🔶 Introducción

Los lenguajes de programación para microcontroladores son un conjunto de herramientas de programación diseñadas específicamente para programar microcontroladores, que son pequeños microprocesadores utilizados en sistemas embebidos y dispositivos electrónicos.

Estos lenguajes son similares a otros lenguajes de programación, pero tienen características especializadas que los hacen adecuados para programar microcontroladores con limitaciones en términos de memoria y recursos de hardware.

📘 Fundamento Teórico

Los microcontroladores pueden ser programados con una amplia gama de lenguajes de programación, incluyendo tanto lenguajes de bajo nivel como lenguajes de alto nivel. Los lenguajes de bajo nivel están más cerca del lenguaje de máquina y se escriben en código binario (0 y 1), mientras que los lenguajes de alto nivel permiten una representación gráfica del programa, como un diagrama de flujo, sin la necesidad de escribir líneas de código.

C
Assembly
MicroPython
BASIC
C++
Arduino

🎚️Nivel de los lenguajes de programación

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📖 Características de Lenguaje C vs ASM vs Arduino

El lenguaje C, C++y el ensamblador (ASM) son dos lenguajes diferentes utilizados para programar microcontroladores. Algunas de las características que los diferencian son las siguientes:

📄 Lenguaje Arduino (basado en C/C++):

Arduino ofrece un IDE fácil de usar que facilita la programación, compilación y carga de código en la tarjeta de desarrollo.
La plataforma Arduino proporciona bibliotecas y funciones que facilitan el acceso y control de los periféricos del microcontrolador, lo que simplifica la programación para iniciantes.
Arduino cuenta con una gran comunidad de usuarios y desarrolladores, lo que se traduce en una amplia variedad de ejemplos, bibliotecas y recursos disponibles.
La plataforma Arduino permite la fácil integración de módulos y shields para expandir las capacidades de la tarjeta de desarrollo, lo que permite desarrollar proyectos de diversa complejidad.
No permite una buena compresión del hardware del microcontrolador al no internarse a un nivel registro
La velocidad de ejecución es mas lenta que con otros lenguajes

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📄 Lenguaje C:

Es un lenguaje de alto nivel que permite escribir código de forma más clara y concisa.
Ofrece una gran cantidad de bibliotecas y herramientas que facilitan el desarrollo de software.
Es más portable y se puede ejecutar en diferentes plataformas sin necesidad de modificaciones significativas.
El lenguaje C es un estándar para todos los microcontroladores.
Requiere más tiempo y recursos para su compilación y ejecución en comparación con el ASM.

📄 Lenguaje ensamblador (ASM):

Es un lenguaje de bajo nivel que permite un control más fino de la CPU y de los periféricos del microcontrolador.
Ofrece una mayor eficiencia en términos de tiempo de ejecución y uso de recursos.
Es más difícil de leer y escribir debido a su naturaleza más técnica y detallada.
Es menos portable y requiere un conocimiento detallado de la arquitectura del microcontrolador y sus periféricos para depurarlo.

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<aside> 💡 La más gran diferencia es que en ensamblador cuenta con un diferente set de instrucciones para cada microcontrolador mientras que el C se puede utilizar el mismo código para diferentes microcontroladores solo cambiando algunos parámetros (portabilidad).

</aside>

<aside> 💡 El lenguaje C acepta instrucciones de ensamblador para hacer tareas que son difíciles de realizar o acceder donde los tiempos de ejecución son críticos.

</aside>

📖 Lenguajes de descripción de hardware (HDL)

Los lenguajes de descripción de hardware (HDL, por sus siglas en inglés) son lenguajes de programación especializados utilizados para describir y modelar circuitos digitales y sistemas electrónicos a nivel de hardware. A diferencia de los lenguajes de programación convencionales, que se centran en la programación de software, los HDL permiten a los ingenieros describir el comportamiento y la estructura de circuitos electrónicos de una manera que se asemeja más a cómo operan en el mundo físico.

📄 Aplicaciones

Diseño de Circuitos Personalizados
Modelado del Comportamiento
Verificación y Simulación
Síntesis Lógica
Descripción de PLD, FPGA y ASIC
Diseño en Paralelo

📄 Ejemplos de lenguajes HDL

VHDL (VHSIC Hardware Description Language) (1983)
ABEL - HDL (Advanced Boolean Expression Language) (1983)
Verilog (1984)
CHDL (C Hardware Description Language) (1992)
JHDL (Java Hardware Description Language) (1996)
AHDL (Altera Hardware Description Language) (1997)
SpecC (1999)
Handel-C (2001)
SystemVerilog (2002)
Bluespec SystemVerilog (2003)
MyHDL (2004)

📖 Lenguajes de programación vs HDL

Aspecto	Lenguajes de Programación	Lenguajes de Descripción de Hardware (HDL)
Propósito	Utilizados para crear aplicaciones y algoritmos que se ejecutan en los microcontroladores o procesadores.	Utilizados para describir la estructura y comportamiento del hardware digital.
Nivel de Abstracción	Alto nivel, enfocado en instrucciones, funciones y algoritmos que implementan lógica o tareas específicas.	Bajo nivel, describiendo componentes electrónicos a nivel de puertas lógicas y conexiones.
Utilización	Control de sistemas, procesamiento de señales, interacción con periféricos, cálculos matemáticos, etc.	Diseño de circuitos digitales, lógica combinacional, circuitos secuenciales, componentes personalizados, etc.
Ejemplos de Lenguajes	C, C++, Python, Rust, Ada, entre otros.	VHDL, Verilog, ABEL, AHDL, XHDL
Sintaxis	Se enfoca en la secuencia de instrucciones y operaciones.	Se enfoca en la conexión de componentes y la lógica del circuito.
Diseño de Hardware	No está destinado al diseño de circuitos, sino a la programación de comportamientos y algoritmos.	Permite diseñar y simular circuitos digitales antes de su implementación física.
Compilación/Síntesis	Se compilan en instrucciones de máquina o bytecode ejecutable.	Se compilan/sintetizan en circuitos electrónicos reales.
Paralelismo	Puede aprovechar paralelismo mediante hilos o procesos concurrentes, pero es más limitado que el hardware.	Puede describir componentes y operaciones en paralelo, reflejando la arquitectura del hardware.