Lenguajes y Fundamentos de Programación · DEV-106

Programación en C/C++ para microcontroladores

Punteros, memoria y estructuras en C/C++ aplicados a Arduino y ESP32, donde cada byte cuenta.

Bajo demanda Intermedio 7 módulos · 34 clases

Formato asíncrono Desarrollo, Ingeniería / Industria, Docentes FP Arduino, ESP32

DESARROLLO HARDWARE FP

Lo que aprenderás

Escribir firmware en C/C++ para Arduino y ESP32 con el ciclo setup y loop y sin bloqueos por delay
Manejar punteros, paso por referencia y aritmética de direcciones sobre búferes de datos
Distinguir memoria de programa, pila y montón, y evitar la fragmentación en un microcontrolador
Definir structs, uniones y enumeraciones para representar tramas y estados de forma compacta
Aplicar operaciones a nivel de bit para leer y escribir registros y campos de configuración
Gestionar interrupciones y variables volátiles compartidas con el bucle principal
Depurar por puerto serie y medir consumo de memoria libre durante la ejecución

Contenido del curso

7 módulos · 34 clases en vídeo · práctica guiada en cada módulo

Módulo 1 · Entorno y primer firmware 5 clases

Diferencias entre programar en PC y en microcontrolador
Arduino IDE, PlatformIO y el simulador
Estructura setup y loop
Compilación, subida y monitor serie
Recursos de la placa: memoria, reloj y pines

Módulo 2 · Tipos, memoria y variables 5 clases

Tipos enteros con tamaño explícito
Constantes, const y almacenamiento en memoria de programa
Ámbito, variables estáticas y globales
Mapa de memoria: programa, pila y montón
Medir memoria libre durante la ejecución

Módulo 3 · Punteros y arrays 5 clases

Dirección, desreferencia y paso por referencia
Arrays y su relación con los punteros
Cadenas en C y el carácter final
Desbordamiento de búfer provocado y detectado
Punteros a función para tablas de acciones

Módulo 4 · Estructuras de datos compactas 5 clases

struct para representar una lectura o una trama
Alineación y tamaño real de una estructura
Uniones para reinterpretar bytes
Enumeraciones y máquinas de estado
Búfer circular para datos de sensor

Módulo 5 · Bits y registros 5 clases

Operadores de bit y máscaras
Leer y escribir un campo de un registro
Banderas de estado en un solo byte
Acceso directo a puertos frente a funciones de la biblioteca
Configuración de periféricos por registro

Módulo 6 · Tiempo, interrupciones y concurrencia 5 clases

Sustituir delay por control con millis
Interrupciones externas y por temporizador
Variables volátiles compartidas
Secciones críticas y datos consistentes
Tareas en ESP32 con FreeRTOS

Módulo 7 · Proyecto de cierre 4 clases

Registrador de medidas con búfer y envío por serie
Máquina de estados del firmware
Prueba de estabilidad y comprobación de memoria
Documentación del código para el aula o el equipo

Requisitos

Haber programado antes en algún lenguaje, aunque sea Python o Arduino a nivel de ejemplos
Disponer de una placa Arduino o ESP32, o usar el simulador para la mayoría de las prácticas
Conocer electrónica básica: entradas, salidas digitales y niveles de tensión

Descripción

En un microcontrolador no hay recolector de basura ni memoria de sobra. Una cadena que se copia dentro de un bucle, un búfer que se desborda o un puntero que apunta a algo ya liberado no dan un error claro: dan reinicios aleatorios al cabo de un tiempo de funcionamiento, justo el fallo que aparece cuando el equipo ya está instalado en campo.

El curso enseña C/C++ desde el punto de vista del sistema empotrado. Tipos y tamaños reales, punteros, structs para tramas, operaciones de bit sobre registros, gestión de pila y montón, interrupciones y variables volátiles. Todo se prueba en Arduino y ESP32, con medición de memoria libre y depuración por serie, y con ejemplos donde el fallo se provoca a propósito para poder reconocerlo.

Al terminar se puede leer y escribir firmware con criterio, entender el código de una biblioteca de sensor antes de confiar en ella y diagnosticar reinicios y corrupciones de memoria en lugar de convivir con ellos. Es la base necesaria para proyectos de adquisición, para comunicaciones industriales y para prácticas de aula de sistemas empotrados.

¿Para quién es este curso?

Profesorado de FP de Sistemas Electrotécnicos o Electrónica que prepara prácticas de microcontrolador
Ingenieros que integran sensores y necesitan entender y modificar el firmware que reciben
Desarrolladores de software que bajan al sistema empotrado y se encuentran con punteros y memoria limitada