Arduino Simulator en Unity

Un simulador completo de Arduino desarrollado en Unity que ejecuta programas reales compilados desde Arduino IDE mediante archivos .hex.

📋 Tabla de Contenidos

• Características
• Capturas de Pantalla
• Instalación
• Uso Rápido
• Arquitectura del Sistema
• Documentación Técnica
• Contribución
• Roadmap
• Licencia

✨ Características

🎯 Simulación Completa AVR

• Ejecución de archivos .hex reales compilados desde Arduino IDE
• Procesador AVR simulado con registros, memoria y stack
• Sistema de debugging avanzado con visualización en tiempo real
• Timing configurable para diferentes velocidades de simulación

🔧 Funcionalidades Implementadas

• ✅ Parser completo de archivos Intel HEX
• ✅ Simulación de instrucciones AVR (LDI, OUT, SBI, CBI, RJMP, CALL, RET)
• ✅ Gestión de memoria (SRAM, EEPROM, registros I/O)
• ✅ Control visual de LEDs con efectos realistas
• ✅ Sistema de puertos I/O (PORTB, DDRB, PINB)
• ✅ Control manual y automático mediante interfaz

🎮 Interfaz de Usuario

• Controles en tiempo real: Toggle, Blink, Modo automático
• Visualización del estado: Registros, memoria, contador de programa
• Debug interactivo: Ejecución paso a paso o continua
• Interfaz Unity integrada: Controles GUI nativos

📷 Capturas de Pantalla

Nota: Agrega aquí capturas de pantalla de tu simulador en funcionamiento

🚀 Instalación

Prerrequisitos

• Unity 2022.3 LTS o superior
• Arduino IDE (para compilar programas .hex)
• Git (para clonar el repositorio)

Pasos de Instalación

1. Clona el repositorio

   git clone https://github.com/tu-usuario/arduino-simulator-unity.git
   cd arduino-simulator-unity

2. Abre en Unity

   • Abre Unity Hub
   • Haz clic en "Add project from disk"
   • Selecciona la carpeta del proyecto clonado
   • Abre el proyecto

3. Configura la escena

   • Abre la escena Assets/Scenes/ArduinoSimulator.unity
   • Presiona Play para probar el simulador

4. Agrega tus archivos .hex

   • Coloca tus archivos .hex en Assets/StreamingAssets/
   • Configura la ruta en el componente HexFileParser

🎯 Uso Rápido

Simulación Básica

1. Carga un programa .hex:

   // En el inspector del HexFileParser
   Hex File Path: "sketch.hex"  // Tu archivo compilado
   Load On Start: true

2. Controles de teclado:

   • ESPACIO: Toggle LED
   • B: Parpadeo LED (5 veces)
   • A: Modo automático ON/OFF

3. Debug avanzado:

   • Habilita "Enable Debug" en AVRSimulator
   • Usa "Step By Step" para ejecución manual
   • Observa la ventana de debug en tiempo real

Compilar Programa Arduino

// Ejemplo: Blink LED (Pin 13)
void setup() {
  pinMode(13, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(13, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(13, LOW);
  delay(1000);
}

Compilar:

1. Arduino IDE → Sketch → Export compiled Binary
2. Copia el archivo .hex a StreamingAssets/
3. Ejecuta el simulador

🏗️ Arquitectura del Sistema

Componentes Principales

graph TD
    A[HexFileParser] --> B[ProgramMemory]
    B --> C[AVRSimulator]
    C --> D[InstructionDecoder]
    C --> E[MemoryManager]
    C --> F[IOController]
    F --> G[LEDController]
    C --> H[DebugInterface]

Loading

Flujo de Ejecución

1. HexFileParser: Lee y valida archivos Intel HEX
2. AVRSimulator: Motor principal de simulación
3. InstructionDecoder: Decodifica y ejecuta instrucciones AVR
4. MemoryManager: Gestiona SRAM, registros y EEPROM
5. IOController: Maneja puertos de entrada/salida
6. LEDController: Renderiza efectos visuales de LEDs

📚 Documentación Técnica

Scripts Principales

Script	Descripción	Responsabilidad
AVRSimulator.cs[1]	Motor principal del simulador	Ciclo de ejecución, debugging, control de estado
HexFileParser.cs[3]	Parser de archivos Intel HEX	Lectura, validación y carga de programas
LEDController.cs[4]	Control visual de LEDs	Efectos, animaciones, materialES emisivos
ArduinoController.cs[1]	Controlador de alto nivel	Interfaz unificada, controles manuales
UIController.cs[5]	Interfaz de usuario	Botones, sliders, indicadores de estado

Instrucciones AVR Soportadas

Instrucción	Opcode	Descripción	Estado
LDI	0xE000	Load Immediate	✅ Implementado
OUT	0xB800	Store Register to I/O	✅ Implementado
SBI	0x9A00	Set Bit in I/O Register	✅ Implementado
CBI	0x9800	Clear Bit in I/O Register	✅ Implementado
RJMP	0xC000	Relative Jump	✅ Implementado
CALL	0x940E	Call Subroutine	✅ Implementado
RET	0x9508	Return from Subroutine	✅ Implementado

Configuración Avanzada

[Header("Configuración del Simulador")]
public float clockFrequency = 16000000f;  // 16 MHz
public int instructionsPerFrame = 100;    // Rendimiento
public bool enableDebug = true;           // Información debug
public bool stepByStep = false;           // Ejecución manual

🤝 Contribución

¡Las contribuciones son bienvenidas! Sigue estos pasos:

1. Fork el proyecto
2. Crea una rama feature (git checkout -b feature/AmazingFeature)
3. Commit tus cambios (git commit -m 'Add some AmazingFeature')
4. Push a la rama (git push origin feature/AmazingFeature)
5. Abre un Pull Request

Áreas que Necesitan Contribución

• 🔧 Instrucciones AVR adicionales (MUL, FMUL, BST, BLD)
• ⚡ Sistema de interrupciones (Timer, External, ADC)
• 🎛️ Periféricos adicionales (UART, SPI, I2C, ADC)
• 🐛 Testing y QA (Unit tests, integración)
• 📖 Documentación (Tutoriales, ejemplos)

🗺️ Roadmap

Versión 1.1 (Próxima)

• Sistema básico de interrupciones
• Instrucciones aritméticas avanzadas
• Mejorar precisión de timing
• Breakpoints condicionales

Versión 1.2

• Simulación de UART/Serial
• ADC para sensores analógicos
• PWM para control de servos
• I2C/SPI básico

Versión 2.0

• Soporte múltiples placas Arduino
• Sistema de plugins
• Exportación de datos de simulación

📄 Licencia

Este proyecto está licenciado bajo la Licencia MIT - ver el archivo LICENSE para detalles.

🙋‍♂️ Soporte y Contacto

• Autor: Héctor Helí Ruiz García

• Issues: GitHub Issues

• Discussions: GitHub Discussions

• Email: hectorheli.dev@gmail.com - hh_rg@hotmail.com

🏆 Reconocimientos

• Comunidad Arduino por la documentación del AVR
• Unity Technologies por el motor de juego
• Contribuidores del proyecto Intel HEX format

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