Programación Arduino

¿Qué es la programación/lenguaje de programación?:

• Wikipedia: https://es.wikipedia.org/wiki/Programaci%C3%B3n
• Artículo curso programación Arduino punto 2.1: https://aprendiendoarduino.wordpress.com/2017/07/04/que-es-la-programacion/

El lenguaje de programación de Arduino es C++. No es un C++ puro sino que es una adaptación que proveniente de avr-libc que provee de una librería de C de alta calidad para usar con GCC (compilador de C y C++) en los microcontroladores AVR de Atmel y muchas utilidades específicas para las MCU AVR de Atmel como avrdude: https://learn.sparkfun.com/tutorials/pocket-avr-programmer-hookup-guide/using-avrdude

Las herramientas necesarias para programar los microcontroladores AVR de Atmel son avr-binutils, avr-gcc y avr-libc y ya están incluidas en el IDE de Arduino, pero cuando compilamos y cargamos un sketch estamos usando estas herramientas.

Aunque se hable de que hay un lenguaje propio de programación de Arduino, no es cierto, la programación se hace en C++ pero Arduino ofrece unas librerías o core que facilitan la programación de los pines de entrada y salida y de los puertos de comunicación, así como otras librerías para operaciones específicas. El propio IDE ya incluye estas librerías de forma automática y no es necesario declararlas expresamente. Otra diferencia frente a C++ standard es la estructuctura del programa que ya hemos visto anteriormente.

Toda la información para programar Arduino se encuentra en el reference de la web de Arduino: https://www.arduino.cc/en/Reference/HomePage. Este es el core o API de Arduino.

Lenguaje de programación C++

Es posible usar comandos estándar de C++ en la programación de Arduino siempre que estén incluidos en el avr libc:

• Reference: https://www.microchip.com/webdoc/AVRLibcReferenceManual/index.html
• Módulos https://www.microchip.com/webdoc/AVRLibcReferenceManual/ch20.html
• Standard Library: https://www.microchip.com/webdoc/AVRLibcReferenceManual/group__avr__stdlib.html
• String Module: https://www.microchip.com/webdoc/AVRLibcReferenceManual/group__avr__string.html
• Free software project: http://www.nongnu.org/avr-libc/

Características de C:

• Es el lenguaje de programación de propósito general asociado al sistema operativo UNIX.
• Es un lenguaje de medio nivel. Trata con objetos básicos como caracteres, números, etc… también con bits y direcciones de memoria.
• Posee una gran portabilidad
• Se utiliza para la programación de sistemas: construcción de intérpretes, compiladores, editores de texto, etc

Un buen libro de referencia para C:

• http://es.wikipedia.org/wiki/El_lenguaje_de_programaci%C3%B3n_C
• https://es.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B

Y un libro que se puede descargar gratuitamente Essential C: http://cslibrary.stanford.edu/101/EssentialC.pdf

Por supuesto en Internet hay muchas webs de referencia donde consultar dudas a la hora de programar en C++:

• Libro gratuito: http://cslibrary.stanford.edu/101/EssentialC.pdf
• http://www.cplusplus.com/
• http://en.cppreference.com/w/cpp
• http://www.c.conclase.net/
• http://www.tutorialspoint.com/cplusplus/

C++ es un lenguaje de programación diseñado a mediados de los años 1980 por Bjarne Stroustrup. La intención de su creación fue el extender al exitoso lenguaje de programación C con mecanismos que permitan la manipulación de objetos. En ese sentido, desde el punto de vista de los lenguajes orientados a objetos, el C++ es un lenguaje híbrido.

Posteriormente se añadieron facilidades de programación genérica, que se sumó a los otros dos paradigmas que ya estaban admitidos (programación estructurada y la programación orientada a objetos). Por esto se suele decir que el C++ es un lenguaje de programación multiparadigma. Actualmente existe un estándar, denominado ISO C++.

C# es un lenguaje propietario de Microsoft que mezcla las características básicas de C++ (no las avanzadas) simplificandolas al estilo Java y ofreciendo un framework. C# forma parte de la plataforma .NET

Elementos básicos en la programación de Arduino

Un manual sencillo de entender para la programación es el “arduino programming notebook” de brian w. Evans. Puedes consultarlo o descargarlo desde:

• https://aprendiendoarduino.files.wordpress.com/2019/06/arduino-notebook-v1-1.pdf
• Y su traducción:  http://www.ardumania.es/wp-content/uploads/2011/10/Arduino_programing_notebook_ES.pdf

Cuando compilamos y cargamos el programa en Arduino esto es lo que ocurre:

{} entre llaves

Las llaves sirven para definir el principio y el final de un bloque de instrucciones. Se utilizan para los bloques de programación setup(), loop(), if.., etc.

Una llave de apertura “{“ siempre debe ir seguida de una llave de cierre “}”, si no es así el compilador dará errores. El entorno de programación de Arduino incluye una herramienta de gran utilidad para comprobar el total de llaves. Sólo tienes que hacer click en el punto de inserción de una llave abierta e inmediatamente se marca el correspondiente cierre de ese bloque (llave cerrada).

Usando programación mediante bloques las llaves no son necesarias ya que todo lo que está dentro de un bloque ejecutar, es lo que va entre llaves.

; punto y coma

El punto y coma “;” se utiliza para separar instrucciones en el lenguaje de programación C. También se utiliza para separar elementos en una instrucción de tipo “bucle for”.

Nota: Si olvidáis poner fin a una línea con un punto y coma se producirá en un error de compilación.

/*… */ bloque de comentarios

Los bloques de comentarios, o comentarios multi-línea son áreas de texto ignorados por el programa que se utilizan para las descripciones del código o comentarios que ayudan a comprender el programa. Comienzan con / * y terminan con * / y pueden abarcar varias líneas.

Debido a que los comentarios son ignorados por el compilador y no ocupan espacio en la memoria de Arduino pueden ser utilizados con generosidad.

En Visualino no es posible poner comentarios.

// línea de comentarios

Una línea de comentario empieza con / / y terminan con la siguiente línea de código. Al igual que los comentarios de bloque, los de línea son ignoradas por el compilador y no ocupan espacio en la memoria. Una línea de comentario se utiliza a menudo después de una instrucción, para proporcionar más información acerca de lo que hace esta o para recordarla más adelante.

Guia de Estilo de programación

A la hora de programar Arduino, es fundamental usar la referencia que disponemos online en http://arduino.cc/en/Reference/HomePage o en la ayuda del IDE de Arduino. Cualquier duda sobre un comando, función, etc… debemos consultar en la referencia de Arduino.

Existe una guía de estilo para escribir código claro de Arduino y que sea fácil de entender. No es obligatorio, pero es una recomendación:

• Documentar al máximo
• Usar esquemas
• Predominar la facilidad de lectura sobre la eficiencia del código
• Poner el setup() y loop() al principio del programa
• Usar variables descriptivas
• Explicar el código al principio
• Usar identación

Guia de estilo: http://arduino.cc/en/Reference/StyleGuide

También disponemos de varias cheat sheets o chuletas para cuando se empieza a programar:

• https://cdn.sparkfun.com/assets/f/4/9/2/2/Arduino_Cheat_Sheet-11-12-13.pdf
• http://www.cheat-sheets.org/saved-copy/Arduino-cheat-sheet-v02c.pdf
• https://github.com/liffiton/Arduino-Cheat-Sheet

Una buena guía de estilo de C++: http://informatica.uv.es/iiguia/AED/laboratorio/Estilocpp.pdf

Para documentar nuestros sketchs: http://busyducks.com/wp_4_1/2015/11/16/ascii-art-arduino-pinouts/