Языком Arduino является C++, но он сильно отличается от большинства разновидностей C++. Язык Arduino имеет множество встроенных абстракций, особенно в аппаратных интерфейсах, что делает его очень простым в использовании. Если у вас есть опыт работы с Java, C и C++ должны быть очень похожи.

Основные различия между Arduino и C++ заключаются в объеме памяти. Обычно современный компьютер имеет более 2 ГБ оперативной памяти, а у Arduino Uno — 2 кБ (в 1 миллион раз меньше). Arduino также использует 8-битные инструкции вместо 32-битных, которые использует компьютер. В основном это повлияет на количество информации, которую вы можете хранить в переменной.

Если вы новичок в мире Arduino, вам следует поискать учебник, так как есть много хороших.

В теории...
На самом деле языка Arduino как такового не существует. На самом деле это просто C++ с некоторыми предметно-ориентированными библиотеками. Они добавляют различные функции, такие как функции, которые вы можете вызывать для управления оборудованием. Если бы у вас не было этих функций, вам пришлось бы напрямую возиться со специальными регистрами, чтобы все контролировать. Вот как обычно делается встроенное программирование. Это быстро, но может быть довольно сложно научиться и понять.

Помимо функций библиотеки добавляют альтернативные имена для некоторых типов. Например, boolean и byte не соответствуют стандарту C++. Однако они напрямую эквивалентны bool и unsigned char.

Все это означает, что вы, вероятно, сможете без труда портировать общий код C++ непосредственно на Arduino. Однако для обратного пути может потребоваться небольшое редактирование.

На практике...
Сказав все это, программирование для Arduino не совсем то же самое, что обычное программирование на C++. Однако многие различия являются общими для всех встраиваемых систем (например, ограниченная память и вычислительная мощность).

Также стоит отметить, что если вы используете официальную среду разработки Arduino, то существуют всевозможные раздражающие причуды и ограничения при настройке кода. Во всех случаях есть обходные пути (насколько мне известно), но иногда они довольно разочаровывают.

Для полной гибкости используйте стороннюю среду разработки (например, Eclipse) с подключаемым модулем для поддержки Arduino. Это должно дать вам все преимущества C++, наряду с библиотеками Arduino.

--- Обновление 170412
Я написал свой первоначальный ответ три года назад с точки зрения существования отдельного «Arduino C++». Язык, используемый в среде IDE, является стандартным C++, поскольку он реализован компилятором GNU C++. «Очевидные» различия появляются, потому что IDE будет выполнять некоторую предварительную обработку, чтобы помочь новичкам в языке избежать пары «подводных камней», заполнив некоторые #includes, f/ex. Но вы можете — и я это делаю — написать для него правильный C++ и получить именно то, что вы ожидаете получить.
--- завершить обновление

Ограничьте использование функций языка C++ теми, реализацию которых вы полностью понимаете. Некоторые функции компилируются в более ресурсоемкий код, чем это видно из исходного кода. Необязательно созданный листинг .lss (объединенный исходный код и сборка) может дать вам хорошее представление о том, что делал компилятор C++, когда вы не смотрели.

На ваш вопрос о памяти: C++ не выполняет сборку мусора. Языки на основе стека, такие как C и C++, выделяют временное хранилище в стеке для автоматических переменных при входе в функцию, которое затем освобождается при выходе из функции, но это не настоящая сборка мусора. Объекты, созданные в куче или глобальной памяти, существуют до тех пор, пока вы не удалите их явным образом. Убедитесь, что вы знаете, где, когда и как долго будут создаваться различные виды объектов. Вы действительно не хотите, чтобы ваш код new-ing и delete-ing объекты волей-неволей. Они будут встроены в память кучи, фрагментируя ее и заставляя ее увеличиваться в стеке. Именно тогда ваш код — и ваш хороший «вертолет» — рухнет.

C делает меньше для вас, поэтому он может сделать меньше для вас. Это неплохой выбор. C с некоторыми функциями C++ может быть даже лучшим выбором, если вы разумно выбираете дополнительные функции. C++, если у вас есть два варианта:

[Исходный ответ] - C++ является стандартизированным языком. Он широко используется во многих средах, включая встроенные системы, и поэтому более тщательно тестируется, чем очень похожий на C++ язык, которым является «Arduino». Это особенно важно для критически важных/безопасных приложений, таких как вы планируете. Разбитый код означает разбившийся «коптер», и даже если он никому не повредит, он сломает вашу дорогую машину.

• Будучи стандартным, C++ является переносимым. Нужно обновить процессор? Все, кроме специфичного для кремния кода, будет перенесено на новый. Нужно изменить набор инструментов, систему разработки, хост-ОС? C++ будет поддерживаться везде. Хотя Arduino IDE будет работать везде, где поддерживается Java, это единственный инструмент, который использует Arduino C++, и это очень ограниченный инструмент. Если вы хотите использовать Eclipse, инструменты AVR, работать босиком в командной строке, разрабатывать в Emacs или любой другой среде, которую вы предпочитаете, стандартный C++ будет поддерживаться.

• IDE Arduino делает все за вашей спиной, в частности, включает файлы .h, когда считает, что они вам нужны. Даже если это правильно, вы действительно хотите написать или, по крайней мере, увидеть и понять все, что увидит компилятор. Языки программирования не созданы для компьютеров (компьютеры едят кусочки на завтрак); они созданы для людей, особенно для людей, которые следят за вами в проекте, самым важным из которых может быть... вы!, когда через 6 месяцев после того, как вы написали модуль, вам нужно вернуться, чтобы улучшить его, или больше скорее всего исправим. Вы действительно хотите иметь возможность видеть все, что видит компилятор.

Каковы преимущества языка C++ по сравнению с языком Arduino при использовании Arduino? У меня есть опыт работы с предварительно обработанными языками, такими как JavaScript, PHP, и я работал с такими языками, как Java и Visual Basic.

Во-первых, компилятор/IDE Arduino принимает C и C++ как есть. На самом деле многие библиотеки написаны на C++. Большая часть базовой системы не является объектно-ориентированной, но может быть.

Таким образом, "языком Arduino" является C++ или C.

C++ не является сборщиком мусора. Он управляет переменными в области видимости — если вы напишете:

int led = 13;

void blinkTimes(int value)
{
   int i;

   for(i=0;i<value;i++)
   {
      digitalWrite(led, HIGH);
      delay(1000);
      digitalWrite(led, LOW);
      delay(1000);
   }
}

Тогда вы обнаружите, что led и i не растут и не протекают, независимо от того, сколько раз вы вызываете blinkTimes.

Если бы i был классом, он бы точно так же удалялся после завершения функции. Поэтому, если вы не используете new или аналогичные функции выделения памяти для создания новых объектов, вам не придется беспокоиться об утечках.

У вас все еще может не хватить памяти, если вы создаете огромные классы и используете много из них в глубоко вложенных функциях, но в целом вы не столкнетесь с проблемами, пока не начнете работать с new и бесплатные функции.

Если вы используете new, вам придется вызывать delete в соответствующее время. В C++ и, соответственно, в Arduino нет автоматической сборки мусора, вы должны явно управлять своей собственной памятью.

По моему опыту, лучше избегать создавать и удалять при работе на компьютерах с ограниченным объемом памяти.

• Управление памятью само по себе использует ценную программу и пространство ОЗУ.
• Вектора ISR задаются во время компиляции. Экземпляру класса сложно (невозможно?) запросить ISR во время выполнения
• Как правило, во время компиляции вы будете знать, какие экземпляры класса вам нужны, например, 3-кнопочные дебаунсеры, драйвер дисплея и драйвер 2-строчного дисплея.
• Управление памятью приводит к неизвестным задержкам при использовании нового или удаления.

Могут быть случаи, когда оправдано использование динамического создания и уничтожения экземпляров, но я подозреваю, что они редки.

Как упоминалось в нескольких ответах, если вы программируете встроенную систему в целом, вам следует избегать new, если вы не управляете своей собственной кучей памяти и действительно не знаете, каковы будут ваши жизненные циклы объекта. Статическое размещение или переменные стека намного безопаснее. Тем не менее, один из распространенных приемов управления такими вещами, как буферы переменной длины, выделенные на время выполнения функции, состоит в том, чтобы иметь автоматическую переменную (в стеке), которая является объектом, вызывающим new в своем конструкторе, и затем поместите delete в деструктор, чтобы, когда объект выходит за пределы области видимости, буфер освобождался обратно в кучу. Опять же, это обычно имеет ограниченное применение на небольших микроконтроллерах, но это хороший шаблон для запоминания.

В дополнение к приведенным выше комментариям я хотел бы еще раз подчеркнуть проблемы с рабочей оперативной памятью, которые возникают на платах Arduino, особенно на платах Uno (и других, использующих тот же микроконтроллер). Недавно я написал простую игру Space Invaders, работающую на светодиодной матрице 32x32, и неоднократно сталкивался с проблемами, вызванными нехваткой памяти.

У Uno всего 2048 байт ОЗУ. Библиотека для моей матрицы заняла 3/4, оставив мне около 400 байт для игры. Поскольку я намереваюсь в какой-то момент «обновить» проект, чтобы запускать несколько игр с одной и той же программной базой на более мощном Due, я разработал код с принципами объектно-ориентированного программирования и большим количеством наследования классов. (Класс игры был унаследован с виртуальными вызовами обновления и отрисовки, все игровые объекты были унаследованы).

У меня практически не хватило памяти, просто добавив захватчиков. Я попытался сэкономить память, разбив их переменные-члены на битовые поля, но снова иссяк при добавлении объектов щита. После еще немного очистки я исчерпал добавление бомб / пуль. На этом этапе я просмотрел код и удалил все «виртуальные» теги (все мои прототипы классов созданы из фрагмента кода Visual Assist, а все деструкторы автоматически становятся виртуальными). Это мгновенно вдвое сократило использование моей памяти, освободив достаточно для завершения кода.

Короче говоря, конечным результатом является код C++, который на самом деле не использует никаких функций C++. Вы могли бы также просто придерживаться C и быть очень осведомленным об использовании вашей памяти. Вы не получите никакой помощи, если превысите 2 КБ — особенно если вы используете какое-либо динамическое выделение, код просто перестанет работать, и вы какое-то время будете ломать голову, пока не оцените возможность переполнения памяти.

PS — Переменные с битовым полем — это плохо. Очень плохо. Помимо добавления накладных расходов на обработку, я потерял счет тому, сколько раз я добавлял новое состояние в игру, но код не запускался, и я не мог понять, почему. Моя переменная состояния была недостаточно широкой, чтобы содержать новое значение состояния, поэтому я получал неожиданное состояние.

Язык Arduino является C++ (хотя обычно реализуется в стиле, больше похожем на "C с классами", что на самом деле довольно распространено в мире микроконтроллеров встраиваемых систем). Конец истории. Хватит думать, что это уже другой язык! Он использует компилятор g++.

Доказательство:

Включите подробный вывод во время компиляции в настройках и загрузки, и вы многому научитесь, просто читая эти строки.

Дополнительная информация:

Мои собственные слова:

Код Arduino является C++. Основные функции Arduino — это просто набор классов и библиотек C++, которые вы можете использовать. Он создается и компилируется с использованием компилятора GNU gcc/g++. Ваши функции setup() и loop() просто помещаются в обязательную функцию main() (прямо здесь -- обратите внимание, что файл называется "main.cpp", который является исходным файлом C++) автоматически для вас, и выполняется некоторая дополнительная предварительная обработка, чтобы убедиться, что это допустимый C++ программа (например, сканирование всех прототипов функций [иначе: объявлений] для вас, чтобы вы могли использовать функцию, даже если ее прототип появится позже в вашем .ino-файле). Однако большая часть Arduino написана в «стиле C», поэтому для нее требуются фигурные скобки # extern «C» {}, чтобы C++ не мог использовать "изменение имени" (также известное как "украшение имени" /name decoration") вызывает функции C, реализованные AVR-libc, который является реализацией C для ATmega328 и других микроконтроллеров с AVR-архитектурой.

Слова Ардуино:

"Можно ли запрограммировать плату Arduino на C?
На самом деле вы уже есть; язык Arduino — это просто набор функций C/C++, которые можно вызывать из вашего кода. Ваш скетч подвергается незначительным изменениям (например, автоматическая генерация прототипов функций), а затем передается непосредственно компилятору C/C++ (avr-g++). Все стандартные конструкции C и C++, поддерживаемые avr-g++, должны работать в Arduino. Дополнительные сведения см. на странице процесса сборки Arduino."

Источник: https://www.arduino.cc/en/Main/FAQ#toc13

Когда использовать библиотеку Arduino вместо чистого C или C++?

Итак, используйте язык Arduino там, где он упрощает работу, и пишите свои собственные функции там, где вам нужна дополнительная специализация. Я рекомендую быстро отказаться от IDE для написания кода - просто используйте его для компиляции. Установите настройки IDE для использования «Внешнего редактора». Затем используйте профессиональный редактор исходного кода/IDE, например Sublime Text 3, Atom, Visual Studio Code или Eclipse CDT для написания кода. Затем вы можете вернуться к Arduino IDE для компиляции и загрузки. Если вы используете Eclipse, в Eclipse есть способы сделать это (см. другие ответы здесь и см. статью об Eclipse на игровой площадке Arduino и здесь), так что рассмотрите возможность использования и этих методов.

См. мой ответ здесь: Какие существуют другие IDE для Arduino?. Я написал подробный PDF-файл с описанием установки.