Guia de Programação C para Arduino¶

Introdução¶

Este guia fornece uma introdução prática à programação em C para o Arduino, abordando conceitos fundamentais e boas práticas para desenvolvimento de projetos com microcontroladores.

O objetivo é ajudar você a entender a sintaxe básica do C e como aplicá-la em projetos de IoT e sistemas embarcados.

Estrutura Básica de um Programa em C para Arduino¶

Todo programa Arduino é composto de duas funções principais:

Função `setup()`¶

A função setup() é executada uma vez quando o programa começa. É usada para inicializar variáveis, pinos de entrada e saída, bibliotecas, etc.

void setup() {
  // Inicializa o pino digital 13 como saída
  pinMode(13, OUTPUT);
}

Função `loop()`¶

A função loop() contém o código que é executado repetidamente até que o Arduino seja desligado. É aqui que a lógica principal do programa reside.

void loop() {
  digitalWrite(13, HIGH);   // Liga o LED
  delay(1000);              // Espera por um segundo
  digitalWrite(13, LOW);    // Desliga o LED
  delay(1000);              // Espera por um segundo
}

Conceitos Fundamentais¶

Variáveis¶

Variáveis são usadas para armazenar dados que podem ser manipulados pelo programa. No Arduino, as variáveis comuns incluem:

int: Números inteiros
float: Números de ponto flutuante
char: Caracteres individuais
String: Cadeias de caracteres

int ledPin = 13;
float temperatura = 23.5;
char inicial = 'A';
String texto = "Hello, World!";

Estruturas de Controle¶

Condicionais¶

if, else if, else: Executa blocos de código com base em condições.

if (temperature > 25) {
  digitalWrite(ledPin, HIGH);
} else {
  digitalWrite(ledPin, LOW);
}

Loops¶

for: Executa um bloco de código um número específico de vezes.
while: Executa um bloco de código enquanto uma condição for verdadeira.
do...while: Executa um bloco de código pelo menos uma vez, e então repete enquanto a condição for verdadeira.

for (int i = 0; i < 10; i++) {
  Serial.println(i);
}

while (digitalRead(buttonPin) == LOW) {
  // Espera o botão ser pressionado
}

int j = 0;
do {
  Serial.println(j);
  j++;
} while (j < 5);

Funções¶

Funções são blocos de código que executam tarefas específicas. Elas ajudam a organizar e reutilizar o código.

void acenderLed(int pino) {
  digitalWrite(pino, HIGH);
}

void apagarLed(int pino) {
  digitalWrite(pino, LOW);
}

void loop() {
  acenderLed(ledPin);
  delay(1000);
  apagarLed(ledPin);
  delay(1000);
}

Arrays¶

Arrays são coleções de variáveis do mesmo tipo, armazenadas em locais de memória contíguos. Eles são úteis para armazenar listas de valores.

int numeros[5] = {10, 20, 30, 40, 50};

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  for (int i = 0; i < 5; i++) {
    Serial.println(numeros[i]);
  }
}

Manipulação de Arrays¶

void inverterArray(int arr[], int tamanho) {
  for (int i = 0; i < tamanho / 2; i++) {
    int temp = arr[i];
    arr[i] = arr[tamanho - 1 - i];
    arr[tamanho - 1 - i] = temp;
  }
}

void setup() {
  int dados[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
  inverterArray(dados, 5);
  for (int i = 0; i < 5; i++) {
    Serial.println(dados[i]);
  }
}

Ponteiros¶

Ponteiros são variáveis que armazenam endereços de memória. Eles são poderosos para manipulação de dados e memória.

int valor = 10;
int *ponteiro = &valor;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println(*ponteiro); // Acessa o valor usando o ponteiro
  *ponteiro = 20;
  Serial.println(valor); // Valor alterado através do ponteiro
}

Ponteiros e Arrays¶

void imprimirArray(int *arr, int tamanho) {
  for (int i = 0; i < tamanho; i++) {
    Serial.println(*(arr + i));
  }
}

void setup() {
  int numeros[3] = {100, 200, 300};
  imprimirArray(numeros, 3);
}

Structs¶

Structs são usadas para agrupar variáveis relacionadas sob um único nome. Elas são úteis para representar objetos complexos.

typedef struct {
  int idade;
  float altura;
  char nome[50];
} Pessoa;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Pessoa aluno = {20, 1.75, "João"};
  Serial.print("Nome: ");
  Serial.println(aluno.nome);
  Serial.print("Idade: ");
  Serial.println(aluno.idade);
  Serial.print("Altura: ");
  Serial.println(aluno.altura);
}

Manipulação de Structs¶

void imprimirPessoa(Pessoa p) {
  Serial.print("Nome: ");
  Serial.println(p.nome);
  Serial.print("Idade: ");
  Serial.println(p.idade);
  Serial.print("Altura: ");
  Serial.println(p.altura);
}

void setup() {
  Pessoa professor = {35, 1.80, "Carlos"};
  imprimirPessoa(professor);
}

enum¶

Um enum (abreviação de enumerador ou tipo enumerado) em C é um tipo de dado que permite atribuir nomes simbólicos a constantes inteiras. Esses nomes tornam o código mais legível e fácil de entender, especialmente quando se trabalha com conjuntos específicos de valores constantes.

//Declaração
enum estadosMotor { PARADO, FRENTE, TRAS };

// Definine estado inicial
estadosMotor estadoAtual = PARADO;

void setup() {
    pinMode(13, OUTPUT);
    Serial.begin(9600);
}

void loop() {
    switch (estadoAtual) {
        case PARADO:
            digitalWrite(13, LOW);
            Serial.println("Motor parado.");
            break;
        case FRENTE:
            digitalWrite(13, HIGH);
            Serial.println("Motor para frente.");
            break;
        case TRAS:
            digitalWrite(13, HIGH);
            Serial.println("Motor para trás.");
            break;
    }
    delay(1000);
}

Boas Práticas¶

Comente seu código: Use comentários para explicar o que o código faz, especialmente para lógica complexa.
Use nomes descritivos: Escolha nomes de variáveis e funções que descrevam claramente seu propósito.
Modularize o código: Divida o código em funções para melhorar a legibilidade e a reutilização.
Teste frequentemente: Teste pequenas partes do código à medida que desenvolve para identificar problemas rapidamente.

Recursos Adicionais¶

Este guia serve como um ponto de partida para a programação em C no Arduino.