FAQ: Vastauksia kysymyksiin ja palautteeseen¶
Tällä sivulla vastaamme C-kielen osuudesta luento- ja harjoituspalautteessa esitettyihin kysymyksiin ja kommentteihin luentokappaleittain.
Kurssin suorituksesta¶
Q: Kurssi jäi kesken edellisenä vuonna.. pitääkö nyt aloittaa alusta?
A: Ei. JTKJ ja/tai TKJ-kursseille tehdyt kurssisuoritukset säilyvät yhden vuoden, eli tarvitsee tehdä vain puuttuvat osiot kurssisuorituksesta. Sinun on kuitenkin toteutettava täysi lohko: c-ohjelmointi ja kurssiprojekti.
Q: Mitä täsmälleen tarkoittaa harjoitustehtävien deadline?
A: Arvosanaan lasketaan deadlineen mennessä suoritetut pisteytetyt harjoitustehtävät luentokappaleista 1-12. Kaikki nämä tehtävät löytyvät materiaalista Harjoitus-alasivuilta. Luentomateriaalin seassa olevia johdanto- tai pisteyttämättömiä luentotehtäviä ei lasketa arvosanaan.
Q: Tuleeko harjoitustehtävissä pisterangaistusta, jos yrittää samaa tehtävää useammin?
A: Ei tule. Jokaista tehtävää saa yrittää niin monesti kun on tarpeen. Tehtäväpisteet saa kun tarkistin hyväksyy vastauksen. Emme kuitenkaan suosittele Lovelacen käyttämistä C-kielen virheentarkistajana.. mieluummin kysykää assistenteilta.
Q: Laboratorioharjoitus-viikon aikataulu ei minulle kertakaikkiaan sovi!
A: Keskustele kurssin henkilökunnan kanssa. Ilman harjoituksia et voi saada Texas boardia.
Q: Voiko harjoitustyön tehdä Arduinolla?
A: Yleisesti, ei voi. Tosin, jos olet tehnyt harrastuksen tms puitteissa vaativamman Arduino-pohjaisen sulautetun järjestelmän, niin voi sitä ehdottaa ja katsomme sitten täyttääkö se kurssin harjoitustyön vaatimukset.
Q: Sivuaineopiskelijana (tai vastaavana) suoritan yhtaikaa Ohjelmoinnin Alkeet-kurssia ja JTKJ-kurssia. Nyt minulla on vaikeuksia suoriutua JTKJ-tehtävistä, koska ne edellyttävät osaamista, jota OA-kurssilla ei ole vielä käsitelty.
A: OA-kurssi vaaditaan JTKJ:n esitietoina. Kursseja ei ole laadittu niin, että ne voisi suorittaa yhtaikaa eikä kurssimateriaalia ole mitenkään synkronoitu. Me kurssien opettajat emme voi asiaan vaikuttaa, joten antakaa palautetta opinnoistanne vastaaville henkilöille.
Lovelacesta¶
Q: Tarkistinohjelma kaatuu koko ajan.
A: Tällaisesta tiedosta olemme varsin kiinnostuneita. Voitko tulla näyttämään harjoituksiin tai lähettää viestiä, miten tarkalleen kaatuminen tapahtuu? Mukaan mielellään vastauksesi URL.
When you receive a JSONDecodeError in Lovelace it usually means that you have memory problems in your code (basically you are trying to use memory positions that you are not supposed to use, e.g. overflow). In that case, the checker will kill the process. Check carefully your loops and be sure that you are not trying to read/modify array positions outside its limits.
There is absolutely nothing we can do with the checker crashing when your submission violates memory limits. It is impossible to get anything out of the checker because the OS kills the entire process stack immediately when you try to access memory outside of your reserved area. So if you get a "checker crashed" report, your program is likely having this problem.
Q: Laitoin tehtävävastauksen koodia palautteeseen, enkä ole kuullut siitä sittemmin. Missä vika?
A: Palaute näkyy meille anonyymisti, joten emme tiedä keneen olla yhteydessä. Ja emme julkaise vastauksia tehtäviin, ainakaan ennenkuin deadline on paukkunut.
C-kielen harjoitustehtävät¶
Codeblocks¶
Q: Kun kääntää/suoritan koodin Codeblocksissa, saan tämän viestin: undefined reference to 'WinMain
A:
Tarkista, että
A:
Tarkista, että
main
funktio on toteutettu. Tarkista, että
main
funktio on vain yhdessa tiedostossa. Tarkista, että olet luonut "Console application" projectin, etkä "Windows GUI".
Käynnistä Codeblocks uudelleen.
3. Bitit ja lukujärjestelmät¶
Q: Hihat palaa lukujärjestelmämuunnoksia ja bittioperaatioita tehdessä... ja hei laskimet on keksitty!
A: Nämä asiat ovat tieto/sähköinsinöörin sen verran perusosaamista, että ne pitäisi kyllä mennä päässälaskuna..
Q: Miten voin esittäää binääriluvun C:llä? Netissä käytettiin etuliitettä 0b.
A: Etuliite 0b ei ole standardinmukaista C:tä, vaan kääntäjien lisäominaisuus. Kurssilla käytettävässä gcc:ssä se nyt sattuu toimimaan.
Binääriluvut on kyllä helppo esittää heksalukuina, kts luentomateriaali.
Q: Heksadesimaalissa yleensä negatiivinen on miinus (-) merkki eikä 8(0b1000) -> ylöspäin olevat bitit.
A: Totta, heksadesimaalien kanssa voi käyttää myös miinusmerkkiä. Tietokone toki käsittelee myös nämä miinusmerkkiset heksaluvut 2-komplementtilukuina, eli kääntäjä tekee sisäisesti itse muunnoksen.
Huomataan, että sijoitus
int8_t neg = -0x81
(ikäänkuin "kaksi miinusmerkkiä") ei mahdu lukualueeseen, vaan tarvitsee 9. merkkibitin, jolloin 8. bitti luetaan lukuarvoon kuuluvaksi. Kurssilla haluamme käyttää 2-komplementtiesitystä. Esimerkiksi, oheislaitteen laiterekisteriä lukiessa ainoa tapa välittää sekä positiivisia ja negatiivisia lukuja on 2-komplementtiesitys.
5. Bittioperaatiot C-kielessä¶
Q: Jos hiuksia halotaan niin eikö lopussa olevasta operaatioiden suoritusjärjestys -taulukosta puutu vasemmalta oikealle suoritettavat viittauksen jälkeiset sijoitusoperaattorit ++ ja --? Taulukosta löytyvät käsittääkseni vain oikealta vasemmalle suoritettavat "sijoita ensin ja viittaa nyt" ++ ja -- operaattorit. Esimerkki:
uint8_t n = 4;
printf("%d\n", n++); // <- puuttuu, palauttaa 4
printf("%d\n", ++n); // palauttaa 6
printf("%d\n", --n); // palauttaa 5
// jostain syystä näissä silmukoissa toimii myös ++i ja --i täysin samoin kuin i++ ja i--?!?
for (uint8_t i; i < 10; i++) {}
for (uint8_t i; i < 10; ++i) {}
A: Hyvä kysymys, tähän liittyy useampikin asia.
1) Taulukossa on tarkoitus kuvata suoritusjärjestystä laskevasti riveittäin niin, että ylempänä on korkeampi suoritusjärjestys (ts. prioriteetti) ja riveillä se riippuu suoritussuunnasta.
Suoritussuunta tarkoittaa sitä, että jos meillä on saman prioriteetin operaattoreita useampi samassa lauseessa, niin miten päin niiden suoritusjärjestys tulkitaan, oikealta vasemmalle vai vasemmalta oikealle? Operaattorilla Q:
(a Q b) Q c
vai a Q (b Q c)
? Kurssilla sulkeita käyttämällä ei näistä tarvitse murehtia. 2) Lisäksi, näiden unaaristen operaattorien käytössä funktion parametreinä tulee olla varovainen, koska arvojen laskentajärjestys (sidontajärjestys) on kääntäjäriippuvainen. Asiaa on käsitelty oppikirjassa (Kernigham & Ritchie, kpl 2.12).
// Tässä ei tiedetä kumpi operaatio suoritetaan ensin, ++ tai pow()
printf("%d %d", ++n, pow(2,n));
// Selkeä tapa tehdä tämä olisi (esimerkiksi)
++n;
printf("%d %d", n, pow(2,n));
3) Vielä, for-lauseella on aina sama suoritusjärjestys niin, että sijoitusoperaatio tulee viimeisenä. Ei siis ole väliä miten ++-operaattori on käytössä, koska se suoritetaan aina iteraation lopussa.
7. Ohjausrakenteet C:ssä¶
Q: En saa tulostettua 64-bittisiä lukuja printf:llä. (Googlella löysin kummallisen %PRI64d-määrevakion, jolla homma onnistuu..)
A: Isojen lukujen tulostaminen saattaa (arkkitehtuurista ja kääntäjästä riipuen) vaatia muotoilumääreen
%lld
(long long int) käyttöä, kun "pelkkä" %ld
ei riitä. Jossain kääntäjissä voi tarvita tässä %i64d
-muotoilumäärettä. 9. Osoittimet¶
Q: Tarkistimessa täytyy olla vika, kaikki näyttää olevan oikein, mutta hexspeak-tehtävä ei vaan mene läpi!
A: Tarkista for-looppisi indeksi ja ehtolause..
SensorTagin ohjelmointi¶
Tässä ohjeistusta muutamaan yleiseen ongelmatilanteeseen, joihin SensorTagia koodatessa voi törmätä. Sivua päivitellään sitä mukaa kun uusia yleisiä kysymyksiä tulee.
Kysytyimmät kysymykset¶
Q: Miten tulostaa anturidataa konsoli-ikkunaan?
A: Konsolin debug-ikkunaan tulostetaan merkkijonoja
System_printf
-funktiolla, jota on käsitelty luentomateriaalissa 8. C-Kielen syöte ja tulostus (ne tuhannen taalan vinkit). Mutta.. RTOS:n toteutuksesta johtuen funktiota ei pidä käyttää kuten standardikirjaston tulostusfunktiota, eli argumenteissa ei anneta tulosteltavia numeroarvoja merkkijonoon. Täytyy siis toimia seuraavasti:
- Käytetään funktiota
sprintf
, jolla muodostetaan ensin haluttu merkkijono. Liukuluvut, kokonaisluvut, kirjoitusmerkit, ym, tulostetaan tähän merkkijonoon. - Tämä merkkijono annetaan
System_printf
:lle argumentiksi. - Lopuksi ei unohdeta funktiokutsua
System_flush
, joka vasta näyttää merkkijonon konsoli-ikkunassa.
Q: Miksi
System_printf
ei tulosta mitään?A: Funktio
System_printf
laittaa viestin vasta debuggerin puskuriin, josta se lähetetään USB-kaapelin toisessa päässä odottavalle konsolille vasta, kun koko puskuri tyhjennetään kerralla funktiolla System_flush
. Ohjelmassa voi miettiä tarpeen mukaan, haluaako tulostaa rivin kerrallaan heti konsolille (eli kutsua flushia jokaisen printin jälkeen) vai kerätä tuloksia puskuriin ja tyhjentää useampi viesti kerralla. Jälkimmäinen tapa on nopeampi ohjelman suorituksen kannalta, kun ei olla jatkuvasti siirtämässä viestejä laitteen, debuggerin ja konsolin välillä.
SensorTag-laite¶
Q: Jotain kummaa tapahtuu, mutta en hoksaa koodista mistä on kyse..
A: Nyt tässä on ainakin kolme vaihtoehtoa selvittää ongelmaa:
- Debug-välitulostuksilla (se
System_printf
..) seurataan miten ohjelman suoritus etenee. - Debuggerilla voi kontrolloida ohjelman suoritusta kirjaimellisesti rivi kerrallaan ja seurata esim muuttjien arvoja, jolloin voi yrittää löytää ajonaikaisen virheen aiheuttaneen rivin. Tosin joskus se rivi, johon ajo pysähtyy ei ole virheellinen ja myös laajemmassa ohjelmassa Kohdan 1. debug-tulostukset voivat olla parempi vaihtoehto jäljittää ongelmakohta. Vastaavasti debuggeri toimii paremmin tilanteissa, joissa Kohdan 1. hitaat debug-tulostukset sotkevat ohjelman toimintaa.
- Assarilta voi aina kysyä chatissa tai harjoituksissa
Hyvä ratkaisu omatoimiseen koodiongelmien selvittelyyn onkin käyttää molempia debug-tulostuksia ja debuggeria yhtaikaa!
Q: Miksi SensorTag jää jumiin itsekseen heti käynnistettäessä tai ajon aikana?
A: Tässäkin voi olla monta syytä:
- Laitteen muisti loppuu. No, tässä on parikin pointtia mitkä on syytä tarkistaa.
- Taskien pinomuisti voi olla varalta liian iso. 2048 tavun pinomuisteja
STACKSIZE
ei tarvita juuri muualla kuin displayTaskissa "näyttömuistiksi". Usein riittää pienempikin pinomuisti kuten 512 / 1024 tavua (STACKSIZE
n pitää olla muotoa 256*n, n>1). - Liian iso taulukko anturidatan keruuseen, varsinkin MPU9250-sensorilla. Luokkaa sadan alkion kokoinen taulukko on jo siinä ja siinä.. MPU9250:lla 6 mittausarvoa * 8 tavua * 100 alkiota.
- Liian kauan suoritettava keskeytyksenkäsittelijä jumittaa laitteen kun muu toiminnallisuus (edes RTOS) ei pääse etenemään. Siirrä toiminnallisuutta pois käsittelijästä taskikoodiin ja kontrolloi suoritusta tilakoneen avulla. Usein (=aina) paras tapa käsittelijässä onkin vain asettaa tilamuutos ja reagoida siihen taskeissa.
- Unohtunut
Task_sleep
ajaa kyseistä taskia loputtomiin taicommtask
:ssa oleva ylimääräinen pitkäkestoinen toiminta. - Komponenttien/oheislaitteiden käyttäminen muualla ohjelmassa kuin siinä taskissa missä ne on alustettu. Tyyppiesimerkki on että näytölle tulostusta tai sen tyhjennystä
Display_clear
tehdään monessa taskissa. Korjaa asia toteuttamalla displayTaskiin sama tilakoneen avulla.
Q: Miksi muita Taskeja ei suoriteta, kuin yhtä?
A: Luultavasti ainoasta suoritettavasta taskista puuttuu
Task_sleep
, jolloin muut eivät saa suoritusaikaa. Muista, että commtask
issa ei saa olla Task_sleep
-kutsua!Q: Miksi virtanappi ei käynnistä SensorTagia kun se on kiinni tietokoneessa?
A: Debuggerin ollessa kiinni SensorTagissa, laite emuloi standby-tilaa. Debuggerin omista syistä laitteen herättäminen ei siis debugattaessa toimi, mutta sen toimintaa voi kokeilla yksinkertaisesti kun laitteen käynnissäoloaikana debuggaus ei ole ollut päällä. Siis virtanapin pitäisi toimia, kun SensorTagin kiinnittää tietokoneeseen USB:llä uudestaan koskematta kehitysympäristöön. Myös emuloinnista johtuen SensorTagia kannattaa käyttää paristolla ilman Debugger Devpack -levyä.
Sensorit¶
Q: En tiedä mistä aloittaa sensorien käyttämisen!
A: Lämpötilasensorin TMP007 käyttäminen on kuvattu luentomateriaalissa esimerkkinä.. copy&pastella pääsee jo pitkälle. Harjoitustyössä MPU9250:n käyttämisestä löytää esimerkin opiskelijoiden tiedostonjaosta.
Q: Yritän lisätä ohjelmaani sensoreita, mutta kääntäjä ei löydä niiden kirjastofunktioita..
A: Sensoreita ja muita lisälaitteita varten pitää includettaa jokaisen käytettävän sensorin otsikkotiedosto
nimi.h
, tsekkaa siis mitä projektiaihion sensors
-hakemistossa onkaan. Muista toteuttaa sensorikirjaston vastaavan kooditiedoston loppuun rekisterit tulkitsevan funktion
nimi_get_data
vaatima toiminnallisuus.Q: Sensorin alustus (
x_setup
-funktiossa) epäonnistuu!A: Syitä voi olla monia, mutta useimmiten yritetään käyttää samaa i2c-väylää usean sensorin kanssa keskusteluun yhtaikaa. i2c-yhteys pitää aina sulkea ennen uuden yhteyden aukaisua.
Q: Kuinka voin havainnollistaa sensoridataa?
A: SensorTagien ohjelmointiin käytettävistä IDEistä löytyy jopa
Graph
-toiminto jolla voi tehdä kuvaajia debuggeria käyttäen (näkyy olevan Youtubessa lyhyt video aiheesta). Luentomateriaalissa harjoitustyö-kappaleessa on annettu myös vinkkejä anturidatan visualisointiin kehitysympäristön ulkopuolella. Saa käyttää esim. M$ Exceliä, gnuplottia, python-kirjastoja, Matlabia, ym.
Sensoridata kannattaa näitä ohjelmia varten kerätä csv-muodossa, jota useimmat ohjelmat osaavat lukea sisäänsä suoriltaan.
Grafiikka ja ääni¶
Q: Miten laitteesta saa ääntä?
A: SensorTagissa on yksinkertaisia piippauksia tuottava komponentti eli summeri (engl. buzzer). Esimerkkikooditiedosto löytyy opiskelijoiden tiedostonjaosta. Summeri on kiinni I/O-pinneissä, joten tarvitaan samat pinnien konfiguraatiot ja aukaisut kuten esimerkiksi painonapille. Pinnin config löytyy CC2650STK.c-tiedostosta muiden tutun näköisten rivien välistä.
buzzerOpen
:in kutsumisen jälkeen pitää luonnollisesti odottaa esimerkiksi Task_sleep
illä ennen buzzerClose
:a että ääni kerkeää kuulua. Biisien huudattamiseen embedded systems-ghettoblasterilla löytyy google-haulla lukuisia esimerkkejä.
Opiskelijoiden tiedostonjaosta buzzer-kirjaston käytössä on kehitysympäristöstä riippuen pientä säätöä. Jos kääntäjä valittaa, ettei
driverLib/timer.h
-otsikkotiedostoa löydy, niin vaihtakaa hakemistopolkuun iso L <-> pieni l..Q: Miten
GrImageDraw
:lla voi piirtää kuvia näytölle?A: Kuva esitetään bitmap-muodossa ykkösinä ja nollina, jolloin ykkönen tarkoittaa että kyseinen pikseli on päällä. Grafiikkakirjasto ja funktio
GrImageDraw
piirtää kuvan "oikein päin" eli korkeus * leveys
-kuvan ensimmäinen rivi määräytyy ensimmäisestä leveys
bitistä vasemmalta oikealle. Luentomateriaalissa on ohjeet 8x8-pikselin kokoisten kuvien piirtämiselle ja opiskelijoiden tiedostonjaossa on esimerkki isompien kuvien piirtämisestä näytölle.
Kuvia voi piirtää itse vaikkapa paintissa pikseli kerrallaan ja lopuksi muuntaa raa'asti laskemalla kuva heksadesimaaliksi, tai toki voi tehdä itse kuvaeditorin, joka muuntaa valmiin kuvan heksadesimaaliin. Ok, on bitmap-kuvaeditoreita valmiina netissäkin..
Tilakone¶
Q: Kopsasin tilakone-esimerkin luentomateriaalista ja nyt tulee errori
expected an identifier
tmv virheilmoitus.A: Materiaalissa todetaan ettei esimerkki toimi sellaisenaan, johtuen
IDLE
-tilasta kun tämä vakio on jo RTOS:n käytössä. Mieti uudet nimet tiloille.Q: Miten voi seurata tilakoneen toimintaa useassa eri taskissa?
A: Debug-tulostuksilla.. eli tilakoneen tilamuutoksista viesti konsoli-ikkunaan.
Kehitysympäristö ja konsoli¶
Q: Mikä debuggeri?
A: Debuggeri on (sulautetuissa järjestelmissä) yleensä erillinen fyysinen laite ja siihen liittyvä ohjelmisto, jolla voidaan ohjata mikrokontrollerin toimintaa ja ohjelman suoritusta siinä. Debuggeri on kätevä varsin kampe sulautetussa ohjelmistokehityksessä ja onkin mukana kaikissa moderneissa laitteissa ja niiden kehitysympäristöissä. SensorTagin debuggeri on se erillinen piirilevy näytön ja laitteen välissä, missä se virheä ledi on aina päällä.
Debuggerin käyttö perustuu breakpointtien asetteluun ohjelmakoodiin. Ohjelmassa voi olla useita eri breakpointteja yhtaikaa. Breakpointilla merkitään (ympyrä tms merkki koodirivin kohdalla editorissa) ohjelmakoodista paikkoja, joihin ohjelman suorituksen halutaan pysähtyvän livenä. Kun ohjelman suoritus pysähtyy, debuggerilla on pääsy laitteen tilaan, muistiin, (joskus jopa oheislaiteisiin,) ym.
Debuggeri-ohjelman paneelissa on erilaisia toimintoja ohjelman suorittamiseen, kuten rivi kerrallaan (esim. step over) tai ohjelman suoritus seuraavaan breakpointtiin asti (run).
Lopuksi¶
Kysyvähän ei tieltä eksy.
Tällä kurssilla todellakin annetaan vain kalpea aavistus C-kielestä ja sen käytöstä. Ihan vaan sen verran, että opimme käyttämään sitä työkaluna sulautettujen järjestelmien ohjelmoinnissa.
Anna palautetta
Kommentteja materiaalista?