instrucciones en lenguaje ensamblador, en un lenguaje de alto nivel bastará con solo una.
Un lenguaje de programación es un idioma artificial diseñado para expresar operaciones que pueden ser llevadas a cabo por máquinas como los ordenadores o, como en este caso, Arduino MKR. Puede usarse para crear programas que controlen el comportamiento físico y lógico de una máquina, para expresar algoritmos con precisión, o como modo de comunicación humana. Está formado por un conjunto de símbolos y reglas sintácticas y semánticas que definen su estructura y el significado de sus elementos y expresiones. Al proceso por el cual se escribe, se prueba, se depura, se compila y se mantiene el código fuente de un programa informático se le denomina programación.
El lenguaje de máquina es el sistema de códigos directamente interpretable por un circuito microprogramable, como el microprocesador de un ordenador o el microcontrolador que lleva dentro Arduino MKR. Este lenguaje está compuesto por un conjunto de instrucciones que determinan acciones que serán tomadas por la máquina. Estas instrucciones normalmente se ejecutan en secuencia, con eventuales cambios de flujo causados por el propio programa o eventos externos. El lenguaje máquina trabaja con dos niveles de voltaje. Dichos niveles se simbolizan con el cero (0) y el uno (1), por eso el lenguaje de máquina solo utiliza dichos signos. En cambio, el lenguaje ensamblador es un lenguaje de programación de bajo nivel para los ordenadores, microcontroladores y otros circuitos integrados programables. Implementa una representación simbólica de los códigos de máquina. Esta representación es usualmente definida por el fabricante de hardware. Está basada en códigos mnemotécnicos que simbolizan los pasos de procesamiento (las instrucciones). Un lenguaje ensamblador es, por lo tanto, específico a cierta arquitectura de ordenador física (o virtual). Esto está en contraste con la mayoría de los lenguajes de programación de alto nivel que idealmente son portables. En la cúspide de esta pirámide reina los lenguajes de programación de alto nivel que se caracterizan por expresar los algoritmos de una manera muy cercana al lenguaje humano. Para los lenguajes de alto nivel se requiere de ciertos conocimientos de programación necesarios para escribir las secuencias de instrucciones lógicas. Los lenguajes de alto nivel se crearon para que el usuario común pudiese solucionar un problema de procesamiento de datos de una manera más fácil y rápida.
Cuando se disponga a realizar un programa en lenguaje de alto nivel como C, lo primero que tendrá que hacer es diseñar un algoritmo gráfico de la tarea que vaya a emprender. Por ejemplo, si retoma el primer programa o práctica de parpadeo de un led que se explicó en el capítulo anterior, podría dibujar un algoritmo parecido al que se muestra en la figura 2.1. Está representando una secuencia de pasos que deberá ejecutar más tarde MKR. En primer lugar, aparece un bloque llamado Cabecera que contendrá todos los comentarios relativos al propósito del programa, autor, fecha, lugar donde se ideó, etc. Después dispone de un bloque que hace referencia a la configuración de Arduino, es decir, en este caso definir que la patilla 6 de la placa se comporte como salida, ya que a esta va conectada el led. Después ha de entrar en varios bloques que realizan las tareas de encender un led, esperar un tiempo, apagarlo, esperar otro tiempo y volver al principio, es decir, encenderlo de nuevo.
De una forma visual se representa lo que desea hacer. De esta manera sencilla es posible corregir o depurar cómodamente los pasos de su proyecto.
Además, cualquiera que le eche un vistazo al gráfico se dará cuenta rápidamente de lo que intenta hacer.
Más adelante se traducirán estas acciones escritas dentro de los bloques en instrucciones o sentencias del lenguaje de programación de Arduino MKR. Al principio, lo importante es tener claros los pasos que debe seguir. No es cuestión de escribir código de programación sin tener un objetivo en mente. Se trata de programar, pero con un lenguaje muy cercano a su forma natural de entender las cosas.
En todo caso, programará en un lenguaje de ultra alto nivel. Es de vital importancia construir este tipo de bocetos, esquemas, gráficos, organigramas o como desee llamarlo, siempre que aborde un proyecto nuevo con Arduino.
A continuación, se describe cómo traducir todo esto al lenguaje propio de Arduino. Pero antes, hay que examinar la estructura básica de que consta un programa en Arduino y los elementos con los que jugar.
2.2 Cuerpo de un programa en Arduino
Un programa diseñado para ejecutarse en Arduino se conoce como sketch, que podríamos traducir como “boceto” o “borrador”. Un sketch siempre tiene la misma estructura general y consta de dos estructuras: setup() y loop(). Estas constituyen el cuerpo general e imprescindible de un programa. Esto quiere decir, ni más ni menos que cuando cree un programa o sketch nuevo desde el IDE de Arduino, nos van a aparecer siempre, y por defecto, estas dos estructuras en nuestra plantilla vacía.
2.2.1 Estructuras
En primer lugar, tenemos la estructura setup(). Lo que se escriba entre las llaves que acompañan a su nombre se ejecuta una única vez siempre que se encienda o resetee la placa. El bloque o estructura setup() contendrá toda la configuración hardware de Arduino, es decir, cómo quiere que funcionen determinados pines de MKR como entrada o como salida. A medida que conozca sus posibilidades aumentará el tamaño de la configuración de este bloque.
En segundo lugar, todo programa en Arduino tiene que poseer también la estructura loop(). Todo lo que se escriba dentro de las llaves que acompañan a su nombre, se ejecutará constantemente hasta que se apague o resetee la máquina. El bloque o estructura loop() incluirá su programa propiamente dicho y este se ejecutará ininterrumpidamente y en bucle.
En resumen, la primera estructura engloba la propia configuración hardware de Arduino y la segunda estructura define su propio programa o las acciones que desea realizar continuamente:
Por otra parte, Arduino se programa en el lenguaje de alto nivel C/C++. Generalmente, posee los siguientes componentes para elaborar el sketch o programa:
* Variables
* Operadores matemáticos, lógicos y booleanos
* Estructuras de control (condicionales y ciclos)
* Funciones
A continuación, se describen someramente los elementos que componen un programa típico en Arduino. No es mi intención aburrirles con una larga, teórica y tediosa exposición de toda la sintaxis y referencia del lenguaje de programación de Arduino. El planteamiento que le propongo es conocer lo mínimo para empezar a programar y, a medida que lo necesite, abordar cada uno de los nuevos tipos de variables, operadores, funciones o características nuevas de este lenguaje. Creo que es la mejor manera de aprender, sin que programar se vuelva una tarea demasiado ardua y memorística. Es el método que habitualmente empleo en mis clases de electrónica. Los nuevos componentes electrónicos aparecen a medida que se plantean nuevos proyectos, retos o ideas. La idea principal es: “Si no lo necesito para qué voy a conocerlo”. Si no fuera por este método estoy seguro de que la mitad de mis alumnos hubieran abandonado al mes de empezar el curso. De hecho, una de las ventajas de aprender a programar Arduino es que se conoce un lenguaje de alto nivel como es C/ C++, que servirá, sin duda, si decide abordar en un futuro otras plataformas hardware. Un amigo que estudió la carrera de ingeniería informática se quejaba siempre que, en primero, cuando recibía clases
