Materia Relacionada com a Disciplina de Fundamentos deProgramacao e Programacao I. by Eugenio Caetano

1. Fundamentos de
Programação
Tema XV: C++ e Arduino
Docente: Eugénio Xavier Domingos Caetano

2. Introdução a programação na linguagem
C++
 No mundo da programação nós podemos classificar
as linguagens de duas maneiras:
◦ Linguagem de Baixo Nível e Linguagem de Alto Nível.
 Quando nos referimos à linguagem de Baixo Nível
estamos nos referindo a sintaxes próximas ao
código de maquina, ou seja, a linguagem que o
computador consegue facilmente interpretar.

3.  Em contrapartida a definição de linguagem de Baixo
Nível nós encontramos as linguagem de Alto Nível,
com relação a esse tipo de linguagem podemos
afirmar que a mesma possui uma sintaxe próxima à
linguagem humana um exemplo desse tipo de
linguagem é o próprio C/C++, entre outras.

4.  O C++ foi inicialmente desenvolvido por Bjarne
Stroustrup dos Bell Labs durante a década de 1980
(originalmente com o nome C with Classes, como
um adicional à linguagem C) com o objectivo de
melhorar a linguagem de programação C ainda que
mantendo máxima compatibilidade.

5. Ambiente da linguagem
 O C++ pode ser chamado de linguagem compilada,
ou seja, além de escrever o código, é necessário
um outro software que possa entender esse código
e traduzí-lo para uma sintaxe que o computador
possa interpretar denominado Código de Máquina.

6. Instalação
 A primeira coisa a fazer antes de desenvolver
programas usando a linguagem C++ é instalar um
compilador.
 Existem diversos compiladores C++ disponíveis
para os programadores, a decisão sobre qual
compilador utilizar pode ser baseada em vários
fatores:
◦ Qualidade do compilador (rapidez, está conforme com a
padronização da linguagem, a interface com o usuário é
agradável, possui ou não um IDE (Integrated
Development Enviroment), possui diversas opções de

7. ◦ custo do compilador;
◦ documentação disponível e suporte.

8. Características do C++
 C++ pode ser visto como uma linguagem
procedimental tradicional com alguns construtores
adicionais.
 Começando pelo C, alguns construtores para
programação orientada a objetos e para melhorar a
sintaxe procedimental foram acrescentados.
 Um programa bem escrito em C++ irá refletir
elementos tanto do estilo de programação orientada
a objetos como programação procedimental
clássica.

9.  Isto porque o C++ é na verdade uma linguagem
extensível já que podemos definir novos tipos de tal
maneira que eles agem de mesmo modo que os
tipos pré-definidos que fazem parte da linguagem
padrão.
 Abaixo estão listados itens que caracterizam a
linguagem C++:
◦ Programação Orientada à Objetos: A possibilidade de
utilizar programação orientada a objetos permite ao
programador projetar aplicações de um ponto de vista
mais parecido com comunicação entre objetos que de

10.  Alem disso, permite a reusabilidade de código de uma forma mais lógica e
produtiva.
 A linguagem foi desenvolvida com o cuidado de prover atributos Orientados à
Objeto para a linguagem C sem comprometer a eficiência;
◦ Portabilidade: Pode-se praticamente compilar o mesmo
código C++ em qualquer tipo de computador e sistema
operacional sem fazer grandes mudanças.
 C++ é uma das mais usadas e portadas linguagens de
programação;
◦ Brevidade: Código escrito em C++ é muito menor em
comparação com outras linguagens, desde o uso de
caracteres especiais e preferidos antes de palavras
chave, evitando esforço;

11. História do Arduino
 O projeto iniciou-se na cidade de Ivrea, Itália, em
2005, com o intuito de interagir em projetos
escolares de forma a ter um orçamento menor que
outros sistemas de prototipagem disponíveis
naquela época.
 O sucesso foi sinalizado com o obtenção de uma
menção honrosa na categoria Comunidades Digitais
em 2006, pela Prix Ars Electronica, além da marca
de mais de 50.000 placas vendidas até outubro de
2008.

12.  Atualmente, o seu hardware é feito através de um
microcontrolador Atmel AVR, sendo que este não é
um requisito formal e pode ser estendido se tanto
ele quanto a ferramenta alternativa suportarem a
linguagem arduino e forem aceites pelo seu projeto.
 Considerando esta característica, muitos projetos
paralelos inspiram-se em cópias modificadas com
placas de expansões, e acabam recebendo os seus
próprios nomes.

13.  Apesar do sistema poder ser montado pelo próprio
utilizador, os manutentores possuem um serviço de
venda do produto pré-montado, através deles
próprios e também por distribuidores oficiais com
pontos de venda mundiais.

14. Arduino
 Arduíno é uma plataforma de prototipagem
eletrônica de hardware livre e de placa única,[6]
projetada com um microcontrolador Atmel AVR com
suporte de entrada/saída embutido, uma linguagem
de programação padrão,[7] a qual tem origem em
Wiring, e é essencialmente C/C++.
 O objetivo do projeto é criar ferramentas que são
acessíveis, com baixo custo, flexíveis e fáceis de se
usar por principiantes e profissionais.

15.  Principalmente para aqueles que não teriam
alcance aos controladores mais sofisticados e
ferramentas mais complicadas.
 Pode ser usado para o desenvolvimento de objetos
interativos independentes, ou ainda para ser
conectado a um computador hospedeiro.
 Uma típica placa Arduino é composta por um
controlador, algumas linhas de E/S digital e
analógica, além de uma interface serial ou USB,
para interligar-se ao hospedeiro, que é usado para
programá-la e interagi-la em tempo real.

16.  A placa em si não possui qualquer recurso de rede,
porém é comum combinar um ou mais Arduinos
deste modo, usando extensões apropriadas
chamadas de shields.
 A interface do hospedeiro é simples, podendo ser
escrita em várias linguagens.
 A mais popular é a Processing, mas outras que
podem comunicar-se com a conexão serial são:
Max/MSP,[11] Pure Data,[12] SuperCollider,[13]
ActionScript[14] e Java.
 Em 2010 foi realizado um documentário sobre a

17. Hardware de Arduino
 A sua placa consiste num microcontrolador Atmel
AVR de 8 bits, com componentes complementares
para facilitar a programação e incorporação noutros
circuitos.
 Um importante aspecto é a maneira padrão como
os conectores são expostos, permitindo o CPU ser
interligado a outros módulos expansivos,
conhecidos como shields.
 Os Arduinos originais utilizam a série de chips
megaAVR, especialmente os ATmega8,

18. ◦ porém muitos outros processadores foram utilizados por
clones deles.[20]
 A grande maioria de placas inclui um regulador
linear de 5 volts e um oscilador de cristal de 16 MHz
(podendo haver variantes com um ressonador
cerâmico), embora alguns esquemas como o
LilyPad usem até 8 MHz e dispensem um regulador
de tensão embutido, por terem uma forma
específica de restrições de fator.

19.  Além de ser microcontrolador, o componente
também é pré-programado com um bootloader, o
que simplifica o carregamento de programas para o
chip de memória flash embutido, em comparação
com outros aparelhos que geralmente demandam
um chip programador externo.
 Conceptualmente, quando o seu software é
utilizado, ele monta todas as placas sobre uma
programação de conexão serial RS-232, mas a
forma de implementação no hardware varia em
cada versão.

20. Software
 O Arduino IDE é uma aplicação multiplataforma
escrita em Java derivada dos projetos Processing e
Wiring.[20][24] É esquematizado para introduzir a
programação para artistas e para pessoas não
familiarizadas com o desenvolvimento de software.
 Inclui um editor de código com recursos de realce
de sintaxe, parênteses correspondentes e identação
automática, sendo capaz de compilar e carregar
programas para a placa com um único clique.
 Com isso não há a necessidade de editar Makefiles
ou rodar programas em ambientes de linha de

21. Conlusoes
 Assim como a linguagem, sua biblioteca padrão
também sofreu melhorias ao longo do tempo.
 Sua primeira adição foi a biblioteca de E/S, e
posteriormente a Standard Template Library (STL);
◦ ambas tornaram-se algumas das principais
funcionalidades que distanciaram a linguagem em
relação a C.
 Criada primordialmente na HP por Alexander
Stepanov[9] no início da década de 1990 para
explorar os potenciais da programação genérica, a
STL foi apresentada a um comitê unificado ANSI e

22.  Após uma proposta formal na reunião do ano
seguinte, a biblioteca recebe o aval do comitê.
 Depois de anos de trabalho, o mesmo comitê
ANSI/ISO padronizou o C++ em 1998 (ISO/IEC
14882:1998).
 As placas de serie de um Arduino contêm um
simples circuito inversor para converter entre os
sinais dos níveis RS-232 e TTL.
 Atualmente, existem alguns métodos diferentes
para realizar a transmissão dos dados, como por
placas programáveis via USB, adicionadas através

23.  Algumas variantes, como o Arduino Mini e o não
oficial Boarduino, usam um módulo, cabo adaptador
USB, bluetooth ou outros métodos.
 Nestes casos, são usados com ferramentas
microcontroladoras ao invés do Arduino IDE,
utilizando assim a programação padrão AVR ISP.
 A maioria dos pinos de E/S dos microcontroladores
são para uso de outros circuitos.