Fase 1: Fundamentos de C y Lógica de Software

📖 Teoría a Estudiar

Test Unitario e Inyección de Datos Falsos (Mocking)

Uno de los mayores errores en el desarrollo de sistemas embebidos de grado industrial es acoplar la lógica matemática directamente al hardware. Si tu función para calcular el flujo de líquido lee el registro del hardware directamente (ej. ADC1->DR), no puedes probar tu lógica sin tener el hardware conectado, encendido y con gas fluyendo.

La solución es el Desacoplamiento. Consiste en diseñar tus funciones para que reciban datos a través de parámetros. En producción, el parámetro viene del sensor real. En desarrollo, tú inyectas datos falsos (mocks) desde la PC para forzar escenarios extremos (sobrepresión, desconexión, ceros) y verificar matemáticamente si el código sobrevive sin necesidad de flashear el microcontrolador.

Los Pasos para el Test Unitario

1. Aislar: Extrae la fórmula o el algoritmo de toma de decisiones a una función que devuelva un valor y no interactúe con pines ni registros (ej. GPIOA).
2. Inyectar: Crea un archivo de prueba en C que se compile nativamente en tu computadora (GCC/MinGW), no para el microcontrolador. Llama a tu función pasándole parámetros diseñados a mano (casos borde).
3. Afirmar (Assert): Usa la macro assert() de la librería estándar para obligar al programa a cerrarse con error si la función no devuelve el valor matemático esperado.

⚙️ Ejercicios Prácticos

Ejercicio 1: Desacopla la lógica de conversión de presión y escribe un test unitario que inyecte 3 escenarios distintos: cero absoluto, presión normal y saturación de sensor.

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <assert.h>

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// 1. CÓDIGO DE PRODUCCIÓN (Hardware Agnostic)
// Este código irá al STM32, pero está 100% aislado.
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// Transductor de presión 0-250 PSI. ADC de 12 bits (0-4095).
uint32_t calcular_presion_psi(uint16_t adc_raw) {
    // Si hay un error de hardware y manda ruido por encima de 4095
    if (adc_raw > 4095) { 
        return 0xFFFFFFFF; // Código de error de saturación
    }
    
    // Mapeo lineal usando punto fijo (Día 38)
    // Formula: PSI = (ADC * Rango_PSI) / Res_ADC
    uint32_t presion = (adc_raw * 250) / 4095;
    return presion;
}


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// 2. ENTORNO DE TEST (Se compila y corre en tu PC)
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void ejecutar_tests_unitarios() {
    printf("Iniciando bateria de tests de presion...\n");

    // Test 1: Inyección de límite inferior (Mock = 0)
    assert(calcular_presion_psi(0) == 0);
    printf("[OK] Test Límite Inferior (0 PSI)\n");

    // Test 2: Inyección de límite superior seguro (Mock = 4095)
    assert(calcular_presion_psi(4095) == 250);
    printf("[OK] Test Límite Superior (250 PSI)\n");

    // Test 3: Inyección de media escala (Mock = 2047)
    // (2047 * 250) / 4095 = 124.96 -> 124 truncado
    assert(calcular_presion_psi(2047) == 124);
    printf("[OK] Test Media Escala (124 PSI)\n");

    // Test 4: Manejo de fallas de hardware (Out of bounds)
    assert(calcular_presion_psi(5000) == 0xFFFFFFFF);
    printf("[OK] Test Tolerancia a Fallos\n");

    printf("TODOS LOS TESTS PASADOS CON EXITO.\n\n");
}

int main(void) {
    // Al ejecutar este ejecutable en tu consola de Windows/Linux,
    // validarás instantáneamente que la matemática de tu firmware es perfecta.
    ejecutar_tests_unitarios();
    return 0;
}
        

📝 Resumen del Día

• El acoplamiento de hardware (leer registros de periféricos directamente dentro de funciones matemáticas) hace que el código sea imposible de probar de forma automatizada.
• Inyectar mocks (datos falsos simulados) te permite forzar escenarios críticos (temperaturas bajo cero, sobrepresión, pérdida de señal) que serían lentos, costosos o peligrosos de replicar físicamente.
• La macro assert() actúa como un guardián de calidad: verifica que la salida de tus algoritmos coincida matemáticamente con la teoría esperada al someterse al entorno de test en tu PC.