 Lenguaje C 
 C es un lenguaje de alto nivel, aunque permite trabajar en bajo nivel, es decir manipular bits, 
es quizás uno de los lenguajes más utilizados y existen diferentes versiones del lenguaje C. 
(NACIMBA, 2019) 
 C es un lenguaje de programación de propósito general que ofrece economía sintáctica, 
control de flujo y estructuras sencillas y un buen conjunto de operadores. No es un lenguaje de 
muy alto nivel y más bien un lenguaje pequeño, sencillo y no está especializado en ningún tipo 
de aplicación. Esto lo hace un lenguaje potente, con un campo de aplicación ilimitado y, sobre 
todo, se aprende rápidamente. En poco tiempo, un programador puede utilizar la totalidad del 
lenguaje. (Sequera, 2000) 
29 
 
Ilustración 9: Estructura del lenguaje C 
 
Fuente: https://disenowebakus.net/estructura-programa.php 
5.2.3 ENSEÑANZA DE ELECTRÓNICA DIGITALES 
 La enseñanza es un acto entre dos o más personas una de las cuales sabe o es capaz de hacer 
más que la otra, comprometidas en una relación con el propósito de transmitir conocimiento o 
habilidades de una a otra. 
 La enseñanza encierra un grupo de estrategias que utiliza el docente para instruir a un grupo 
determinado de estudiantes, en donde, con la finalidad de adquirir habilidades y destrezas. 
 Es decir que la enseñanza aprendizaje es el producto de un proceso dinámico y responsable 
que llevan a cabo el docente al impartir experiencias con los estudiantes para proveerles 
conocimientos, en sí, es el resultado de todo lo adquirido a través de estrategias metodológicas 
que potencian las habilidades y destrezas cognitivas de un grupo objetivo. (PINCAY, 2017) 
https://disenowebakus.net/estructura-programa.php
30 
 
5.2.3.1 Introducción 
 La enseñanza tradicional no resulta completamente eficaz para un aprendizaje significativo, 
recomendando el empleo de métodos menos pasivos para el estudiante, afirmando que los 
mismos perciben el laboratorio como un lugar donde están activos. (STALYN, 2018) 
 Uno de los más grandes inconvenientes a los que se enfrenta la actual sociedad, en el que la 
ciencia y la tecnología tiene un papel sumamente importante para que los países puedan 
desarrollarse como deben, de la misma forma para fomenta la sostenibilidad a lo durante el 
tiempo en un mundo globalizado, es muy notorio que las estadísticas muestran un descenso 
impresionante en la cantidad de alumnos que eligen los estudios de ciencias y matemáticas. 
(STALYN, 2018) 
5.2.3.2 Enseñanza 
 Se define el aprendizaje experiencial, como un aprendizaje activo que utiliza y transforma 
los ambientes físicos y sociales, para extraer lo que contribuya a experiencias valiosas. Es decir, 
es un proceso que genera cambios sustanciales en la persona y su entorno. Se busca que la o el 
estudiante desarrolle sus capacidades 43 reflexivas, su pensamiento y el deseo de seguir 
aprendiendo en un entorno democrático. (NACIMBA, 2019) 
5.2.3.3 Etapas del proceso de enseñanza 
 Las etapas del proceso se basan en el transcurso que tiene el conocimiento para hacerse 
efectivo en la cognición de un ser humano, el mismo que promueve que se tengan experiencias 
para desarrollar habilidades y destrezas. 
 Motivación. Expectativa establecida previamente al aprendizaje, en donde el docente aplica 
diferentes estrategias para propiciar la adquisición de conocimientos. (PINCAY, 2017) 
31 
 
 Atención o percepción selectiva. Selección de los estímulos recibidos, es la adquisición del 
conocimiento como arte de aprendizaje. (PINCAY, 2017) 
 Repaso. Permanencia del conocimiento en la Memoria a corto plazo. Sirve para relacionar 
una información con la precedente y posterior. (PINCAY, 2017) 
 Codificación. Memorizar el conocimiento a largo plazo. 
• Relacionar la nueva información con cuerpos informativos más amplios. 
• Transformar la información en imágenes. 
• Transformar las imágenes en conceptos. 
 Búsqueda y recuperación. El material almacenado se hace accesible volviendo a la 
memoria a corto plazo. 
 Transferencia. Transferir el aprendizaje a nuevas situaciones, en base a la práctica y 
experiencia propia Generación de respuestas. Los contenidos se transforman en actuaciones del 
que aprende. (PINCAY, 2017) 
 Retroalimentación. El que aprende recibe información sobre su actuación. Si es positiva, 
sirve de refuerzo. 
5.2.3.4 Características 
• Requiere de esfuerzo mental, para acercarse al objeto a conocer, observarlo, analizarlo, 
sintetizarlo, comprenderlo, y de condiciones óptimas del entorno. 
• Necesita de tiempo suficiente según cada conocimiento. 
32 
 
• El nuevo conocimiento será mejor aprendido si se respetan los estilos cognitivos de 
quien aprende, su inteligencia predominante dentro de lasinteligencias múltiples y las 
características de lo que se desea aprender. 
• Significa la integración de un nuevo contenido en la estructura cognitiva. 
• Ese objeto conocido y aprendido debe ser integrado con otros conocimientos previos 
para que se logre un aprendizaje significativo. 
5.2.3.5 Enseñanza de electrónica digital 
 La tecnología digital utiliza el sistema de números binarios, que tiene dos dígitos 0 y 1. Un 
dígito binario se denomina un bit. La información está representada en los dispositivos digitales 
en grupos de bits. Utilizando diversas técnicas de codificación los grupos de bits pueden hacerse 
que representen no solamente números binarios sino también otros símbolos discretos 
cualesquiera, tales como dígitos decimales o letras de alfabeto. (Ganoa, 2016) 
5.2.3.6 Electrónica digital 
 Es una ciencia que estudia las señales eléctricas, pero en este caso son señales discretas, es 
decir, están bien identificadas, razón por la cual a un determinado nivel de tensión se lo llama 
estado alto o Uno lógico; y a otro, estado bajo o Cero lógicos. Si suponemos que las señales 
eléctricas con que trabaja un sistema digital son 0V y 5V. 
5.2.4 METODOLOGÍAS, ESTRATEGIAS Y MEDIOS DE ENSEÑANZA DE 
ELECTRÓNICA DIGITAL 
 La modalidad de enseñanza diseñada debe incluir clases presenciales de aula y laboratorio. 
Estas sesiones deben contener tiempos expositivos, por parte del profesor, y de actividades 
prácticas por parte del alumno. La correlación de contenidos teóricos y prácticos es la 
33 
 
sincronización en su desarrollo, permite que las prácticas de la asignatura de electrónica 
constituyan una fase integrada en un único proceso de aprendizaje con la utilización de 
materiales y recursos didácticos. (PINCAY, 2017) 
5.2.4.1 Metodología para la enseñanza digital 
 Clases de aula. Son fundamentalmente expositivas, si bien se procura favorecer la 
participación activa del alumno provocándole interrogantes. Esta metodología ayuda al docente 
a realizar la participación de todos los estudiantes en vista de la dificultad que pueden presentar 
al momento de exponer un tema, los conlleva a hacerlos cooperativos e investigativos. 
(PINCAY, 2017) 
 Clases de prácticas. El laboratorio de robótica de la Carrera de Ingeniería en Computación y 
Redes está equipado con mesas, pupitres y paneles que facilitan su uso con múltiple propósito 
a la vez que cumple con la normativa en materia de seguridad e higiene. Las clases prácticas 
son recomendables en un laboratorio de electrónica equipado con todos los implementos 
necesarios para que el estudiante pueda manipular las diferentes teorías dadas por el docente y 
experimentarlas (PINCAY, 2017) 
 El aprendizaje es una de las iniciativas de innovación educativa que más se ha consolidado 
en las instituciones de educación superior, el proceso de enseñanza - aprendizaje del ABP utiliza 
el camino inverso a la docencia tradicional basada en la clase expositiva. En el sistema más 
convencional se expone primero la información para, posteriormente buscar su aplicación en la 
resolución de una situación real; en el caso del ABP, sin embargo, primero se presenta un 
problema (en forma de pregunta motriz o pregunta de partida), a continuación se identifican las 
necesidades de aprendizaje, se busca la información necesaria y finalmente se regresa al 
problema o pregunta motriz con los resultados generados por los propios estudiantes, de manera 
34 
 
general se podría afirmar que el ABP es una estrategia didáctica en la que los estudiantes, 
organizados en grupos, desarrollan proyectos basados en situaciones reales. (EVELIN, 2020) 
5.2.4.2 Estrategias 
 En los años 50, brotan algunas voces que se desmarcan del conductismo imperante y su 
esquema estímulo-respuesta para expresar el aprendizaje. Los investigadores neo conductistas 
preservan la presencia de mediadores entre el estímulo y la respuesta como explicación de las 
diferencias individuales que encuentran en los alumnos. (ROSS, 2020) 
 Estrategias Cognitivas: Hacen referencia a los grandes procesos mentales con los que 
adquirimos, procesamos y expresamos la información, tanto externa como interna, se encargan 
de poner en marcha y optimizar los procesos que interceden en el 32 procesamiento de la 
información, incluyen los procesos atencionales, de codificación “tanto de organización como 
de elaboración” recuperación y transferencia de los aprendizajes. (ROSS, 2020) 
 Estrategias atencionales: El proceso atencional es complejo, en su correcto funcionamiento 
actúan muchos factores, tanto físicos como psicológicos y, en la misma medida, se ve 
presuntuosa por las características personales del sujeto “fisiológicas y mentales” y del entorno. 
El proceso atencional funciona apropiadamente cuando es capaz de seleccionar la información 
distinguida excluyendo la que no lo es y puede mantener el foco el tiempo suficiente para que 
los estímulos recibidos pasen de la memoria de trabajo a la memoria a largo plazo y/o puedan 
ser utilizados en la memoria de trabajo hasta la finalización de la tarea que se está llevando a 
cabo. (ROSS, 2020) 
 Estrategias de Adquisición: Hace referencia a la toma de contacto con el material de 
aprendizaje y un procesamiento de la información incipiente, a nivel superficial, que sirve de 
“organizador previo” de la información, generando un primer esquema mental que en 
35 
 
momentos posteriores se extenderá y servirá de base para fijar los conocimientos que incluye 
la indagación del material de aprendizaje y la selección de contenidos relevantes. La selección 
separa la información distinguida de la no relevante, identificando las ideas principales, 
discriminándolas de las secundarias, Las técnicas que sirven para mejorar la adquisición son el 
subrayado, las notas al margen, la especialización de la información en títulos y subtítulos, la 
exploración del material y el uso de organizadores previos. (ROSS, 2020) 
5.2.4.3 Trabajo de alumno en electrónica digital 
 El trabajo del alumno es aprender y no simplemente cumplir con el horario de clases 
prácticas. Se exige la asistencia y el trabajo en clase, lo aprendido durante el horario libre será 
responsabilidad del alumno según la disponibilidad y necesidad. (PINCAY, 2017) 
 La fase de experimentación activa incluye toda actividad que favorezca el desarrollo de las 
habilidades y destrezas de los alumnos en la aplicación de conceptos, teorías o modelos con el 
fin de obtener un mayor conocimiento. (PINCAY, 2017) 
5.2.4.4 Prácticas de laboratorio vida estudiantil 
 Las prácticas de electrónica son el estudio y experimentación de circuitos electrónicos para 
justificar y entender que coincide con la teoría, evidentemente nos sirve de apoyo para entender 
determinados procedimientos de los circuitos electrónicos que, por su complicación, nos cuesta 
verlo en la teoría. 
 Se puede decir que sin la realización de la práctica nos quedamos a la mitad, pues ni 
experimentamos nuestras habilidades ni tampoco nuestro entusiasmo por continuar 
aprendiendo y nos quedaremos muchas veces con la duda. (ROSS, 2020) 
36 
 
 Los laboratorios han sido utilizados como métodos de enseñanza, entre la teoría y la práctica 
real. Entre de los objetivos de la formación profesional en el campo de la ingeniería debe estar 
el permitir a los estudiantes desde las primeras fases experimentar la ciencia y la tecnología de 
tal manera que les de la capacidad de una activa construcción de ideas y de explicaciones que 
conllevara al aumento de las oportunidades para desarrollar, aprovechar y generar nuevas 
tecnologías. (STALYN, 2018) 
5.2.4.5 Desarrollo de práctica en la asignatura de Microcontroladores 
 La formación profesional de cada individuo le permite en el futuro alcanzar un desempeño 
tanto social como profesional, el mismo que será permanente en su vida, hoy en día la 
tecnología es amplia y facilita la vida al ser humano,