Conceitos de Programação I

Conceitos Básicos de Programação

Vamos explorar os fundamentos da linguagem utilizada para programar o Arduino. Se você já está familiarizado com alguma linguagem de programação, pode simplesmente realizar uma adaptação para este novo ambiente.

Variáveis e Constantes

Declaramos como constante um objeto cujo valor não precisa ser modificado durante todo o processamento. Existem duas formas principais de declaração:

const int LED = 10;   // Utilizando a palavra reservada CONST
#define PINO_A 10     // Utilizando a diretiva DEFINE

Palavras Reservadas

Em C++, certas palavras têm significados específicos para o compilador:

As variáveis armazenam dados na memória e seu conteúdo pode variar. Regras de nomenclatura:

• Deve iniciar com uma letra.
• Não pode conter caracteres especiais (*, %, @) ou espaços.
• Dica: Utilize o underline (_) para separar palavras.

executar_Led = false; // Exemplo de atribuição

Tipos de Variáveis

Declaração de Variáveis

A atribuição de valores para as variáveis e constantes são realizados com o uso do operador =.

                
                int efeito = 3;    // atribuição do valor 3 para efeito                    
                int contraste = 0; // atribuição do valor 0 para contraste                     
                boolean aumenta = true; // atribuição true para aumenta

Vetores e Matrizes

Conhecidas como "variáveis vetoriais", permitem armazenar mais de um valor simultaneamente.

Vetores (Unidimensionais)

int pinLed[3] = {2,3,4}; // Criar vetor de tamanho 3
pinLed[0] = 2;           // Atribuir valor à posição 0

Para acessar um valor em uma determinada posição do vetor, basta indicar a sua localização (índice).

pinMode(pinLed[0], OUTPUT);

Matrizes (Bidimensionais)

Possuem linhas e colunas. Exemplo de matriz 4x4:

Para atribuir um valor a uma determinada posição da matriz, basta usar o índice (linha e coluna).

teclas[0][3] = 'A'; // Atribuição: Linha 1, Coluna 4

Um exemplo completo demonstrando como declarar, inicializar e acessar elementos de uma matriz no Arduino:

Operadores

Além dos dados existentes em um processamento de um programa, temos também os operadores. Esses elementos indicam a realização de uma operação sobre os tipos de dados, gerando um resultado. O termo operador é o elemento que indica a realização da operação.

Operadores Aritméticos

Os operadores aritméticos são utilizados nos cálculos matemáticos, são os responsáveis pelas operações matemáticas realizadas no computador. No próximo quadro, iremos mostrar como utilizar os operadores e o grau de prioridade em um cálculo matemático.

Operadores Relacionais

Os operadores relacionais permitem que sejam feitas comparações entre dois elementos, tendo como resultado um valor lógico (Verdadeiro ou Falso). Através do resultado da comparação, é possível determinar qual caminho um processamento vai seguir. Os operadores relacionais possuem o mesmo grau de prioridade entre si.

Operadores Lógicos

Da mesma forma que os operadores relacionais, os operadores lógicos retornam como resultado um dos dois valores lógicos: verdadeiro ou falso. Os operadores lógicos podem ser: conjunção (AND); disjunção (OR); e negação (NOT).

if (x==2 && y==10)

if (x==2 || y==10)

if (!(valor > 10)) // Verdadeiro se 'valor' for (<= 10)

Tabela - Operador Lógico de Conjunção

Tabela - Operador Lógico de Disjunção

Tabela - Operador Lógico de Negação

                if (x==2 || y==10 && k == 20) {......}

Grau de Prioridades

Os cálculos seguem a ordem da esquerda para a direita, respeitando os parênteses.

Funções

No Arduino é possível controlar o intervalo de execução dos componentes através das Funções.

Funções de Temporização

No Arduino, controlar o tempo é essencial para coordenar ações. Podemos fazer isso de forma simples (bloqueante) ou avançada (não bloqueante).

delay(1000);// Aguarda 1 segundo (programa fica "parado")

unsigned long tempoInicial = millis(); while (millis() - tempoInicial < 5000) { // Executa algo por 5 seg sem travar o processador}

#include <TimerOne.h>
void setup() {
    Timer1.initialize(1000000); // Configura temporização para 1 segundo (em microssegundos)
    Timer1.attachInterrupt(timerCallback); // Chama a função timerCallback a cada segundo
}

void loop() {
    // Outras operações aqui
}

void timerCallback() {
    // Código a ser executado a cada segundo
}

Funções Matemáticas

Utilizadas para processamento de sinais de sensores, cálculos de trajetórias e lógica avançada.

// Converte 0-1023 (Sensor) para 0-255 (PWM)
            int output = map(analogRead(A0), 0, 1023, 0, 255);
            analogWrite(9, output);

randomSeed(analogRead(0));// "Embaralha"
int valor = random(1, 100); // Sorteia entre 1 e 99

Manipulação de Caracteres e Strings

Essencial para comunicação serial, displays LCD e processamento de mensagens de texto.

A Classe String

Permite manipular textos de forma dinâmica no Arduino:

String texto = "  Arduino  ";
        texto.trim(); // Remove espaços
        texto.toUpperCase(); // Fica MAIÚSCULO
        int tam = texto.length(); // Retorna o tamanho

Comentários

Geralmente é necessário comentar as linhas dos códigos de um programa. Utilizaremos duas maneiras:

// Comentário de linha única

            /* Comentário de bloco 
            para múltiplas linhas 
            */