✅ Programacion de Sistemas Embebidos ✅ Uso de lenguaje C en sistemas embebidos ✅ Compiladores, depuradores y ambientes de desarrollo para sistemas embebidos ✅ Gestión de memoria en ambientes con pocos recursos computacionales ✅ Patrón de diseño máquina de estado

1. CAPITULO 2:
PROGRAMACIÓN DE
SISTEMAS EMBEBIDOS
1
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

2. 2
Objetivos:
En este Capítulo veremos:
• Uso de lenguaje C en sistemas embebidos
• Compiladores, depuradores y ambientes de desarrollo
para sistemas embebidos
• Gestión de memoria en ambientes con pocos recursos
computacionales
• Patrón de diseño: máquina de estado
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

3. 3
Tutorial:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
• https://www.tutorialspoint.com/arduino/
• https://www.tutorialspoint.com/python/
• https://www.tutorialspoint.com/cprogramming/

4. 4
C++ Compiler
Online Compiler.
https://repl.it/
Online Compiler.
https://www.tutorialspoint.com/compile_cpp_online.php
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

5. 2.1.- Uso de lenguaje C en
sistemas embebidos
5
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

6. 6
C Program Structure
http://tpcg.io/3Ty4QPSistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
• Los comentarios de una sola línea comienzan con // y se detienen al final de la línea.
Para más de una línea se comienza con / * y termina con * /.
• int main () es la función principal donde comienza la ejecución del programa.
• Retrun 0; Termina la función main () y hace que devuelva el valor 0 al proceso de
llamada.
• stdio.h es "standard input-output header" (cabecera estándar E/S), es el archivo de
cabecera que contiene las definiciones de la biblioteca estándar del lenguaje.

7. 7
C Data Types
https://www.tutorialspoint.com/cprogramming/c_data_types.htmSistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

8. 8
C Data Types
http://tpcg.io/FnrxP5Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

9. 9
C Data Types
https://www.tutorialspoint.com/cprogramming/c_data_types.htmSistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

10. 10
C Data Types
http://tpcg.io/mynMA1Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

11. 11
Tipos de variables de C
http://tpcg.io/73XWiVSistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Una declaración de variable proporciona seguridad al compilador de que existe una
variable con el tipo y nombre dados para que el compilador proceda a una compilación
adicional sin necesidad de detalles completos sobre la variable.

12. 12
Tipos de variables de C
https://www.tutorialspoint.com/cprogramming/c_variables.htm
El mismo concepto se aplica a la declaración de función en la que se proporciona un
nombre de función en el momento de su declaración y su definición real se puede dar en
cualquier otro lugar.
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

13. 13
C Constants
https://www.tutorialspoint.com/cprogramming/c_constants.htm
Integer
Floating-point Boolean
True / False. You should not
consider the value of true
equal to 1 and value of false
equal to 0.
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

14. 14
C Constants
http://tpcg.io/psy5Zb
Character
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

15. 15
C Constants
http://tpcg.io/p8YVAu http://tpcg.io/PnBPfK
The #define Preprocessor The const Keyword
Note that it is a good programming practice to define constants in CAPITALS.
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

16. 16
Storage Classes in C
http://tpcg.io/kZFxpW
The static Storage Class
La clase de almacenamiento estático le indica al compilador que mantenga una variable
local en existencia durante la vida útil del programa en lugar de crearla y destruirla cada
vez que entra y sale del alcance.
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

17. 17
Operators in C
https://www.tutorialspoint.com/cprogramming/c_operators.htm
Arithmetic Operators
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

18. 18
Operators in C
http://tpcg.io/DKK3rH
Arithmetic Operators
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

19. 19
Operators in C
https://www.tutorialspoint.com/cprogramming/c_operators.htm
Relational Operators
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

20. 20
Operators in C
http://tpcg.io/i9sWIb
Relational Operators
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

21. 21
Operators in C
https://www.tutorialspoint.com/cprogramming/c_operators.htm
Logical Operators
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

22. 22
Operators in C
http://tpcg.io/2DLroj
Logical Operators
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

23. 23
Operators in C
https://www.tutorialspoint.com/cprogramming/c_operators.htm
Bitwise Operators
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

24. 24
Operators in C
http://tpcg.io/6W9cBb
Bitwise Operators
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

25. 25
Operators in C
https://www.tutorialspoint.com/cprogramming/c_operators.htm
Assignment Operators
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

26. 26
Operators in C
http://tpcg.io/vAn15K
Assignment Operators
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

27. 27
Operators in C
https://www.tutorialspoint.com/cprogramming/c_operators.htm
Misc Operators
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

28. 28
Operators in C
http://tpcg.io/6a1G6P
Misc Operators
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

29. 29
Operators in C
https://www.tutorialspoint.com/cprogramming/c_operators_precedence.htm
Operators Precedence
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

30. 30
Operators in C
http://tpcg.io/8aGJMJ
Operators Precedence
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

31. 31
C Infinite Loop
https://www.tutorialspoint.com/cprogramming/c_loops.htmSistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
//Arduino
int led_red = 0; // the red LED is connected to Pin 0
int led_yellow = 1; // the yellow LED is connected to Pin 1
int led_green = 3; // the green LED is connected to Pin 2
void setup() {
// set up all the LEDs as OUTPUT
pinMode(led_red, OUTPUT);
pinMode(led_yellow, OUTPUT);
//pinMode(led_green, OUTPUT);
}
void loop() {
//instrucciones
}

32. 32
C while loop
http://tpcg.io/p4bawJSistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

33. 33
C while loop
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
int led_red = 0; // the red LED is connected to Pin 0
int led_yellow = 1; // the yellow LED is connected to Pin 1
int led_green = 3; // the green LED is connected to Pin 2
void setup() {
// set up all the LEDs as OUTPUT
pinMode(led_red, OUTPUT);
pinMode(led_yellow, OUTPUT);
pinMode(led_green, OUTPUT);
}
void loop() {
int i=0;
while (i < 200) {
// do something repetitive 200 times
digitalWrite(led_red, HIGH);
digitalWrite(led_yellow, HIGH);
digitalWrite(led_green, HIGH);
delay(100);//ms
digitalWrite(led_red, LOW);
digitalWrite(led_yellow, LOW);
digitalWrite(led_green, LOW);
delay(100);//ms
i++;
}
}
https://www.arduino.cc/reference/en/language/structure/control-structure/while/

34. 34
C for loop
http://tpcg.io/Li6I3HSistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

35. 35
C for loop
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
https://www.arduino.cc/reference/en/language/structure/control-structure/for/
int led_red = 0; // the red LED is connected to Pin 0
int led_yellow = 1; // the yellow LED is connected to Pin 1
int led_green = 3; // the green LED is connected to Pin 2
void setup() {
// set up all the LEDs as OUTPUT
pinMode(led_red, OUTPUT);
pinMode(led_yellow, OUTPUT);
pinMode(led_green, OUTPUT);
}
void loop() {
int x = 1;
for (int i = 0; i > -1; i = i + x) {
analogWrite(led_green, i);
if (i == 255) {
x = -1; // switch direction at peak
}
delay(2);
}
}

36. 36
C do...while loop
http://tpcg.io/pVAh6HSistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

37. 37
C do...while loop
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
int led_red = 0; // the red LED is connected to Pin 0
int led_yellow = 1; // the yellow LED is connected to Pin 1
int led_green = 3; // the green LED is connected to Pin 2
void setup() {
// set up all the LEDs as OUTPUT
pinMode(led_red, OUTPUT);
pinMode(led_yellow, OUTPUT);
pinMode(led_green, OUTPUT);
}
void loop() {
int x = 0;
do {
analogWrite(led_green, x);
delay(5); // wait for sensors to stabilize
x+=1;
} while (x < 255);
}
https://www.arduino.cc/reference/en/language/structure/control-structure/while/

38. 38
Loop Control Statements
http://tpcg.io/K93aQYSistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
break statement

39. 39
Loop Control Statements
http://tpcg.io/DNp7QkSistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
goto statement

40. int led_red = 0; // the red LED is connected to Pin 0
int led_yellow = 1; // the yellow LED is connected to Pin 1
int led_green = 3; // the green LED is connected to Pin 2
int push =4;//input
// variables will change:
int buttonState = 0;
void setup() {
// set up all the LEDs as OUTPUT
pinMode(led_red, OUTPUT);
pinMode(led_yellow, OUTPUT);
pinMode(led_green, OUTPUT);
pinMode(push, INPUT);
}
void loop() {
// read the state of the pushbutton value:
VOID:
buttonState = digitalRead(push);
int x = 1;
if (buttonState == HIGH){
digitalWrite(led_red, HIGH);
goto FOR;
}else{
digitalWrite(led_red, LOW);
}
goto VOID;
FOR: for (int i = 0; i > -1; i = i + x) {
analogWrite(led_green, i);
if (i == 255) {
x = -1; // switch direction at peak
}
delay(2);
}
}
40
Loop Control Statements
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
goto statement
https://www.arduino.cc/en/tutorial/button

41. 41
C if statement
http://tpcg.io/iMjhoVSistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

42. 42
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
int led_red = 0; // the red LED is connected to Pin 0
int led_yellow = 1; // the yellow LED is connected to Pin 1
int led_green = 3; // the green LED is connected to Pin 2
int push =4;//input
// variables will change:
int buttonState = 0;
void setup() {
// set up all the LEDs as OUTPUT
pinMode(led_red, OUTPUT);
pinMode(led_yellow, OUTPUT);
pinMode(led_green, OUTPUT);
pinMode(push, INPUT);
}
void loop() {
buttonState = digitalRead(push);
if (buttonState == HIGH){
digitalWrite(led_red, HIGH);
}else{
digitalWrite(led_red, LOW);
}
}
https://www.arduino.cc/reference/en/language/structure/control-structure/else/
C if statement

43. 43
C if...else statement
http://tpcg.io/iWQk4PSistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

44. int led_red = 0; // the red LED is connected to Pin 0
int led_yellow = 1; // the yellow LED is connected to Pin 1
int led_green = 3; // the green LED is connected to Pin 2
int push =4;//input
// variables will change:
int buttonState = 0;
void setup() {
// set up all the LEDs as OUTPUT
pinMode(led_red, OUTPUT);
pinMode(led_yellow, OUTPUT);
pinMode(led_green, OUTPUT);
pinMode(push, INPUT);
}
void loop() {
// read the state of the pushbutton value:
VOID:
buttonState = digitalRead(push);
int x = 1;
if (buttonState == HIGH){
digitalWrite(led_red, HIGH);
goto FOR;
}else{
digitalWrite(led_red, LOW);
}
goto VOID;
FOR: for (int i = 0; i > -1; i = i + x) {
analogWrite(led_green, i);
if (i == 255) {
x = -1; // switch direction at peak
}
delay(2);
}
}
44
C if...else statement
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
https://www.arduino.cc/en/tutorial/button

45. 45
C switch statement
http://tpcg.io/0KAp4USistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

46. 46
C switch statement
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
int led_green = 3; // the green LED is connected to Pin 2
int push =4;//input
// variables will change:
int buttonState = 0;
int incomingByte = 0; // for incoming serial data
void setup() {
// set up all the LEDs as OUTPUT
pinMode(led_green, OUTPUT);
pinMode(push, INPUT);
Serial.begin(9600); // opens serial port, sets data rate to 9600 bps
}
void loop() {
// send data only when you receive data:
if (Serial.available() > 0) {
// read the incoming byte:
incomingByte = Serial.read();
// say what you got:
Serial.print("I received: ");
Serial.println(incomingByte, DEC);
switch (incomingByte) {
case 49:
// statements
digitalWrite(led_green, HIGH);
break;
case 50:
// statements
digitalWrite(led_green, LOW);
break;
default:
// statements
break;
}
}
}
https://www.arduino.cc/reference/en/language/structure/control-structure/switchcase/
https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/communication/serial/read

47. 47
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
C switch statement

48. 48
C Functions
http://tpcg.io/T4MSFrSistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Call by value

49. 49
C Functions
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Call by reference

50. 50
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
int led_green = 3; // the green LED is connected to Pin 2
int push =4;//input
// variables will change:
int buttonState = 0; int incomingByte = 0; // for incoming serial data
void setup() {
// set up all the LEDs as OUTPUT
pinMode(led_green, OUTPUT);
pinMode(push, INPUT);
Serial.begin(9600); // opens serial port, sets data rate to 9600 bps
}
void loop() {
int i = 6; int j = 3; int k;
// send data only when you receive data:
if (Serial.available() > 0) {
// read the incoming byte:
incomingByte = Serial.read();
// say what you got:
Serial.print("I received: ");
Serial.println(incomingByte, DEC);
switch (incomingByte) {
case 49:
// statements
digitalWrite(led_green, HIGH);
k = myMultiplyFunction(i, j); // k now contains 6
Serial.println(k); break;
case 50:
// statements
digitalWrite(led_green, LOW);
k = myDivisionFunction(i, j); // k now contains 6
Serial.println(k); break;
default:
// statements
break;
}
}
}
int myMultiplyFunction(int x, int y){
int result; result = x * y;
return result;
}
int myDivisionFunction(int x, int y){
int result; result = x / y;
return result;
}
https://www.arduino.cc/en/Reference/FunctionDeclaration
C Functions

51. 51
C Pointers
https://www.tutorialspoint.com/cprogramming/c_pointers.htmSistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
http://tpcg.io/SxljuD

52. 52
C Pointers
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
https://www.tutorialspoint.com/cprogramming/c_pointers.htm
http://tpcg.io/Lt9V7y

53. 53
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
int led_green = 3; // the green LED is connected to Pin 2
int push =4;//input
// variables will change:
void incrementa(byte &);
// Declaramos que existe la función "incrementa" que tiene un parámetro de
tipo "referencia a byte".
//Como sólo la estamos declarando no es necesario indicar el nombre del
parámetro.
void setup() {
// set up all the LEDs as OUTPUT
pinMode(led_green, OUTPUT);
pinMode(push, INPUT);
/////
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
byte b = 1;
Serial.print(F("Valor de b antes de incrementar: "));
Serial.println(b);
incrementa(b); // Invocamos a la función que hemos declarado al principio.
Serial.print(F("Valor de b despues de incrementar: "));
Serial.println(b);
delay(1000);
}
// A continuación implementamos la función "incrementa" que habíamos
declarado al principio.
void incrementa(byte &b) {
b++;
}
https://forum.arduino.cc/index.php?topic=560223.0
C Pointers

54. 54
C Arrays
https://www.tutorialspoint.com/cprogramming/c_arrays.htmSistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
http://tpcg.io/dhfplr

55. 55
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
int led_green = 3; // the green LED is connected to Pin 2
int push =4;//input
int myArray[10];
// variables will change:
int buttonState = 0; int incomingByte = 0; // for incoming serial data
int i = 0;
void setup() {
// set up all the LEDs as OUTPUT
pinMode(led_green, OUTPUT);
pinMode(push, INPUT);
Serial.begin(9600); // opens serial port, sets data rate to 9600 bps
}
void loop() {
// send data only when you receive data:
if (Serial.available() > 0) {
// read the incoming byte:
incomingByte = Serial.read();
// say what you got:
Serial.print("I received: ");
Serial.println(incomingByte, DEC);
myArray[i]=incomingByte;
i=i+1;
}
if (i>9){
for(int j = 0; j < sizeof(myArray); j++)
{
Serial.print(myArray[j]);
}
i=0;
}
}
https://www.arduino.cc/reference/en/language/variables/data-types/array/
C Arrays

56. 56
Multi-dimensional arrays
https://www.tutorialspoint.com/cprogramming/c_multi_dimensional_arrays.htmSistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
http://tpcg.io/uZJ0tv

57. 57
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
int led_green = 3; // the green LED is connected to Pin 2
int push =4;//input
int myArray[10][2];
// variables will change:
int buttonState = 0; int incomingByte = 0; // for incoming serial data
int i = 0;
void setup() {
// set up all the LEDs as OUTPUT
pinMode(led_green, OUTPUT);
pinMode(push, INPUT);
Serial.begin(9600); // opens serial port, sets data rate to 9600 bps
}
void loop() {
// send data only when you receive data:
if (Serial.available() > 0) {
// read the incoming byte:
incomingByte = Serial.read();
// say what you got:
Serial.print("I received: ");
Serial.println(incomingByte, DEC);
myArray[i][0]=i;
myArray[i][1]=incomingByte;
i=i+1;
}
if (i>9){
for(int j = 0; j < 10; j++)
{
Serial.print(myArray[j][0]);
Serial.println(myArray[j][1]);
}
i=0;
}
}
https://www.arduino.cc/reference/en/language/variables/data-types/array/
Multi-dimensional arrays

58. 2.2.- Compiladores, depuradores
y ambientes de desarrollo para
sistemas embebidos
58
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

59. 59
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
ARDUINO
https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega328p
ATmega328P: 8-bit AVR Microcontroller with 32K Bytes
In-System Programmable Flash (ISP – Flash)

60. 60
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
ARDUINO

61. 61
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

62. 62
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
https://www.tinkercad.com/things/c733IUIrEcG-editing-
components/editel?lessonid=EFU6PEHIXGFUR1J&projectid=OIYJ88OJ3OPN3EA?sharecode=J3wgAlKR5wgmoV3eT_Dmr-
Bx7OqEhZayl4Udw0f7BLM

63. 63
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Proteus – Schematic

64. 64
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Ejemplo while loop
int led_red = 0; // the red LED is connected to Pin 0
int led_yellow = 1; // the yellow LED is connected to Pin 1
int led_green = 3; // the green LED is connected to Pin 2
void setup() {
// set up all the LEDs as OUTPUT
pinMode(led_red, OUTPUT);
pinMode(led_yellow, OUTPUT);
pinMode(led_green, OUTPUT);
}
void loop() {
int x = 0;
do {
analogWrite(led_green, x);
delay(5); // wait for sensors to stabilize
x+=1;
} while (x < 255);
}

65. 65
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Ejemplo for loop
int led_red = 0; // the red LED is connected to Pin 0
int led_yellow = 1; // the yellow LED is connected to Pin 1
int led_green = 3; // the green LED is connected to Pin 2
void setup() {
// set up all the LEDs as OUTPUT
pinMode(led_red, OUTPUT);
pinMode(led_yellow, OUTPUT);
pinMode(led_green, OUTPUT);
}
void loop() {
int x = 1;
for (int i = 0; i > -1; i = i + x) {
analogWrite(led_green, i);
if (i == 255) {
x = -1; // switch direction at peak
}
delay(2);
}
}

66. 66
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Arduino IDE - Board

67. 67
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Arduino IDE

68. 68
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Proteus – Schematic

69. 69
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Proteus – Schematic

70. 70
Proteus – PCB Layout
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

71. 71
Proteus – 3D Visualizer
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

72. 72
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Pines PWM:

73. 73
ATmega32U4 – PWM:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
• RISC - Conjunto Reducido de Instrucciones para computador.
• AVR es una familia de Microcontroladores desarrollado desde 1996 por Atmel, adquirido por Microchip
Technology in 2016.
PWM

74. 74
Código PWM:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
int boton = 6;
int led = 8;
int PWMout=3;
int AnalogOUT=2;
void setup() {
pinMode(boton, INPUT);
pinMode(led,OUTPUT);
pinMode(PWMout,OUTPUT);
pinMode(AnalogOUT,OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
digitalWrite(led, 1);
Serial.println("encendidion");
delay(500);
digitalWrite(led, 0);
Serial.println("apagadon");
delay(500);
for (int i = 0; i <= 255; i++) {
analogWrite(PWMout, i);
analogWrite(AnalogOUT, i);
delay(10);
}
}
https://www.tinkercad.com/things/aXc9Yn8tVyr-glorious-habbi-
migelo/editel?sharecode=EzUd90gvwd18uOZrJr51vVLm9Ty87kE41-
Tr3CE5H9Q

75. 75
Proteus vs TinkerCad (PWM):
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

76. 76
Código ADC:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
int boton = 6;
int led = 8;
int PWMout=3;
int AnalogOUT=2;
int analogPin = A3;
int val = 0;
void setup() {
pinMode(boton, INPUT);
pinMode(led,OUTPUT);
pinMode(PWMout,OUTPUT);
pinMode(AnalogOUT,OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
digitalWrite(led, 0);
if (digitalRead(boton)==HIGH){
digitalWrite(led, 1);
Serial.print("Valor ADC: ");
val = analogRead(analogPin); //
read the input pin
Serial.println(val); // debug
value
delay(500);
}
}
https://www.tinkercad.com/things/aXc9Yn8tVyr-glorious-habbi-
migelo/editel?sharecode=EzUd90gvwd18uOZrJr51vVLm9Ty87kE41-
Tr3CE5H9Q

77. 77
Trama Comunicación Serial:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
• Sensor networks for agriculture based on Cyber-Physical System
• Health Monitoring System Using ECG Signal based on Cyber-Physical System
• structural health monitoring using inertial sensors based on Cyber-Physical System

78. 78
Trama Comunicación Serial:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
• Tsunami early warning using inertial sensors based on Cyber-Physical System

79. 79
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
C switch statement

80. 80
Serial Communication:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Start byte ID byte Byte Task Byte Data Byte
Checksum
0x24 ($)
0x31 (1) – ED
0x32 (2) – ED
0x33 (3) – ED
0x34 (4) – ED
0x35 (5) – C
0x41 (A) – Read
0x42 (B) – Configure SPS
0x43 (C) – Sleep Mode
0x44 (D) – wake up mode
0x00
.
0x30 (0)
.
0xFF ()
XOR (@)
http://www.ginsei-jp.com/ZigBee.html
Trama Ejemplo ED:
$1A0d
*(ASCII)
*End Device (ED)
*Coodinator (C)
Sensor1
End Device

81. 81
End Device
Serial Communication:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
int boton = 6;int led = 8;int analogPin = A3;
int val = 0;int myArray[10];int incomingByte = 0;
int band = 0;int i=0;int checksum=0;
int ID=49;// ID 0X31
void setup() {
pinMode(led, OUTPUT);
pinMode(boton, INPUT);
pinMode(analogPin, INPUT);
Serial.begin(9600); // opens serial port, sets data rate to 9600 bps
}
void loop() {
if (Serial.available() > 0) {
incomingByte = Serial.read();
if(incomingByte==36 and band==0){
band=1;
}else if(band==1){
myArray[i]=incomingByte; i+=1;
if(i>3){
band =2;i=0;
checksum=(((0x24 xor myArray[0])xor myArray[1])xor myArray[2]);
if (myArray[3]==checksum){//Checksum
Serial.println("Trama OK");
}else{
Serial.println("Trama Error");
}
}
}
// validar ID y Tarea
if (myArray[0]==ID and band==2){
band=0;
if(myArray[1]==65){//Read
Serial.print("$");//36 Start
Serial.print("5");//5 ID-C
Serial.print("A");//ID Task
val=analogRead(analogPin)>>2;//10 a 8 bits
//Serial.print(val);//sensor
Serial.print( (char) val);
Serial.println("@");//
}
}
}
}
https://www.tinkercad.com/things/aXc9Yn8tVyr-glorious-habbi-
migelo/editel?sharecode=EzUd90gvwd18uOZrJr51vVLm9Ty87kE41-
Tr3CE5H9Q

82. 82
AVR-GCC:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
• Pasos para quemar el AVR desde IDE Arduino
• El IDE verifica el código y comprueba que la sintaxis del código es correcta en C y C++
• Luego pasa al compilador avr-gcc, que convierte el código en C++ en instrucciones que
entiende el microcontrolador.
• Después el código es combinado con las librerías estándar de Arduino, que son las que
ofrecen las funciones básicas como digitalWrite() o Serial.println().
• El resultado es un fichero hex que contiene los bytes que van a ser grabado en la memoria
flash de Arduino.
• Finalmente el fichero es cargado en la placa Arduino transmitiéndolo sobre el USB o la
conexión serie si hay un bootloader cargado o sino con un hardware externo (programador).
• Qué es el AVR - GNU Compiler Collection (AVR-GCC) ?
• Versión de GCC solo para arquitecturas AVR
• Compilador que usa el IDE de Arduino para convertir el sketch en C++ a un fichero binario
(.hex) que es el que se carga en la flash del MCU.
• Para entornos de bajos recursos computacionales
• Aplicaciones en tiempo real
• Restricciones temporales estrictas
• NO directamente desde el entorno Arduino
• AVR Studio 4 o bien un editor de texto + toolchain
• Contar los ciclos de reloj en cada instrucción
https://aprendiendoarduino.wordpress.com/tag/avr-
libc/#:~:text=avr%2Dgcc%20es%20el%20compilador,del%20MCU%20y%20que%20ejecuta.

83. 83
VGCC vs IDE ARDUINO:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
int led_red = 8;
int led_yellow = 9;
int led_green = 10;
void setup() {
// set up all the LEDs as OUTPUT
pinMode(led_red, OUTPUT);
pinMode(led_yellow, OUTPUT);
pinMode(led_green, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(led_red, HIGH);
digitalWrite(led_yellow, LOW);
digitalWrite(led_green, LOW);
delay(1000);//ms
digitalWrite(led_red, LOW);
digitalWrite(led_yellow, HIGH);
digitalWrite(led_green, LOW);
delay(1000);//ms
digitalWrite(led_red, LOW);
digitalWrite(led_yellow, LOW);
digitalWrite(led_green, HIGH);
delay(1000);//ms
}

84. 84
AVR-GCC:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
• Pasos para usar AVR-GCC
• Abrir terminal en Linux, con el comando: crtl+alt+t
https://aprendiendoarduino.wordpress.com/tag/avr-
libc/#:~:text=avr%2Dgcc%20es%20el%20compilador,del%20MCU%20y%20que%20ejecuta.

85. 85
AVR-GCC:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
• Pasos para usar AVR-GCC
• Ejecutar el comando:
• sudo su
• sudo apt-get update
• sudo apt-get upgrade
• sudo apt-get install avr-libc gcc-avr avrdude
• sudo apt-get install build-essential
• Acceder a la carpeta de Documents
• cd Documents/vasanza/
https://aprendiendoarduino.wordpress.com/tag/avr-
libc/#:~:text=avr%2Dgcc%20es%20el%20compilador,del%20MCU%20y%20que%20ejecuta.

86. 2.3.- Gestión de memoria en
ambientes con pocos recursos
computacionales
86
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

87. Atmega328p
87
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

88. 88
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Atmega328p
https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega328p#datasheet-toggle
El AVR utiliza el concepto de arquitectura Harvard.

89. 89
EEPROM:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
int boton = 6;int led = 8;
int PWMout=3;int i=0;
int analogPin = A3;int val = 0;
#include <EEPROM.h>
void setup() {
pinMode(boton, INPUT);pinMode(led,OUTPUT);
pinMode(PWMout,OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
digitalWrite(led, 0);
if (digitalRead(boton)==HIGH){
digitalWrite(led, 1);
Serial.print("Valor ADC: ");
val = analogRead(analogPin)>>2; // read the input pin
Serial.println(val); // debug value
EEPROM.write(i,val);
delay(200);
i+=1;
}
if (i==10){
for (int j = 0; j <= i; j++) {
Serial.print("EEPROM Data: ");
Serial.println(EEPROM.read(j));
}
i=0;
}
}
https://www.arduino.cc/en/Reference/EEPROM
https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega328p
• EEPROM write takes 3.3 ms to complete
• specified life of 100,000 write/erase cycles

90. 90
EEPROM :
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
https://www.tinkercad.com/things/aXc9Yn8tVyr-glorious-habbi-
migelo/editel?sharecode=EzUd90gvwd18uOZrJr51vVLm9Ty87kE41-Tr3CE5H9Q

91. 91
FLASH MEMORY:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
#include <avr/pgmspace.h>
const char string_0[] PROGMEM = "String
cero123456789012345678";
const char string_1[] PROGMEM = "String uno";
const char string_2[] PROGMEM = "String dos";
const char string_3[] PROGMEM = "String tres";
const char string_4[] PROGMEM = "String cuatro";
const char string_5[] PROGMEM = "String cinco";
const char *const string_table[] PROGMEM = {string_0, string_1,
string_2, string_3, string_4, string_5};
char buffer[30];
// make sure this is large enough for the largest string it must hold
void setup() {
Serial.begin(9600);
while (!Serial);
// wait for serial port to connect. Needed for native USB
Serial.println("OK");
}
void loop() {
for (int i = 0; i < 6; i++) {
strcpy_P(buffer, (char *)pgm_read_word(&(string_table[i])));
// Necessary casts and dereferencing, just copy.
Serial.println(buffer);
delay(500);
}
}
const dataType variableName[] PROGMEM = {data0,
data1, data3…};
const PROGMEM dataType variableName[] = {};
// or this one
https://www.arduino.cc/reference/en/language/variables/utilities/progmem/
• Usar la tabla de cadenas en la memoria
del programa requiere de funciones
especiales para recuperar los datos.
• La función strcpy_P copia una cadena
desde el espacio del programa a una
cadena en RAM ("buffer").
• Asegúrese de que su cadena de
recepción en RAM sea lo
suficientemente grande como para
contener lo que se está recuperando del
espacio del programa.

92. 92
FLASH MEMORY:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
https://www.tinkercad.com/things/aXc9Yn8tVyr-glorious-habbi-
migelo/editel?sharecode=EzUd90gvwd18uOZrJr51vVLm9Ty87kE41-Tr3CE5H9Q

93. 93
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Atmega328p
https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega328p#datasheet-toggle

94. 94
codigo1:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
//CODIGO1
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
int main(void)
{
DDRB |= ((1 << DDB5));
//asignar a puerto b5 como salida//pin 13 de arduino
DDRB |= ((1 << DDB3));
//asignar a puerto b3 como salida//pin 11 de arduino
DDRB |= ((1 << DDB2));
//asignar a puerto b2 como salida//pin 10 de arduino
while(1)
{
PORTB = ((1 << PB5)); //asignar 1 al puerto b5
_delay_ms (1000L);
PORTB = ((1 << PB3)); //asignar 1 al puerto b3
_delay_ms (1000L);
PORTB = ((1 << PB2)); //asignar 1 al puerto b2
_delay_ms (1000L);
}
return 0;
}
• Crear el archivo
• sudo nano codigo1.c

95. 95
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Atmega328p
https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega328p#datasheet-toggle
DDRB |= ((1 << DDB5));
DDRB |= ((1 << DDB3));
DDRB |= ((1 << DDB2));
PORTB = ((1 << PB5));
PORTB = ((1 << PB3));
PORTB = ((1 << PB2));

96. 96
Makefile:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
• Pasos para usar AVR-GCC
• Buscar USB Arduino
• ls /dev/tty*
• Crear un archivo Makefile
MCU = atmega328p
F_CPU = 16000000
CC = avr-gcc
CFLAGS= -O2 -Wall -std=gnu11 -mmcu=$(MCU)
CPPFLAGS=-DF_CPU=$(F_CPU)L
OBJCOPY=avr-objcopy
CMD_FLASH=avrdude
MCU1 = ATMEGA328p
DEVPORT = /dev/ttyACM1
BAUDRATE=115200
.PHONY: default
default : EXE_FILE HEX_FILE flash
EXE_FILE: $(FNAME).c
$(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) $< -o
$(FNAME)
HEX_FILE: $(FNAME)
$(OBJCOPY) -O ihex $< $(FNAME).hex
flash : $(FNAME).hex
$(CMD_FLASH) -F -V -c arduino -p $(MCU1)
-P $(DEVPORT) -b $(BAUDRATE) -U $@:w:$<

97. 97
.hex & Programmer:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
• Pasos para usar AVR-GCC
• Conectar el Arduino y quemarlo
• sudo make FNAME=codigo1
Cuando hay
problemas en
programar en
microcontrolador.

98. 98
.hex & Programmer:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
• Pasos para usar AVR-GCC
• Conectar el Arduino y quemarlo
• sudo make FNAME=codigo1

99. 99
Simular Proteus:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

100. 100
pwm1:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <util/delay.h>
int main(void)
{
DDRD |= (1 << 6); //pin 6 del Arduino como salida
DDRB |= (1 << 3); //pin 11 del Arduino como salida
TCCR2A |= 0b10000001; //bit 7 y 6 para determinar si pwm es invertido o
//no, 10 es no invertido y 11 es invertido y bit 0 y
//1 para determinar medio ciclo pwm o completo
TCCR2B |= 0b00000001;
TCCR0A |= 0b10000001; //bit 7 y 6 para determinar si pwm es invertido o
//no, 10 es no invertido y 11 es invertido y bit 0 y
//1 para determinar medio ciclo pwm o completo
TCCR0B |= 0b00000001;
/*EL REGISTRO TTCR#$*/
OCR0A = 0; //valor inicial de pwm para el pin 0A
OCR2A = 255; //valor inicial de pwm para el pin 2A
while(1)
{
do{
OCR0A++;
OCR2A = OCR2A - 1;
_delay_ms (10L);
}while(OCR0A <255);
_delay_ms (2000L);
do{
OCR2A++;
OCR0A = OCR0A - 1;
_delay_ms (10L);
}while(OCR0A >0);
_delay_ms (3000L);
}
return 0;
}
• Crear el archivo
• sudo nano pwm1.c

101. 101
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Atmega328p
https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega328p#datasheet-toggle
DDRB |= (1 << 3);
o
DDRB |= ((1 << DDB3));
DDRD |= (1 << 6);
O
DDRD|=(1<<DDD6);

102. 102
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Atmega328p (OCR2A)
https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega328p#datasheet-toggle
• TCCR2A |= 0b10000001;
• bit 7 y 6 para determinar si pwm es invertido o no
• 10 es no invertido
• 11 es invertido
• 01 medio ciclo pwm o completo
• Bits 7 y 6 son para elegir que la obtención de la señal PWM timer0 AVR será por el pin OC2A
PORTD

103. 103
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Atmega328p (OCR2A)
https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega328p#datasheet-toggle
• TCCR2A |= 0b10000001;

104. 104
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Atmega328p (OCR2A)
https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega328p#datasheet-toggle
• TCCR2A |= 0b10000001;

105. 105
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Atmega328p (OCR2A)
https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega328p#datasheet-toggle
TCCR2B |= 0b00000001;
• FOC2A bit is only active when the WGM bits specify a non-PWM mode.
• FOC2B bit is only active when the WGM bits specify a non-PWM mode

106. 106
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Atmega328p (OCR2A)
https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega328p#datasheet-toggle
TCCR2B |= 0b00000001;
Tpwm=(256*prescaler)/FCPU - > Tpwm=(256)/16M=0,000016Seg
Fpwm=FCPU/(prescaler*256) - > Tpwm=16M/256=62500Hz

107. 107
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Atmega328p (OCR0A)
https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega328p#datasheet-toggle
TCCR0A |= 0b10000001;
• Bits 7 y 6 son para elegir que la obtención de la señal PWM timer0 AVR será por el pin OC0A
PORTB

108. 108
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Atmega328p (OCR0A)
https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega328p#datasheet-toggle
TCCR0B |= 0b00000001;
Tpwm=(256*prescaler)/FCPU - > Tpwm=(256)/16M=0,000016Seg
Fpwm=FCPU/(prescaler*256) - > Tpwm=16M/256=62500Hz

109. 109
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Atmega328p
https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega328p#datasheet-toggle
OCR0A = 0;

110. 110
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Atmega328p
https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega328p#datasheet-toggle
OCR2A = 255;

111. 111
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Atmega328p
https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega328p#datasheet-toggle
OCR0A = 0; OCR2A = 255;
PORTB PORTD

112. 112
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Atmega328p
https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega328p#datasheet-toggle
OCR0A = 0; OCR2A = 255;
Tpwm=(256*prescaler)/FCPU

113. 113
Makefile:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
• Pasos para usar AVR-GCC
• Buscar USB Arduino
• ls /dev/tty*
• Crear un archivo Makefile
MCU = atmega328p
F_CPU = 16000000
CC = avr-gcc
CFLAGS= -O2 -Wall -std=gnu11 -mmcu=$(MCU)
CPPFLAGS=-DF_CPU=$(F_CPU)L
OBJCOPY=avr-objcopy
CMD_FLASH=avrdude
MCU1 = ATMEGA328p
DEVPORT = /dev/ttyACM1
BAUDRATE=115200
.PHONY: default
default : EXE_FILE HEX_FILE flash
EXE_FILE: $(FNAME).c
$(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) $< -o
$(FNAME)
HEX_FILE: $(FNAME)
$(OBJCOPY) -O ihex $< $(FNAME).hex
flash : $(FNAME).hex
$(CMD_FLASH) -F -V -c arduino -p $(MCU1)
-P $(DEVPORT) -b $(BAUDRATE) -U $@:w:$<

114. 114
.hex & Programmer:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
• Pasos para usar AVR-GCC
• Conectar el Arduino y quemarlo
• sudo make FNAME=pwm1

115. 115
Simular Proteus:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

116. Atmega32u4
116
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

117. ARDUINO
Sistemas Embebidos
https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega32u4
ATmega32U4: 8-bit Microcontroller with 16/32K bytes
of ISP Flash and USB Controller

118. ARDUINO
Sistemas Embebidos

119. 119
32u4:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

120. 120
32u4:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

121. 121
ATmega32U4:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

122. 122
codigo1:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
//CODIGO1
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
int main(void)
{
DDRB |= ((1 << DDB4));
//asignar a puerto b4 como salida//pin 8 de arduino
DDRB |= ((1 << DDB5));
//asignar a puerto b5 como salida//pin 9 de arduino
DDRB |= ((1 << DDB6));
//asignar a puerto b6 como salida//pin 10 de arduino
while(1)
{
PORTB = ((1 << PB4)); //asignar 1 al puerto b4
_delay_ms (1000L);
PORTB = ((1 << PB5)); //asignar 1 al puerto b5
_delay_ms (1000L);
PORTB = ((1 << PB6)); //asignar 1 al puerto b6
_delay_ms (1000L);
}
return 0;
}
• Crear el archivo
• sudo nano codigo1.c

123. 123
Makefile:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
• Pasos para usar AVR-GCC
• Buscar USB Arduino
• ls /dev/tty*
• Crear un archivo Makefile
MCU = atmega32u4
F_CPU = 16000000
CC = avr-gcc
CFLAGS= -O2 -Wall -std=gnu11 -mmcu=$(MCU)
CPPFLAGS=-DF_CPU=$(F_CPU)L
OBJCOPY=avr-objcopy
CMD_FLASH=avrdude
MCU1 = ATMEGA32u4
DEVPORT = /dev/ttyACM1
BAUDRATE=115200
.PHONY: default
default : EXE_FILE HEX_FILE flash
EXE_FILE: $(FNAME).c
$(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) $< -o
$(FNAME)
HEX_FILE: $(FNAME)
$(OBJCOPY) -O ihex $< $(FNAME).hex
flash : $(FNAME).hex
$(CMD_FLASH) -F -V -c arduino -p $(MCU1)
-P $(DEVPORT) -b $(BAUDRATE) -U $@:w:$<

124. 124
.hex & Programmer:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
• Pasos para usar AVR-GCC
• Conectar el Arduino y quemarlo
• sudo make FNAME=codigo1

125. 2.4.- Patrón de diseño: máquina
de estado
125
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

126. 126
Maquina de Estados
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Memoria de
Estados
(SRAM)
Decodificador
de Salidas
(FLASH)
Decodificador
Estado
Siguiente
(FLASH)
Entradas
Estado
Siguiente
Estado
Actual Salidas
Maquina modelo Mealy
Memoria de
Estados
(SRAM)
Decodificador
de Salidas
(FLASH)
Decodificador
Estado
Siguiente
(FLASH)
Entradas
Estado
Siguiente
Estado
Actual Salidas
Maquina modelo Moore

127. 127
Diseño de Estados
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
El Diagrama de Estados es una herramienta gráfica que describe las transiciones paso a
paso de una MSS.
Se representa como un arreglo de círculos (óvalos) interconectados con segmentos con
flechas. Cada círculo (óvalo) representa un estado (Estado Presente) de la MSS y las
flechas representan los flancos de Reloj que hacen que la MSS cambie a otro estado
(Estado Siguiente).
Estados: Representan situaciones
diferentes de una secuencia en el
tiempo.
Segmentos: Representan la
transición de estado en estado.
Solo se ejecutan en el instante del
flanco positivo de Reloj.

128. 128
Diseño de Maquinas de Estado
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Entender los requerimientos del problema
y bajo que condiciones se generan las
salidas (Mealy o Moore).
Diagrama de Estados primitivo (suele tener
estados redundantes), con un estado inicial
al cual se debe regresar al encender la
fuente de poder, al presionar Reset o bajo
condiciones de las entradas.
Tabla de estados primitivo, para identificar y
eliminar estados redundantes. Redibujar el
Diagrama de Estados simplificado.
Asignar códigos/ID de estados y realizar la
implementación

129. 129
Ejemplo
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Para el siguiente diagrama de estados primitivo, encuentre el
diagrama de estados simplificado.
Formato : x / y

130. 130
Ejemplo
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Programar una máquina secuencial que debe detectar una clave correcta de 4 dígitos (1-
2-3-4), cada vez que se detecta la clave se debe generar un pulso en la salida Puerta. La
validación de la clave debe realizarse luego de ingresados 4 dígitos.
Sistema de
Seguridad
Dígito Puerta

131. 131
Respuesta:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
//pines
int puerta = 8;
//Codigo de estados
const int estado_a=0;//inicio
const int estado_b=1;//ingreso digito1
const int estado_c=2;//ingreso digito 2
const int estado_d=3;//ingreso digito3
const int estado_e=4;//ingreso digito 4
const int clave0='1';//digito 1de la clave
const int clave1='2';//digito 1de la clave
const int clave2='3';//digito 1de la clave
const int clave3='4';//digito 1de la clave
//variables
int incomingByte = 0;
int estado;
int estado_actual =0;//estado a
int estado_siguiente=0;
//inicializar
void setup() {
pinMode(puerta,OUTPUT);
Serial.begin(9600);// opens serial port,sets data rate to 9600 bps
}
//funciones
void DecodificadorEstadoSiguiente(){
switch (estado_actual){
case estado_a:
if(incomingByte==clave0){
estado_siguiente=estado_b;
Serial.println("Estado Siguinte:b");
}
break;
case estado_b:
if(incomingByte==clave1){
estado_siguiente=estado_c;
Serial.println("Estado Siguinte:c");
}
break;
case estado_c:
if(incomingByte==clave2){
estado_siguiente=estado_d;
Serial.println("Estado Siguinte:d");
}
break;
case estado_d:
if(incomingByte==clave3){
estado_siguiente=estado_e;
Serial.println("Estado Siguinte:e");
}
break;
case estado_e:
estado_siguiente=estado_a;
Serial.println("EstadoSiguinte:a");
break;
default:
estado_siguiente=estado_a;
break;
}
}
void MemoriaEstado(){
if(estado_siguiente!=estado_actual){
estado_actual=estado_siguiente;
Serial.println("Estadoactual = Siguiente");
}
}
void DecodificadorSalida(){
if(estado_actual==estado_e){
Serial.println("Abrir puerta");
digitalWrite(puerta,HIGH);
delay(2000);
}else{
digitalWrite(puerta,LOW);
}
}
//main
void loop(){
if (Serial.available()> 0) {
incomingByte = Serial.read();
Serial.print("Digito ingresado:");
Serial.println(incomingByte);
}
DecodificadorSalida();//Deco.Salida
DecodificadorEstadoSiguiente();//Deco.Est. Sig.
MemoriaEstado();//Mem.Estado
}
Clave:
1234
https://www.tinkercad.com/things/aXc9Yn8tVyr-glorious-habbi-
migelo/editel?sharecode=EzUd90gvwd18uOZrJr51vVLm9Ty87kE41-Tr3CE5H9Q

132. 132
Ejemplo
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Programar una máquina secuencial que debe detectar una clave correcta de 4 dígitos (1-
2-3-4), cada vez que se detecta la clave se debe generar un pulso en la salida Puerta. La
validación de la clave debe realizarse luego de ingresados 4 dígitos, si la clave es incorrecta
se empezará a contar los Errores. Si el número de intentos fallidos de ingreso de la clave
es mayor a 3, se deberá activar la salida Alarma la cual solo se deberá apagar al ingresar la
clave correcta.
Sistema de
Seguridad
Dígito Puerta
Alarma

133. 133
Respuesta:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
//pines
int puerta = 8;int alarma=7;
//Codigo de estados
const int estado_a=0;//ingreso digito 1
const int estado_b=1;//ingreso digito2
const int estado_c=2;//ingreso digito 3
const int estado_d=3;//ingreso digito4
const int clave0='1';//digito 1de la clave
const int clave1='2';//digito 1de la clave
const int clave2='3';//digito 1de la clave
const int clave3='4';//digito 1de la clave
//variables
int incomingByte = 0;
int estado;
int estado_actual =0;//estado a
int estado_siguiente=0;
int digitos[4];
int errores=0;
//inicializar
void setup() {
pinMode(puerta,OUTPUT);
Serial.begin(9600);// opens serial port,sets data rate to 9600 bps
}
//funciones
void DecodificadorEstadoSiguiente(){
switch (estado_actual){
case estado_a:
digitos[0]=incomingByte;
estado_siguiente=estado_b;
Serial.println("EstadoSiguinte:b");
break;
case estado_b:
digitos[1]=incomingByte;
estado_siguiente=estado_c;
Serial.println("EstadoSiguinte:c");
break;
case estado_c:
digitos[2]=incomingByte;
estado_siguiente=estado_d;
Serial.println("EstadoSiguinte:d");
break;
case estado_d:
digitos[3]=incomingByte;
estado_siguiente=estado_a;
Serial.println("EstadoSiguinte:a");
break;
default:
estado_siguiente=estado_a;
break;
}
}
void MemoriaEstado(){
if(estado_siguiente!=estado_actual){
estado_actual=estado_siguiente;
Serial.println("Estadoactual = Siguiente");
}
}
void DecodificadorSalida(){
if(estado_actual==estado_d){
if((digitos[0]==clave0)&& (digitos[1]==clave1)&& (digitos[2]==clave2)&& (digitos[3]==clave3)){
errores=0;
Serial.println("Abrir puerta");
digitalWrite(puerta,HIGH);
delay(2000);
digitalWrite(puerta,LOW);
}else{
Serial.println("Error");
errores+=1;
}
if(errores>3){
digitalWrite(alarma,HIGH);
Serial.println("AlarmaON");
}else{
digitalWrite(alarma,LOW);
Serial.println("AlarmaOFF");
}
}
}
//main
void loop(){
if (Serial.available()> 0) {
incomingByte = Serial.read();
Serial.print("Digito ingresado:");
Serial.println(incomingByte);
DecodificadorEstadoSiguiente();//Deco. Est.Sig.
DecodificadorSalida();//Deco.Salida
MemoriaEstado();//Mem.Estado
}
}
Clave:
1234
https://www.tinkercad.com/things/aXc9Yn8tVyr-glorious-habbi-
migelo/editel?sharecode=EzUd90gvwd18uOZrJr51vVLm9Ty87kE41-Tr3CE5H9Q

134. Sensor1
End Device
Sensor1
End Device
Sensor3
End Device
Sensor4
End Device
Actuator
(On/Off o PWM)
End Device
Coordinator
134
Tarea
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

135. 135
Tarea 1
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
ActuadorByte On/Off
Del anterior sistema ciberfísico, implementar el actuador utilizando conceptos de
maquina secuencial. La trama de comunicación que deberá recibir y ser validada es la
siguiente:
Start byte ID byte Byte Task Byte Data Byte Checksum
0x24 ($)
0x31 (1) – ED [Sens.1]
0x32 (2) – ED [Sens.2]
0x33 (3) – ED [Sens.3]
0x34 (4) – ED [Sens.4]
0x35 (5) – ED [Act.]
0x36 (6) – C
0x41 (A) – Read
0x42 (B) – Configure SPS
0x43 (C) – Sleep Mode
0x44 (D) – wake up mode
0x00
.
0x30 (0)
.
0xFF ()
XOR (Start byte, ID
byte, byte Task, byte
Data)

136. 136
Tarea 2
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110
Del anterior sistema ciberfísico, implementar uno de los sensores utilizando conceptos de
maquina secuencial. La trama de comunicación que deberá recibir y ser validada es la
siguiente:
Start byte ID byte Byte Task Byte Data Byte Checksum
0x24 ($)
0x31 (1) – ED [Sens.1]
0x32 (2) – ED [Sens.2]
0x33 (3) – ED [Sens.3]
0x34 (4) – ED [Sens.4]
0x35 (5) – ED [Act.]
0x36 (6) – C
0x41 (A) – Read
0x42 (B) – Configure SPS
0x43 (C) – Sleep Mode
0x44 (D) – wake up mode
0x00
.
0x30 (0)
.
0xFF ()
XOR (Start byte, ID
byte, byte Task, byte
Data)
SensorByte
Trama
Sensor
Luego de hacer la lectura del sensor, este End Device deberá responder con la misma
trama agregando el dato leído en Byte data.

137. 137
Referencias:• Introducción al lenguaje C y herramientas GNU
• The C programming Language, Kernighan, Ritchie, 1988
• TCPL_C1
• TCPL_C2
• TCPL_C3
• TCPL_C4
• Introduction to Embedded Systems, Jiménez, Palomera, Couvertier, 2014
• IES_C5
• Gestión de memoria
• The C programming Language, Kernighan, Ritchie, 1988
• TCPL_C5
• Computer Systems, 3ra Edición, Bryant, O'Hallaron, 2017
• CS: 9.8-9.11
• Gestión de memoria y patrón de diseño máquina de estado
• Embedded Systems Design 3ra Edición, Peter Marwedel, 2018
• ESD: 2.4.1-2
• Making Embedded Systems, Elecia White, 2011
• MES: 5
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110

138. 138
Recursos:
• Algunos contenidos vistos en clase como presentaciones,
ejercicios resueltos, entre otros. Serán almacenados y
compartidos en el siguiente Drive:
Sistemas Embebidos
011000010111001101100001011011100111101001100001
01101010011001010110000101101110