Termipankki
  1. A
    1. Abstraktio
    2. Alias
    3. Alustaminen
    4. Ankkatyypitys
    5. Argumentti
    6. Arvo
    7. Asetuslippu
    8. Avainsana
  2. B
    1. Binääriluku
    2. Binääritiedosto
    3. Bitti
    4. Bittinegaatio
    5. Bittioperaatio
  3. C
    1. C-funktio
    2. C-kirjasto
    3. C-muuttuja
  4. E
    1. Ehtolause
    2. Ehtorakenne
    3. Esikääntäjä
    4. Esikääntäjädirektiivi
    5. Esittely
    6. Etumerkitön
  5. H
    1. Heksadesimaali
  6. I
    1. Iteroitava
  7. K
    1. Kirjasto
    2. Kokonaisluku
    3. Kommentti
    4. Komplementti
    5. Konekieli
    6. Koodilohko
    7. Käskykanta
    8. Kääntäjä
  8. L
    1. Lause
    2. Liukuluku
    3. Looginen operaatio
  9. M
    1. Makro
    2. Merkki
    3. Merkkijono
    4. Metodi
    5. Muisti
    6. Muuntumaton
    7. main-funktio
  10. O
    1. Objekti
    2. Ohjausrakenne
    3. Optimointi
    4. Osoitin
    5. Otsikkotiedosto
    6. Otsikkotiedot
  11. P
    1. Paikanpidin
    2. Paluuarvo
    3. Parametri
    4. Poikkeus
    5. Prototyyppi
    6. Python-for
    7. Python-format
    8. Python-funktio
    9. Python-import
    10. Python-konsoli
    11. Python-lista
    12. Python-muuttuja
    13. Python-pääohjelma
    14. Python-tulkki
    15. Pääfunktio
    16. printf
  12. R
    1. Resurssi
  13. S
    1. Staattinen tyypitys
    2. Syntaksi
  14. T
    1. Taulukko
    2. Tavu
    3. Terminaali
    4. Tietorakenne
    5. Tyyppi
    6. Tyyppimuunnos
  15. V
    1. Varoitusviesti
    2. Virheviesti
  16. W
    1. while
Ratkaistu: / tehtävää

Sarjaliikenne

Osaamistavoitteet: Kaksi tapaa sarjaliikenteen toteutukseen sulautetussa laitteessa.
Sarjaliikenne tarkoittaa laitteiden tai komponenttien keskinäisessä tiedonsiirrossa käytettäviä tekniikoita, joissa data siirtyy sarjamuodossa eli peräkkäin bitti kerrallaan yhtä linjaa pitkin. Data voi siirtyä yhtä linjaa yhteen suuntaan, jolloin lähetykseen ja vastaanottoon on omat linjansa, tai synkronoidusti voidaan käyttää samaa linjaa vuorotellen lähetykseen ja vastaanottoon. Jälkimmäisessä tapauksessa viestintä synkronoidaan usein kellolinjalla (synkroninen viestintä). Ensimmäisessä tapauksessa, kun käytössä on vain kaksi viestintälinjaa, kellosignaalia ei yleensä ole ja viestintä on asynkronista.
Kuvassa yksinkertaistettuna sarjaliikenteen idea. Kaksi laitetta on määritellyt itselleen I/O-pinneistä lähetys- (Tx-pinni) ja vastaanotto-linjat (Rx-pinni). Laitteet kytketään toisiinsa siten, että toisen lähetys on toisen vastaanotto. Näin lähettäjän bittijono (Tx-pinnin tilat ajan funktiona) näkyvät vastaanottajan Rx-pinnin tiloissa.
"Sarjaliikenne yksinkertaistettuna"
Tieto siirretään datalinjoja pitkin laitteelta toiselle bittijonona. Tämä tarkoittaa, että siirron molempien osapuolten täytyy olla yhtä mieltä viestin rakenteesta (kunkin bitin merkityksestä), eli datan siirtoprotokollasta.
Lisäksi molempien täytyy käyttää samaa siirtonopeutta.
Tiedonsiirtoprotokollan viestikehyksen sisällä siirrämme varsinaisen informaation, mutta lisäksi protokollassa voi olla esimerkiksi virheenkorjaukseen liittyvää tietoa lisänä.
Sarjaliikenneprotokollat ovat yleensä standardoituja, joka auttaa (eri valmistajien) erilaisia laitteita kommunikoimaan keskenään. Siirtonopeus taas määrittää sen mikä on bitin ajallinen kesto linjassa. Jos tätä ei tiedetä, on vastaanottopään vaikea osata tulkita bitit oikein jonosta, eli se ei tiedä missä kohti signaalia bitti alkaa ja päättyy ja missä kohti signaalia bitin arvo luetaan. Siirtonopeuden voi myös määrittää ym. kello.
Aiemmin esitelty vaihtoehto komponenttien (ja järjestelmien) väliselle tiedonsiirrolle on rinnakkainen tiedonsiirto, eli tyyppiesimerkkinä juurikin tietokoneen osoite-, ohjaus- ja dataväylät, joissa bitit siirtyvät yhtaikaa samanaikaisesti omia johtimiaan pitkin. Rinnakkainen tiedonsiirto on siis nopeampaa kuin sarjamuotoinen, mutta hintana on lisätarve rinnakkaisille johtimille ja I/O-pinneille. Tässä mielessä sarjaliikenne on taloudellisempaa ja siirtonopeudetkin ovat nykyään kovasti kehittyneet.
Tällä kurssilla emme perehdy sarjaliikenteen salaisuuksiin sen syvemmin. Erilaisia enemmän tai vähemmän standardoituja toteutuksia onkin paljon, joista esittelemme (ja käytämme) Picoon toteutetun yleisen sarjaliikennetoteutuksen UART:n ja laajennusalustan anturien kanssa käytettävän i2c-protokollan. i2c on todella yleinen ja varsin nopea (kellotaajuus 100-400kHz) sarjaliikenneprotokolla sulautettuihin järjestelmiin.

Universal Asynchronous Receiver/Transmitter

Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART), on sarjaliikennepiiri, joka muuntaa rinnakkaismuotoista tietoa sarjamuotoiseksi kommunikaatioon oheislaitteen kanssa. Piirin avulla voimme toteuttaa esim. tunnetun RS-232 standardin mukaista tiedonsiirtoa. UART on yleiskäyttöinen ja hieman vanhahko tekniikka, mutta sulautetuissa järjestelmissä yleisesti käytössä ASCII/tekstimuotoiseen kommunikointiin kaksisuuntaisesti. UART:ia voidaan käyttää myös binäärimuotoisen ("numeroiksi koodatun") datan siirtämiseen, josta esimerkkinä sulautetun laitteen ohjelmamuistiin kirjoittaminen, kun päivitämme ohjelmamme laitteelle.
Tyyppiesimerkki sulautetuissa järjestelmissä UARTia käyttävästä oheislaitteesta on GPS-vastaanotin, joka lähettää koordinaattitietoa ihmisen luettavassa NMEA-tekstimuodossa. Toinen esimerkki voisi olla ohjelmoijan toteuttama pienehkö komentotulkki UART-pohjaisena sarjaliikenteenä työasema-PC:n ja sulautetun laitteen välillä. Ja tietysti CSV-muotoista informaatiota voi siirtää UART:n avulla..
Menemättä liialti protokollan toteutukseen, todetaan että UART-pohjaiselle sarjaliikenteelle tulee asettaa muutama tiedonsiirtoparametri:
  1. Siirtonopeus (baudia). Tyypillisiä nopeuksia ovat 9600, 19200, 38400, 57600 ja 115200 bittiä/sekunti.
  2. Databittien määrä: kurssilla aina 8.
  3. Pariteettibitti: kurssilla ei käytetä.
  4. Stop-bittien määrä: kurssilla aina 1.
Tällöin sarjaliikenteen parametreistä käytetään lyhennettä (esim) 9600 8n1. Oleellista on tietysti konfiguroida sekä lähetyspää että vastaanottopää samoilla parametreillä, jotta ne ymmärtävät toisiaan. Etuna tässä on, että kun parametrit tiedetään, niin kellolinjalle ei ole tarvetta.

Pico UART

Seuraavaksi käymme läpi esimerkin avulla, miten Pico SDK:n sarjaliikenteen uart-kirjastoa käytetään.
Tässä ao. serialTask-tehtävässä siis:
HOX!!: On tarpeen tarkistaa, kumpi kahdesta käytettävissä olevasta UARTista (UART0 tai UART1) voidaan kytkeä mihinkin pinniin. Tämä löytyy esimerkiksi Picon pinout-kaaviosta.
#include <hardware/uart>
...
// Taskifunktio
void serialTask(void *pvParams) {

    char input;
    char echo_msg[30];

    // Alustetaan sarjaliikenne
    // Parametrit 8n1 9600
    uart_init(uart0, 9600);
    // Asetetaan UART käyttämään oletuspinnejään
    gpio_set_function(0, GPIO_FUNC_UART);
    gpio_set_function(1, GPIO_FUNC_UART);

    // Ikuinen elämä
    while(1) {
        // Vastaanotetaan 1 merkki kerrallaan input-muuttujaan
        input = uart_getc(uart0);
        // Lähetetään merkkijono takaisin
        sprintf(echo_msg, "Received: %c\n", input);
        uart_puts(uart0, echo_msg);
        // Kohteliaasti nukkumaan sekunniksi
        vTaskDelay(100 / portTICK_PERIOD_MS);
    }
}

int main(void) {
    ...
    stdio_init_all();
    ...
    return 0;
}
Sarjaliikenne UART:n kautta Picolla on siis yksinkertaista luku- ja kirjoitusfunktioiden käyttämistä, kunhan sarjaliikenneyhteys on ensin avattu. Yhteyttä avatessa on myös muistettava asettaa halutut pinnit UART:in käyttöön gpio_set_function-kutsulla.
Lopuksi sarjaliikenneyhteys pitää sulkea uart_deinit-kutsulla, mutta esimerkissä sitä ei ole, koska toimimme ikuisessa silmukassa.

Sarjaliikennekeskeytys

Viime esimerkillä kävimme läpi tavan lukea sarjaporttidataa uart_getc-funktiolla niin, että taski jäi jumiin odottamaan dataa saapuvaksi (engl. blocking). Tämä ei kuitenkaan ole paras tapa odottaa dataa UART, koska ..no taski jäi jumiin. Nyt MCU:n näkökulmasta sarjaliikenne UART:n kautta on hidas operaatio, joten tämä ei ole hyvä tapa.
Parempi tapa on asettaa sarjaliikenne toimimaan ei-blokkaavasti niin että vasta kun uutta dataa on tarjolla, keskeytys tapahtuu. Tämä hoituu UART:n asetusparametrejä muuttamalla ja tietysti laatimalla käsittelijä.
// Käsittelijäfunktio
void uartFxn() {
    // Nyt dataa on saatavilla, se annetaan toisen funktion käsiteltäväksi (esimerkin vuoksi)
    tehdaan_jotain_nopeasti(uart_getc(uart0));

}

void uartTask(void *pvParams) {

    uart_init(uart0, 9600);

    gpio_set_function(0, GPIO_FUNC_UART);
    gpio_set_function(1, GPIO_FUNC_UART);

    // Asetetaan keskeytyksen käsittelijä uartFxn UART0:n keskeytyksille
    irq_set_exclusive_handler(UART0_IRQ, uartFxn);
    // Aletaan vastaanottamaan keskeytyksiä
    irq_set_enabled(UART0_IRQ, true);

    // Kerrotaan UART:ille, että haluamme ottaa vastaan keskeytyksiä,
    // kun dataa on luettavissa.
    uart_set_irq_enables(uart0, true, false);

    while(1) {
        // Ikuinen looppi
        tight_loop_contents();
    }

}

int main(void) {
    ...
    stdio_init_all();
    ...
    return 0;
}
Nyt koodissa alustetaan Pico SDK:n uart-kirjasto taskin sisällä, eikä main-funktiossa. Ajatuksena edelleenkin se, että eriytämme sarjaliikenteen omaan taskiinsa.
Erona aiempaan sarjaliikenteen alustukseen on keskeytyksenkäsittelijän asettaminen funktiolla irq_set_exclusive_handler, sekä keskeytysten käyttöönotto funktioilla irq_set_enabled ja uart_set_irq_enables. Näillä funktioilla kerromme ensin prosessorille, että haluamme käsitellä UART-keskeytyksiä (vakio UART_IRQ). Tämän jälkeen konfiguroidaan itse UART-laite generoimaan keskeytyksiä kutsumalla uart_set_irq_enables.
Kun tämän funktion toinen argumentti asetetaan arvoon true, otetaan käyttöön vastaanottokeskeytykset eli saamme keskeytyksen aina kun dataa saapuu UART:iin. Voisimme myös ottaa käyttöön keskeytykset lähetystä varten (kolmas argumentti), mutta tässä esimerkissä sitä ei tarvita.

UART ja USB

Perinteinen tapa kommunikoida tietokoneen kanssa on ollut UART-rajapinnan kautta. Koska nykyaikaisissa tietokoneissa ei enää ole fyysisiä sarjaportteja, tarvitaan erillinen sovitin, joka muuntaa UART-signaalit (TTL-tasot) USB:ksi. Tämä tehdään FTDI-sovittimella (tunnetaan myös nimellä TTL-to-Serial), joka voi olla yksinkertainen kaapeli tai kehitysalustalle integroitu piiri. Esimerkiksi monet Arduino-kehitysalustat ja TI SensorTag sisältävät tällaisen piirin ilman, että käyttäjän tarvitsee edes huomata sitä — näin USB-kaapelin kautta tapahtuva yhteys muunnetaan taustalla UART-kanavaksi. Kun kommunikoimme työaseman kanssa, sen sarjaportille (/dev/ttyACM0, in Unix, COMx in Windows, jne) pitää tietenkin asettaa vastaavat nopeus ja asetukset. Picon ajurit luovat työasemissa USB-liitynnästä yhden loogisen sarjaportin (nimeltään Raspberry Pi Pico), jota voidaan käyttää esim. terminaaliohjelman, screen tai Putty avulla kommunikointiin laitteen kanssa.
Sen sijaan Raspberry Pi Pico voi toimia suoraan USB-laitteena ilman mitään ulkoista sovitinta. Se tukee USB-luokkaa CDC-ACM, mikä tarkoittaa, että se voi esittäytyä isäntäkoneelle 'virtuaalisena COM-porttina''. Tällä tavalla, kun kutsumme esimerkiksi printf-funktiota koodissamme, teksti voidaan lähettää USB:n kautta ja se näkyy ikään kuin se olisi välitetty UARTin kautta. Näin Pico mahdollistaa sarjaviestinnän suoraan USB:n yli, mutta antaa silti mahdollisuuden käyttää fyysisiä UART-pinnejä, jos haluamme oikean laitteistotason sarjayhteyden toiseen laitteeseen. Koska kyseessä on sarjaviestintä, voimme käyttää Picoon kommunikointiin mitä tahansa aiemmin mainituista ohjelmista, esimerkiksi screen tai Putty.
Lisää USB-viestinnästä alempana.

I2C-väylä

i2c-sarjaliikenneväylä on hyvin tunnettu binäärimuotoinen sarjaliikenneprotokolla sulautettuihin laitteisiin.
I2C-väylän toiminta perustuu master/slave-arkkitehtuuriin, jota on käytetty tietotekniikassa sen alkuajoista lähtien. Väylään on aina liitetty yksi master-laite, joka ohjaa väylää, sekä n slave-laitetta. Master aloittaa yhteyden ja määrittelee siirtonopeuden, jota slave-laitteet seuraavat. I2C tarvitsee kaksi I/O-pinniä: kellosignaalin (Serial Clock Line, SCL) ja datalinjan (Serial DAta Line, SDA).
I2C-väylällä laitteet ja komponentit tunnistetaan osoitteilla. Osoite on laitteen valmistajan ennalta määrittelemä, ja se löytyy komponentin datalehdestä. Joskus valmistaja tarjoaa komponentille useita I2C-osoitteita, jolloin käyttäjä voi valita sopivan osoitteen. Tämä on erittäin hyödyllistä etenkin silloin, kun samassa väylässä on useita samanlaisia komponentteja, esimerkiksi antureita. Yhdessä I2C-väylässä voi olla jopa 1008 laitetta yhtä aikaa! I2C-laitteen osoite on 7 bittiä, ja sitä seuraa yksi bitti, joka ilmaisee onko toiminto luku (1) vai kirjoitus (0).
Yleisesti ottaen I2C-viestit koostuvat kahdesta pääelementistä: vastaanottajan osoitteesta ja viestirungosta. Vastaanottajan osoite on tavallisesti yhden tavun mittainen (7 osoitebittiä + r/w-bitti), ja se määrittelee, minkä laitteen tulee vastata. Viestirunko voi sisältää komennon ja mahdollisesti myös dataa. Jokainen transaktio alkaa START-ehdolla. Esimerkiksi I2C-LCD-moduulilla master voi kirjoittaa komennon kursorin siirtämiseksi, sitten lähettää datatavuja merkkien näyttämiseksi, ja jos moduuli tarjoaa luettavia tilarekistereitä, lukea takaisin tietoja kuten varattuna/valmiina -lipun tai näppäimistön tilan ennen seuraavaa komentoa. Jokainen transaktio, joka voi sisältää useita tavuja, päätetään STOP-ehdolla.
Sulautetuissa järjestelmissä, erityisesti digitaalisia antureita käytettäessä, tämä ajatus tarkentuu rekistereihin. Yleisten komentojen sijaan master määrittelee rekisteriosoitteen anturista, johon se haluaa päästä käsiksi. Sen jälkeen master joko kirjoittaa dataa kyseiseen rekisteriin (konfigurointi) tai lukee siitä dataa (mittaustulos).
Kirjoitustransaktio (rekisterin arvon muuttaminen) on yksinkertainen: ensimmäinen tavu transaktiossa (START-ehdon jälkeen) on rekisterin numero, ja sitä seuraavat tavut (STOP-ehdon asti) sisältävät rekisteriin kirjoitettavan datan.
Lukutransaktio on hieman monimutkaisempi. Ensin master kirjoittaa sen rekisterin osoitteen, jota se haluaa lukea. Sen jälkeen se lähettää repeated START -ehdon (saman transaktion sisällä) ja aloittaa lukuoperaation, johon sisältyy laitteen osoitteen lähettäminen uudelleen luku-bitin ollessa asetettuna.
Alla esimerkki i2c-viestien kehysrakenteesta. Tämä vain tiedoksi.
""

i2c Picossa

Seuraavaksi katsotaanpa Pico SDK:n tarjoaman i2c-kirjaston käyttöä koodiesimerkin avulla. Esimerkissä luemme Picon laajennusalustalla olevalta lämpötila-anturilta HDC2021 lämpötilan. Kuten huomaamme, on anturin datakirja täynnä monenlaista vaikeaselkoista informaatiota, johon kurssilla ei tarvitse perehtyä. Kurssilla meitä kuitenkin kiinnostaisi anturin rekisterien käyttö (kappale 7.6 datakirjassa) i2c-väylän avulla. Mutta teemme sen nyt alla perustuen valmiisiin vakioihin.
// i2c-kirjasto mukaan ohjelmaan
#include <hardware/i2c.h>
...
// Taskifunktio
void sensorTask(void *pvParameters) {
    float temperature;
    
    // Alustetaan I2C-väylä
    i2c_init(i2c_default, 400*1000);
    
    // Asetetaan Picon oletuspinnit I2C:lle ohjelman käyttöön
    gpio_set_function(PICO_DEFAULT_I2C_SCL_PIN, GPIO_FUNC_I2C);
    gpio_set_function(PICO_DEFAULT_I2C_SDA_PIN, GPIO_FUNC_I2C);
    gpio_pull_up(PICO_DEFAULT_I2C_SCL_PIN);
    gpio_pull_up(PICO_DEFAULT_I2C_SDA_PIN);

    // i2c-viesteille lähetys- ja vastaanottopuskurit
    uint8_t txBuffer[1]; // Nyt lähetetään yksi tavu
    uint8_t rxBuffer[2]; // Nyt vastaanotetaan kaksi tavua

    txBuffer [0] = HDC2021_TEMP_LOW; 

    while(1) {
        if(i2c_write_blocking(i2c_default, HDC2021_I2C_ADDRESS, txBuffer, 1, true) != PICO_ERROR_GENERIC) {
            if(i2c_read_blocking(i2c_default, HDC2021_I2C_ADDRESS, rxBuffer, 2, false) != PICO_ERROR_GENERIC) {
                
                // Muunnetaan 2-tavuinen data rxBuffer:ssa
                // lämpötilaksi (kaava harjoitustehtävissä)
                //PART OF THE LAB SESSION
                temperature = ... ;
                // Temperature value to console window
                printf("%f", temperature);
            }
            else {
                printf("I2C Bus fault\n");
            }
        }
        else {
            printf("I2C Bus fault\n");
        }
        vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);
    }
    // i2c-yhteyden sulkeminen, tosin ikuinen silmukka ei koskaan päädy tänne
    i2c_deinit(i2c_default);
}

int main() {
    ...
    stdio_init_all();
    ...
    return 0;
}
Puretaanpas esimerkki.

Alustukset ja käyttöönotto

Samoin kuten muidenkin oheiskomponenttien kanssa, Pico SDK tarjoaa meille joukon funktioita ja vakioita niiden alustukseen ja käyttämiseen. Huomataan, että esimerkissä kaikki i2c:hen liittyvät toiminnot tehdään sensorTask:in sisällä. Ideana on siis että tämä taski hoitaa kaiken i2c-liikenteen sensorien kanssa.
Nyt i2c otetaan käyttöön Picon i2c-kirjaston tarjoamalla alustusfunktiolla, jolle meidän pitää kertoa, kumpaa Picon i2c-väylistä haluamme käyttää. Tässä valitsemme siis oletusväylän i2c_default. Alustusfunktio haluaa myös tietää nopeuden, jolla tietoa siirretään väylässä, nyt asetamme sen arvoon 400 kHz.
    i2c_init(i2c_default, 400*1000);
Aivan kuten UART:in kanssa, meidän tulee varata pinnejä i2c:n käyttöön. Tässä käytämme myös Picon oletuspinnejä, ja asetamme niiden toiminnallisuudeksi i2c-liikenteen. Lisäksi asetamme pinnit tiedettyyn tilaan, joka on tässä high funktiolla gpio_pull_up
    gpio_set_function(PICO_DEFAULT_I2C_SCL_PIN, GPIO_FUNC_I2C);
    gpio_set_function(PICO_DEFAULT_I2C_SDA_PIN, GPIO_FUNC_I2C);
    gpio_pull_up(PICO_DEFAULT_I2C_SCL_PIN);
    gpio_pull_up(PICO_DEFAULT_I2C_SDA_PIN);

Kommunikointi i2c-väylällä

Esimerkissä kysymme siis lämpötila-anturilta HDC2021 mittausarvoja. Tätä varten meidän on määritettävä tiedolle säilytyspaikat, joita myös puskureiksi (engl. buffer) kutsutaan. Määritämme kaksi puskuria:
    uint8_t txBuffer[1];
    uint8_t rxBuffer[2];

    txBuffer[0] = HDC2021_TEMP_LOW;
Hox! On myös mahdollista lähettää i2c-viestejä, jotka eivät vastaanota mitään dataa, kuten jotkut komennot. Tällöin emme luonnollisesti tarvitse puskuria datan lukemiseen.
Kun puskurit on määritetty ja lähetyspuskuriin on sijoitettu luettavan rekisterin arvo, voimme lähettää viestin oheislaitteelle.
Huomaa, että transaktiota ei päätetä tässä vaiheessa, koska parametrin 'noStop' arvo on true funktiokutsussa i2c_write_blocking. Mikäli tapahtuu virhe, palautuu i2c_write_blocking-funktiokutsun tuloksena vakio PICO_ERROR_GENERIC. Tällöin tiedämme, että viestin lähetyksessä tapahtui virhe, eikä meidän kannata yrittää lukea arvoa.
       if(i2c_write_blocking(i2c_default, HDC2021_I2C_ADDRESS, txBuffer, 1, true) != PICO_ERROR_GENERIC) {
            ...
        }
        else {
            printf("I2C Bus fault\n");
        }
Mikäli virhettä taas ei tapahdu, voimme lukea anturin antaman arvon:
...
    if(i2c_read_blocking(i2c_default, HDC2021_I2C_ADDRESS, rxBuffer, 2, false) != PICO_ERROR_GENERIC) {
    temperature = ... ;
    printf("%f", temperature);
    }
    else {
    printf("I2C Bus fault\n");
    }
...
Tässäkin huomioimme mahdollisen i2c-väylän virhetilanteen, ja ilmoitamme siitä konsoli-ikkunaan.
Jos viestin lukeminen kuitenkin onnistuu, anturin datarekisterin 16-bittinen arvo on nyt tallentunut vastaanottopuskurin rxBuffer kahteen tavuun. Ohjelmoijan tehtäväksi jää muuntaa rxBuffer:n arvo lämpötilaksi. Kaava tähän on esitetty harjoitustehtävissä ja myöhemmässä kurssimateriaalissa.

i2c-yhteyden sulkeminen

Ohjelmassa voi tulla tarve sulkea i2c-yhteys. Se tapahtuu allaolevan mukaisesti:
   ...
   i2c_deinit(i2c_default);
   ...

USB RP2040:ssa

RP2040:ssa on integroitu USB-ohjain, joten voimme käyttää USB:tä suoraan ilman ulkoisia piirejä.
Tämä ohjain voi toimia kahdessa tilassa: USB-isäntänä (ohjaa muita USB-laitteita kuten näppäimistöä tai muistitikkuja) tai USB-laitteena (näkyy tietokoneelle oheislaitteena).
Meitä kiinnostaa tässä tapauksessa laitteen tila, jossa Pico tukee CDC-ACM-profiilia (Communications Device Class – Abstract Control Model).
Tämän profiilin ansiosta Pico voidaan esittää virtuaalisena sarjaporttina, jolloin sarjaliikenne (yleensä UART TTL -signaalit) voidaan siirtää USB:n kautta.
Tämä on erittäin kätevää, koska sen avulla voimme kommunikoida suoraan tietokoneen tai työaseman kanssa ohjelmilla kuten minicom, screen tai millä tahansa muulla sarjaterminaalilla.
Kulissien takana Pico SDK käyttää TinyUSB-kirjastoa USB-toiminnallisuuden tarjoamiseen.
Seuraavissa esimerkeissä näemme, miten Raspberry Pi Pico voi lähettää dataa tietokoneelle USB:n kautta.
Kun käytät TinyUSB:tä omassa projektissasi, kaksi tiedostoa on oleellista:
Näistä tiedostoista ei tarvitse huolehtia erikseen, sillä esimerkkikonfiguraatiossa olemme jo sisällyttäneet ne valmiiksi.

stdin ja stdout USB:n kautta

Toinen vaihtoehto, usein käytännössä yksinkertaisin, on ohjata C-kieliset virtaukset stdin, stdout ja stderr Picon USB CDC-ACM -rajapintaan. Kun tämä on asetettu, laite näkyy isäntäkoneessa sarjaporttina; sen voi avata terminaalilla kuten minicom tai PuTTY, ja tämän jälkeen voit lähettää ja vastaanottaa tekstiä tai binääridataa tavallisten I/O-funktioiden kautta.
Jotta USB toimisi stdio-taustajärjestelmänä, se täytyy alustaa ohjelmakoodissa ja ottaa käyttöön käännösvaiheessa. Koodissa voit kutsua stdio_init_all() tuodaksesi käyttöön kaikki sallitut taustajärjestelmät, tai stdio_usb_init() jos haluat alustaa vain USB-taustajärjestelmän. Käännöksessä USB-stdio pitää linkittää ja ottaa käyttöön kohteelle. Pico SDK:ssa tämä tehdään yleensä CMake-määrityksellä:
pico_enable_stdio_usb(your_target 1)
pico_enable_stdio_uart(your_target 0)  // valinnainen
Tämä tuo mukaan vaaditun pico_stdio_usb-tuen ja ohjaa C-virtaukset USB:lle kyseisessä ohjelmassa. UARTin poistaminen käytöstä on valinnaista, mutta vähentää sekaannusta tulosteen kohteesta.
Kun USB-stdio on aktiivinen, voit käyttää tavallisia C:n I/O-funktioita yhdessä muutamien Pico-kohtaisten apujen kanssa. Yksittäisten merkkien tulostamiseen stdout:iin putchar() kirjoittaa yhden merkin, ja USB-taustajärjestelmässä rivinvaihto \n muunnetaan usein muotoon \r\n, mikä sopii monille terminaaleille. Jos haluat lähettää tavut sellaisenaan (esimerkiksi binääridatan), käytä Pico-apua putchar_raw(), joka ei tee rivinvaihtojen muunnoksia. Kokonaisten tekstirivien tulostamiseen puts() kirjoittaa C-merkkijonon ja lisää rivinvaihdon automaattisesti. Muista, että sama rivinvaihdon muunnos pätee USB:llä, jos et käytä raw-polkua.
Suurempaa läpäisykykyä varten kannattaa käyttää lohkotulostusta. Vakiofunktio fwrite(char *ptr, int size, int count, stdout) lähettää muistista tavulohkon virtaan ja on ihanteellinen, kun käytössä on puskuroidut tiedot kuten sensorikehykset tai ääninäytteet. Suuren fwrite()-kutsun jälkeen voi olla tarpeen tyhjentää puskuri, jotta data lähtee laitteesta nopeasti; tätä varten voi käyttää C-kirjaston fflush(stdout)-funktiota tai Pico-apua stdio_flush().
Lukeminen on symmetristä. Vakiofunktio getchar() suorittaa estävän luvun yhdelle merkille stdin:ista. Tällöin ohjelma odottaa, kunnes jotain saapuu USB-sarjayhteyden kautta. Jos et halua estävää toimintaa, Pico SDK tarjoaa getchar_timeout_us(timeout_us)-funktion. Kun aikaraja on nolla, kutsu muuttuu ei-estäväksi kyselyksi: jos tavu on saatavilla, saat sen epänegatiivisena paluuarvona; jos ei, tuloksena on PICO_ERROR_TIMEOUT. Tämä sopii pääsilmukoihin, joiden täytyy jatkaa muita tehtäviä mutta aika ajoin tarkistaa sisääntuleva data. Jos tarvitset useiden tavujen lukemista kerralla, tavallinen puskuroitu I/O kuten fread() stdin:ista toimii hyvin ja sopii luontevasti yhteen fwrite():n kanssa esimerkiksi kaiku- tai välitystoimintoihin.
Tässä on kompakti esimerkki, joka kokoaa asiat yhteen edellä kuvatulla tavalla:
#include <stdio.h>
#include "pico/stdlib.h"
#include "pico/stdio.h"  

int main(void) {
    stdio_init_all();                 // tai stdio_usb_init();

    while (!stdio_usb_connected()) {  // valinnainen: odota terminaalia
        sleep_ms(10);
    }

    puts("USB valmis.");

    while(1) {
        int ch = getchar_timeout_us(1000);   // ei-estävä kysely
        if (ch >= 0) {
            putchar_raw((char)ch);           // kaiku: lähetä takaisin tismalleen mitä saatiin
        }
        // Esimerkki lohkotulostuksesta muualla:
        // fwrite(buf, 1, len, stdout);
        // stdio_flush();
        tight_loop_contents();
    }
}
Tällä asetuksella sinulla on selkeät vaihtoehdot: putchar() ja puts() sopivat ihmisen luettaviin lokitulosteisiin, putchar_raw() ja fwrite() antavat tarkan tavukontrollin ja tehokkaat lohkolähetykset, ja getchar()/getchar_timeout_us() kattavat estävän ja ei-estävän syötteen luvun.

Erillinen debuggaus- ja sarjaportti USB:n kautta

Helpottaaksemme elämääsi olemme luoneet kirjaston, joka tuottaa kaksi erillistä sarjaporttia. Toinen on sarjadataa varten käyttäen TinyUSB-kirjastoa ja toinen debug-viestien lähettämiseen. Löydät tämän kirjaston harjoituksissa jaetusta projektista.
Debug-viestien lähettämiseksi ei voida käyttää tavallisia stdio-funktioita (printf, puts, …), vaan kurssia varten valmisteltua mukautettua kirjastoa. Lisäksi kirjasto integroituu FreeRTOS:iin, joten sinun ei tarvitse huolehtia yhteensopivuusongelmista. Sinun ei myöskään tarvitse kirjoittaa tiedostoja descriptors.c tai tusb_config, sillä ne sisältyvät kirjastoon. Riittää, että linkität kirjaston CMake-projektiisi ja poistat käytöstä pico_enable_stdio_usb(your_app 0), koska emme käytä tavallista stdio-ratkaisua.
Tietokoneellasi sinun täytyy luoda sarjaterminaali (esim. *Arduino*, *minicom*, *screen*, *PuTTY*, …). Unix-järjestelmissä alempi portti (/dev/ttyACM0) toimii kuten printf, kun taas ylempi portti (/dev/ttyACM1) on käytössä datan lähettämiseen ja vastaanottamiseen TinyUSB interface:n kautta.
Aloitetaan esimerkillä, joka lähettää sensoridataa Picosta tietokoneellesi. Data käsitellään yhdessä tehtävässä ja lähetetään tietokoneen terminaaliin:
#include "pico/stdio.h"

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "tusb.h"

#define CDC_ITF_TX      1


// ---- Tehtävä, joka tuottaa sensoridataa ----
static void sensorTask (void *arg){
    char buf[BUFFER_SIZE]; 

    while (!tud_mounted() || !tud_cdc_n_connected(1)){
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(50));
    }

    while (1) {
        int temp = ....; // Haettu jostain muualta koodista
        int lux  = ....; // Haettu jostain muualta koodista
        
        if (tud_cdc_n_connected(CDC_ITF_TX)){
            // Lähetä tiedot käyttäen tud_cdc_n_write
            snprintf(buf, BUFFER_SIZE, "%d, %d\n", temp, lux);
            tud_cdc_n_write(CDC_ITF_TX, buf, strlen(buf));
            tud_cdc_n_write_flush(CDC_ITF_TX);
        }
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
    }
}


// ---- Tehtävä, joka pyörittää USB-pinoa ----
static void usbTask(void *arg) {
    (void)arg;
    while (1) {
        tud_task();              // FreeRTOS:issa odottaa tapahtumia
                                 // Älä lisää vTaskDelay.
    }
}


int main (void) {


    // Luo tehtävät
    TaskHandle_t hUsb = NULL;
    xTaskCreate(usbTask, "usb", 1024, NULL, 3, &hUsb);
    xTaskCreate(sensorTask, "app", 1024, NULL, 2, NULL);

    #if (configNUMBER_OF_CORES > 1)
        vTaskCoreAffinitySet(hUsb, 1u << 0);
    #endif
    // AlustaTinyUSB. Must go before vTaskStartScheduler();
    tusb_init();
    vTaskStartScheduler();
}
Aloitetaan tarkistamalla kirjastot:
#include 

#include 
#include 
#include 
Uutena mukana on <tusb.h>, joka on kirjasto USB:n yli toimivan sarjaportin luomiseen.
main-funktiomme luo kaksi eri tehtävää. Ensimmäinen vastaa koko USB-pinon hallinnasta (nimekkäästi usbTask). Huomaa, että tällä tehtävällä on korkeampi prioriteetti kuin muilla (tässä tapauksessa 3):
xTaskCreate(usbTask, "usb", 1024, NULL, 3, &hUsb);
Sen runko on hyvin yksinkertainen: se vain kutsuu tud_task, joka odottaa USB-pinosta tulevia tapahtumia. Huomaa, ettei vTaskDelay:tä tarvitse lisätä, sillä tud_task() blokkaa kunnes tapahtuma saapuu.
sensorTask puolestaan lähettää mitatut lämpötila- ja valaistusarvot tietokoneelle. Ensin tarkistetaan, voidaanko dataa lähettää CDC-portin kautta (tässä tapauksessa tunniste 1) käyttäen tud_cdc_n_connected. Jos kyllä, data kirjoitetaan puskuriin snprintf-funktiolla (tämä funktio osoittautuu hyödylliseksi). Lopuksi data lähetetään tud_cdc_n_write(1, buf, strlen(buf))-kutsulla, ja varmistetaan Pico-laitteesta poistuminen tud_cdc_n_write_flush(1)-funktiolla.
Mutta entä jos haluamme lähettää dataa tietokoneelta Picoon? Helppoa: käytä sarjaterminaalia kirjoittamiseen. Kuinka Pico pystyy lukemaan sen? Se käyttää callback-funktiota — tarkemmin void tud_cdc_rx_cb(uint8_t itf);. Voit katsoa koko callback-rajapinnan sources-tiedostosta. Katsotaan, miten se toteutetaan.
// callback, kun CDC-liittymään saapuu dataa
void tud_cdc_rx_cb(uint8_t itf){   
    // varaa puskuri datalle pinosta
    uint8_t buf[CFG_TUD_CDC_RX_BUFSIZE + 1];

    // lue saatavilla oleva data
    // | TÄRKEÄÄ: tee tämä myös CDC0:lle, muuten
    // | tulostus CDC0:een voi pysähtyä (RX-puskuri täyttyy)
    // | ennen kuin tätä funktiota kutsutaan uudestaan
    uint32_t count = tud_cdc_n_read(itf, buf, sizeof(buf));

    // tarkista, tuliko data toisesta CDC-liittymästä
    if (itf == 1) {
        // Käsittele data täällä (esim. tallenna puskuriin tai lähetä toiselle tehtävälle).
        // ...

        // Vastataan kohteliaasti OK
        tud_cdc_n_write(itf, (uint8_t const *) "OK\n", 3);
        tud_cdc_n_write_flush(itf);
    }

    // Valinnaisesti: jos tarvitset C-merkkijonon, voit päättää sen:
    // if (count < sizeof(buf)) buf[count] = '\0';
}
Uusi asia tässä on lukukutsu:
uint32_t count = tud_cdc_n_read(itf, buf, sizeof(buf));
Se lukee dataa USB:stä ja tallentaa buf-puskuriin. Sen jälkeen käsittelet datan haluamallasi tavalla. Tässä esimerkissä lähetämme vain ystävällisen kuittauksen takaisin.
Huomioitavaa:
- Luku tulisi tehdä molemmilla liittymillä (myös debug-portilla). Vaikka et käyttäisi dataa, luku estää RX-puskuria täyttymästä ja tulostusten estymistä.
- Funktion nimen täytyy olla täsmälleen tud_cdc_rx_cb. Älä nimeä uudelleen, muuten TinyUSB-pino ei tiedä, mihin funktioon ohjata vastaanotettu data.
- Tämä callback ei ole keskeytyskäsittelijä, jonka kirjoittaisit itse (keskeytykset hoidetaan pinon sisällä). Silti, pidä tämä kevyt: vältä raskasta käsittelyä ja isoja tulostuksia tässä. Siirrä raskaammat tehtävät muille prosesseille.
Lopuksi näytetään, kuinka Portti 0 (CDC0) otetaan käyttöön debug-datan lähettämiseen. Muokataan hieman alkuperäistä esimerkkiä.
#include <pico/stdio.h>

#include <FreeRTOS.h>
#include <task.h>
#include <tusb.h>
#include "usbSerialDebug/helper.h"

#define CDC_ITF_TX  1
// #define BUFFER_SIZE  ...  // määrittele sopiva koko, jos ei muualla määritelty

// ---- Tehtävä, joka tuottaa sensoridataa ----
static void sensorTask(void *arg) {
    char buf[BUFFER_SIZE];

    // Odota, kunnes USB on liitetty ja CDC1 yhdistetty (dataportti)
    while (!tud_mounted() || !tud_cdc_n_connected(CDC_ITF_TX)) {
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(50));
    }

    while (1) {
        int temp = ....; // Haettu jostain muualta koodista
        int lux  = ....; // Haettu jostain muualta koodista

        // Lähetä sensoridata CDC1:n kautta (tietokone lukee /dev/ttyACM1 Unixissa)
        if (tud_cdc_n_connected(CDC_ITF_TX)) {
            snprintf(buf, BUFFER_SIZE, "%d, %d\n", temp, lux);
            tud_cdc_n_write(CDC_ITF_TX, buf, strlen(buf));
            tud_cdc_n_write_flush(CDC_ITF_TX);
        }

        // Lähetä debug-teksti CDC0:n kautta käyttäen apukirjastoa (tietokone lukee /dev/ttyACM0 Unixissa)
        if (usb_serial_connected()) {
            snprintf(buf, BUFFER_SIZE, "temp:%d, light:%d\n", temp, lux);
            usb_serial_print(buf);
            usb_serial_flush();
        }

        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
    }
}

// ---- Tehtävä, joka pyörittää USB-pinoa ----
static void usbTask(void *arg) {
    (void)arg;
    while (1) {
        tud_task();              // FreeRTOS:issa odottaa tapahtumia
                                 // Älä lisää vTaskDelay.
    }
}

int main(void) {


    // Luo tehtävät
    TaskHandle_t hUsb = NULL;
    xTaskCreate(usbTask, "usb", 1024, NULL, 3, &hUsb);
    xTaskCreate(sensorTask, "app", 1024, NULL, 2, NULL);

    #if (configNUMBER_OF_CORES > 1)
        vTaskCoreAffinitySet(hUsb, 1u << 0);
    #endif
    // Following two functions just before vTaskStartScheduler();
    // Alusta TinyUSB
    tusb_init();

    // Alusta apukirjasto kirjoittamiseen CDC0:n kautta
    usb_serial_init();
    vTaskStartScheduler();
}
Tässä tapauksessa lisäämme apukirjaston #include "usbSerialDebug/helper.h" ja alustamme sen main-funktiossa TinyUSB:n jälkeen komennolla usb_serial_init();.
Jos haluat kirjoittaa debug-viestejä missä tahansa tehtävässä, käytä funktiota usb_serial_print(const char *s);, joka ottaa parametrinaan C-merkkijonon (sen täytyy päättyä \0:aan). Jos tarvitset muotoilua, käytä mieluummin snprintf-funktiota puskurin rakentamiseen turvallisesti. Voit myös varmistaa, että debug-viesti lähtee Picosta komennolla usb_serial_flush(), ja tarkistaa kuunteleeko joku käyttäen usb_serial_connected().
Helppoa, eikö vain?

Lopuksi

Sarjaliikenne sulautettujen maailmassa on huomattavan monimutkainen asia, useine eri protokollineen ja toteutuksineen, mutta tämän esityksen tiedoilla pääsemme alkuun Picon laajennusalustan anturien ohjaamisessa ja niiden datan lukemisessa.
i2c-protokollan lisäksi SPI on toinen tunnettu sarjaliikenneprotokolla sulautettujen maailmassa. Protokollan valinta riippuu tietysti komponenttivalmistajan tekemistä ratkaisuista.
Esimerkeissä ei otettu ollenkaan kantaa lämpötila-anturin asetuksiin säätämiseen tai anturin kalibrointiin, koska tiedämme, että Picon lisäalustan SDK hoitaa sen puolestamme. Tätä toimintaa voi tietysti muuttaa omalla koodilla, kunhan tietää mitä tekee rekisterien ja bittioperaatioiden kanssa.
?
Abstraktiolla tarkoitetaan sitä kun raa'an konekielen käskyt "piilotetaan" korkeamman tason ohjelmointikielen käskyjen alle. Abstraktiotasosta riippuu miten laajaa tämä piilotus on - mitä korkeampi taso, sitä vaikeampi on suoraan sanoa miten monimutkaiseksi koodirakennelma muuttuu kun se kääntyy konekielelle. Esim. Pythonin abstraktiotaso on huomattavasti korkeampi kuin C:n (itse asiassa Python on tehty C:llä...).
Alias on esikääntäjävaiheessa käsiteltävä korvaus, jolla tietty merkkijono koodissa korvataan toisella. Toiminta vastaa siis tekstieditorin replace-toimintoa. Aliaksia määritellään #define-direktiivillä. Esim #define PI 3.1416
Muuttujan alustamisella tarkoitetaan sitä, kun sille asetetaan koodissa jokin alkuarvo. Hyvin yleinen esimerkki tästä on lukumuuttujien alustaminen nollaan. Alustus voidaan tehdä muuttujan esittelyn yhteydessä: int laskuri = 0; tai erikseen. Jos muuttujia ei alusteta, niiden sisältönä on mitä ikinä muistipaikkaan on aiemmin jäänyt.
Pythonin käyttämää tapaa käsitellä arvojen tyyppiä kutsutaan dynaamiseksi tyypitykseksi eli ankkatyypitykseksi. Nimitys perehtyy lauselmaan "Jos se ui kuin ankka, kävelee kuin ankka ja ääntelee kuin ankka, se on ankka." Toisin sanoen arvon kelvollisuus määritellään sen ominaisuuksien perusteella. Tämä eroaa staattisesta tyypityksestä, jossa arvon kelvollisuus määritellään sen tyypin perusteella.
Argumentti on funktiokutsussa käytettävä arvo, joka välitetään kutsuttavalle funktiolle. Funktion sisällä argumentit sijoitetaan parametreiksi kutsuttuihin muuttujiin. Esimerkiksi printf("%c", merkki); -lauseessa argumentteja ovat "%c"-tulostusmäärittely sekä merkki-muuttujan sisältö.
Alkeiskurssilla arvo-termiä käytettiin kaikista ohjelman käsittelemistä arvoista, oli kyse sitten muuttujista, lauseiden tuloksista tai mistä tahansa. Arvo on siis käytännössä tietokoneen muistissa olevaa dataa, johon muuttujat voivat viitata. C:ssä muuttujan ja sen arvon suhde on Pythonia tiiviimpi, koska muuttuja vastaa suoraan sitä muistialuetta johon arvo on talletettu.
Asetuslippuja käytetään kun suoritetaan ohjelmia komentoriviltä. Ne ohjaavat ohjelman toimintaa. Asetuslippu kirjoitetaan yleensä joko yhdellä viivalla ja sitä seuraavalla kirjaimella (esim. -o) tai kahdella viivalla ja kokonaisella sanalla (tai sanoilla, sanojen välissä viiva) (esim. --system. Jotkut liput ovat ns. boolean lippuja eli ne ovat vain päällä tai pois, toisille annetaan lisäksi parametri. Parametri on tyypillisesti lipun perässä joko välilyönnillä tai =-merkillä erotettuna (esim. -o hemuli.exe).
Avainsanat ovat ohjelmointikielessä kielen käyttöön valittuja sanoja, joilla on erityinen merkitys. Hyvät tekstieditorit tyypillisesti merkitsevät avainsanat muista nimistä eroavalla tavalla (esim. lihavointi). Avainsanat ovat yleensä suojattuja, eli samannimistä muuttujaa ei voi luoda. Yleisiä avainsanoja ovat esim ohjausrakenteisiin kuuluvat if ja else. Avainsanat ovat siis osa ohjelmointikielen kielioppia.
Binääriluku on luku, joka muodostuu biteistä, eli arvoista 0 ja 1. Tämä tekee siitä 2-kantaisen lukujärjestelmän. Binäärilukujen tulkintaa voit tutkailla lukujärjestelmiä käsittelevässä lisämateriaalissa.
Binääritiedosto on tiedosto, joka sisältää konekielisiä käskyjä binäärinä. Ne on tarkoitettu ainoastaan tietokoneen luettavaksi, ja tyypillisesti jos niitä avaa vahingossa esim. tekstieditorilla tuloksena on merkkisotkua editorin yrittäessä tulkita tiedoston sisältämiä bittejä merkeiksi. Useimmat tekstieditorit myös varoittavat asiasta erikseen.
Bitti on pienin informaation yksikkö, joka voi saada arvot 0 ja 1. Tietokoneen sisällä kaikki tapahtuu bitteinä. Tyypillisesti muistissa on bittijonoja, jotka muodostuvat useista biteistä.
Bittinegaatio on operaatio jossa bittijonon bitit käännetään siten, että nollat muutetaan ykkösiksi ja ykköset nolliksi. Operaattori on ~
Bittioperaatiot ovat oma operaatioluokkansa joiden yhteispiirre on se, että niissä käsitellään bittijonojen yksittäisiä bittejä. Kääntöoperaatiossa yhden jonon bitit käännetään nollista ykkösiksi ja toisin päin. Osa operaatioista suoritetaan kahden bittijonon välillä siten, että jonoissa samassa kohdassa olevat bitit vaikuttavat toisiinsa. Näitä ovat and (&), or (|) sekä xor (^). Lopuksi on vielä siirto-operaatiot (<< ja >>), joissa yhden bittijonon bittejä siirretään oikealle tai vasemmalle N askelta.
C:n funktiot ovat Pythonin funktioita staattisempia. Funktiolla voi olla vain yksi paluuarvo, jonka tyyppi määritellään funktion määrittelyssä. Samoin määritellään kaikkien parametrien tyypit. Funktiota kutsuttaessa argumenttien arvot sijoitetaan parametreille varattuihin muistipaikkoihin, joten funktio käsittelee eri arvoja kuin sitä kutsuva koodi.
Ulkopuolinen koodi sijaitsee C:ssä kirjastoissa (library), josta niitä voidaan ottaa käyttöön #include-direktiivillä. C:ssä on mukana sisäiset kirjastot sekä lisäksi voidaan käyttää ulkoisia kirjastoja - ne täytyy kuitenkin koodissa käyttöönoton lisäksi kertoa kääntäjälle käännösvaiheessa. Tyypillisesti kirjasto koostuu c-kooditiedostosta sekä otsikkotiedostosta (.h), joka kertoo mitä funktioita kirjastossa on.
C:n muuttujat ovat staattisesti tyypitettyjä, eli niiden tyyppi kiinnitetään esittelyn yhteydessä. Lisäksi C:ssä muuttuja on sidottu sille varattuun muistialueeseeen. Muuttuja ei voi myöskään muuttaa tyyppiään jälkikäteen.
Ehtolause on yksittäisen ehdon määrittelevä rivi koodissa, jota seuraa aaltosulkeilla merkitty koodilohko, joka määrittää miten ehdon toteutuessa tulee toimia. Varsinaisia ehtolauseita ovat if-lauseet, joka voi esiintyä myös else-avainsanan kanssa else if. Toisiinsa liitetyt ehtolauseet muodostavat ehtorakenteita.
Ehtorakenne on yhdestä tai useammasta toisiinsa liitetystä ehtolauseesta muodostuva rakenne, joka haarauttaa ohjelman suoritusta. Useimmissa ehtorakenteissa on vähintään kaksi haaraa: if ja else. Näiden välissä voi olla myös N kpl else if-lauseilla aloitettuja haaroja. On myös mahdollista, että ehtorakenteessa on pelkkä if-lause. Ehtorakenteessa kussakin haarassa on suoritettavaa koodia, joka kuvaa miten ohjelman tulee ehdon määrittelemässä tilanteessa toimia. Jokainen haara on oma koodilohkonsa, joka merkitään siis aaltosulkeilla.
Esikääntäjä on värkki joka käy koodin läpi suorittaen kaikki esikääntäjädirektiivit ennen varsinaista kääntämistä. Näihin kuuluvat mm. include-lauseet joilla koodiin lisätään siihen liitetyt kirjastot sekä define-lauseet joilla voidaan määritellä vakioita ja makroja.
Esikääntäjädirektiivit ovat ohjeita, jotka on tarkoitettu esikääntäjälle. Ne puretaan koodista pois ennen varsinaista kääntämistä. Esikääntäjädirektiivit alkavat #-merkillä. Yleisin näistä on include, joka vastaa Pythonin importia. Toinen yleinen on define, jolla tällä kurssilla määritetään vakioita.
Muuttujan esittely tarkoittaa sitä kun muuttujan olemassaolosta kerrotaan ensimmäistä kertaa. Tällöin määritetään muuttujan tyyppi ja nimi, esim. int luku;. Kun muuttuja esitellään, sille varataan paikka muistista, mutta muistiin ei vielä kirjoiteta mitään - muuttujassa on siis muistiin jäänyt arvo. Tästä syystä muuttujat on usein myös hyvä alustaa esittelyn yhteydessä.
Etumerkitön kokonaislukumuuttuja on kokonaisluku jonka kaikki arvot ovat positiivisia. Koska etumerkille ei tarvitse varata bittiä, etumerkittömällä kokonaisluvulla voidaan esittää itseisarvoltaan 2x suurempi luku kuin etumerkillisellä. Etumerkitön kokonaisluku määritetään lisäämällä kokonaislukumuuttujan esittelyyn unsigned-avainsana: unsigned int laskuri;
Heksadesimaaliluvut ovat 16-kantaisia lukuja, joita käytetään erityisesti muistiosoitteiden sekä muistin bittisisällön esittämiseen. Heksadesimaaliluvun edessä on tyypillisesti 0x, ja numeroiden lisäksi käytössä ovat kirjaimet A-F jotka vastaavat numeroja 10-15. Heksadesimaalilukuja käytetään koska yksi numero vastaa aina tasan neljää bittiä, joten muunnokset binääriin ja takaisin ovat helppoja.
Iteroitava objekti on sellainen, jonka voi antaa silmukalle läpikäytäväksi (Pythonissa for-silmukalle). Tähän joukkoon kuuluvat yleisimpinä listat, merkkijonot ja generaattorit. C:ssä ei ole silmukkaa, joka vastaisi Pythonin for-silmukan toimintaa, joten taulukoiden yms. läpikäynti tehdään indeksiä kasvattavilla silmukoilla.
Kirjasto on tyypillisesti yhteen rajattuun tarkoitukseen tehty työkalupakki, joka yleensä sisältää nipun funktioita. Kirjastot otetaan käyttöön include-esikääntäjädirektiivillä. Jos kirjasto ei kuulu C:n sisäänrakennettuihin, sen käyttöönotto täytyy myös kertoa kääntäjälle.
Kokonaisluvut itsessään ovat tuttuja varmaan tässä vaiheessa, mutta C:ssä niitä on monenlaisia. Kokonaisluvuille nimittäin määritellään kuinka monella bitillä ne esitetään sekä se, onko luvussa etumerkkiä. Koska tietyllä bittimäärällä voidaan esittää vain rajallinen määrä eri lukuja (2 ^ n), etumerkillisissä luvuissa maksimiarvo on yhden bitin verran pienempi (2 ^ (n - 1)). Pienin kokonaisluku on 8-bittinen.
Kommentti on kooditiedostossa olevaa tekstiä, joka ohitetaan kun koodia suoritetaan. Kussakin kielessä on oma tapansa sille miten rivi merkitään kommentiksi. Pythonissa se on #-merkki, C:ssä //. Lisäksi C:ssä voi merkitä useita rivejä kommenteiksi kerralla - kommentti aloitetaan tällöin /*-merkkiparilla ja päätetään */-merkkiparilla. Kaikki näiden välissä tulkitaan kommentiksi.
Komplementti on negatiivisten lukujen esitystapa, jossa luvun etumerkki muutetaan kääntämällä sen kaikki bitit. Kahden komplementissa, jota tällä kurssilla käytetään, käännön jälkeen lisätään tulokseen 1. Tarkempaa tietoa löydät lukujärjestelmiä käsittelevästä oheismateriaalista.
Konekieli muodostuu käskyistä jotka laitteen prosessori ymmärtää. Konekieltä kutsutaan yleensä Assemblyksi ja se on alin taso jolla ihmisen on mielekästä antaa ohjeita tietokoneelle. Konekieltä käytetään tällä kurssilla loppuossa, joten siihen ei johdatuskurssia suorittavien tarvitse perehtyä.
Koodilohko on joukko koodirivejä, jotka kuuluvat jollain tavalla yhteen eli ne ovat samassa kontekstissa. Esimerkiksi ehtorakenteessa kunkin ehdon alla on oma koodilohkonsa. Samoin funktion sisältö on oma koodilohkonsa. Koodilohkot voivat sisältää muita koodilohkoja. Pythonissa koodilohkot erotetaan toisistaan sisennyksellä; C:ssä koodilohkon alku ja loppu merkitään aaltosulkeilla {}
Käskykanta määrittää mitä käskyjä laitteen prosessori osaa. Nämä käskyt muodostavat prosessoriarkkitehtuurin konekielen.
Kääntäjä on ohjelma, joka kääntää C-kielisen koodin konekieliseksi binääritiedostoksi, jonka tietokoneen prosessori osaa suorittaa. Kääntäjä myös tutkii koodin ja ilmoittaa siinä olevista virheistä sekä antaa varoituksia potentiaalisista ongelmista koodissa. Kääntäjän toimintaa voi ohjata lukuisilla asetuslipuilla.
Lause on ohjelmointikielessä nimitys yksittäiselle suoritettavalle asialle, joka on yleensä yksi koodirivi.
Liukuluku (engl. floating point number, lyh. float) on tietokoneiden käyttämä desimaaliluvun approksimaatio. Tietokoneet eivät arkkitehtuurinsa vuoksi pysty käsittelemään oikeita desimaalilukuja, joten niiden tilalla käytetään liukulukuja. Liukuluvut saattavat aiheuttaa pyöristysvirheitä - tämä on hyvä pitää mielessä niitä käyttäessä. C:ssä liukulukuja on yleensä kahta eri tarkkuutta: float ja double, joista jälkimmäisessä on nimensä mukaisesti 2 kertaa enemmän bittejä.
Looginen operaatio viittaa Boolen algebran operaatiohin, joissa käsitellään totuusarvoja. Tyypillisiä loogisia operaatioita ovat ehtolauseista tutut and, not ja or. C:ssä tunnetaan myös bittikohtaiset loogiset operaatiot jotka toimivat samalla logiikalla, mutta vaikuttavat jokaiseen bittiin erikseen.
Makro on alias, jolla määritetään tietty avainsana korvattavaksi koodinpätkällä. Hyvin käytettynä tällä voidaan joissain tilanteissa saada aikaan parempaa luettavuutta, mutta helposti käy toisin. Makroilla ei kannata tämän kurssin puitteissa leikkiä, kunhan tietää mistä on kyse jos niihin joskus törmää.
Merkki on nimensä mukaisesti yksi merkki. Merkki voidaan tulkita ASCII-merkkinä mutta sitä voidaan käyttää koodissa myös kokonaislukuna, koska se on pienin esitettävissä oleva kokonaisluku. Merkin koko on 1 tavu. Merkki merkitään yksinkertaisilla lainausmerkeillä, esim. 'c'.
Pythonissa kaikki teksti käsiteltiin merkkijonoissa, eikä siinä esim. ollut erillistä muuttujatyyppiä yksittäiselle merkille. C:ssä puolestaan ei ole varsinaista merkkijonomuuttujatyyppiä lainkaan - on ainoastaan merkeistä koostuvia taulukoita, joille on oma määrittelytapansa. Näillä taulukoilla on ennaltamäärätty pituus. "Merkkijonon" voi määritellä C:ssä char elain[5] = "aasi"; jossa numero kertoo merkkitaulukon koon ja on merkkien määrä + 1, koska lopetusmerkki '\0' lisätään tässä alustustavassa automaattisesti loppuun.
Metodi on funktio, joka on osa objektia eli objektin ominaisuus, jolla objekti usein muuttaa omaa tilaansa. Metodia kutsuttaessa käsiteltävä objekti tulee kutsun eteen: arvosanat.sort().
Kaikki suoritettavien ohjelmien käsittelemä data on tietokoneen muistissa ajon aikana. Tietokoneen muisti muodostuu muistipaikoista, joilla on muistiosoite sekä sisältö. Kaikki muistipaikat ovat saman kokoisia - jos talletettava tietomäärä on tätä suurempi, varataan useampi (peräkkäinen) muistipaikka.
Pythonissa objektit eroteltiin muuntuviin ja muuntumattomiin. Muuntumaton arvo oli sellainen, jonka sisältö ei voi muuttua - kaikki operaatiot jotka näennäisesti muuttavat arvoa tosiasiassa luovat siitä uuden kopion, joka yleensä sijaitsee uudessa muistipaikassa. Esimerkiksi merkkijonot olivat tyypillinen muuntumaton tyyppi Pythonissa. C:ssä tätä erottelua ei tarvita, koska muuttujien ja muistipaikkojen suhde on tiiviimpi - sama muuttuja osoittaa koko ohjelman suorituksen ajan tiettyyn muistipaikkaan.
Objekti, joskus myös olio, on Pythonissa yleistä terminologiaa. Kutsuimme objekteja pääasiassa arvoiksi alkeiskurssilla, mutta Pythonissa kaikkea voi käsitellä objekteina - tämä tarkoittaa, että mihin tahansa voidaan viitata muuttujilla (esim. funktion voi sijoittaa muuttujaan). Objekti-termiä käytetään tyypillisesti oliopohjaisissa kielissä (kuten Python). C ei kuulu tähän joukkoon.
Ohjausrakenne on yleisnimitys koodirakenteille, jotka hallitsevat jollain tavalla ohjelman suorituksen kulkua. Näihin rakenteisiin lukeutuvat ehtorakenteet sekä toistorakenteet. Myös poikkeusten käsittely voidaan lukea tähän joukkoon.
Koodin optimointi tarkoittaa sitä, että sen suorituskykyä parannetaan tyypillisesti joko vähentämällä aikaa, joka sen suoritukseen kuluu tai vähentämällä muistin käyttöä. Optimoinnista on hyvin tärkeää ymmärtää, että sitä ei koskaan kannata tehdä jos ei ole pakko - optimointia siis tehdään vasta kun koodi oikeasti toimii hitaasti tai kuluttaa liikaa muistia. Optimointia ei myöskään kannata tehdä sokkona - koodista tulee ensin tunnistaa mitkä ovat sen pullonkaulat eli ne osat jotka tuhlaavat eniten resursseja.
Osoitin (pointer) on C:ssä erityinen muuttujatyyppi. Osoitinmuuttuja sisältää muistiosoitteen, josta varsinainen arvo löytyy - ne toimivat siis tietyllä tapaa kuin Pythonin muuttujat. Muuttuja määritellään osoittimeksi lisäämällä tyypin perään * esittelyrivillä, esim. int* luku_os luo luku_os-muuttujan, joka on osoitin int-tyyppiseen arvoon. Osoittimen osoittaman muistialueen sisällön voi hakea käyttöön merkinnällä *luku_os ja vastaavasti jonkin muuttujan muistipaikan osoitteen saa merkinnällä &luku. Osoittimille on omistettu kokonainen materiaali (4).
Otsikkotiedosto on .h-päätteellä merkitty tiedosto, joka sisältää otsikkotiedot (funktioiden prototyypit, tietotyyppien määrittelyt yms) saman nimiselle .c-tiedostolle.
Otsikkotiedot ovat C-koodissa ja erityisesti kirjastojen yhteydessä eräänlainen muotti koodista. Tyypillisen otsikkotieto on funktion prototyyppi, jolla kerrotaan mitä funktio palauttaa ja mitä argumentteja sille annetaan. Rivi on sama kuin funktion varsinainen määrittely. Muita otsikkotietoja ovat mm. tietotyyppien ja vakioiden määrittelyt. Otsikkotiedot voivat sijaita kooditiedoston alussa, mutta erityisesti kirjastojen osalta ne ovat yleensä erillisessä .h-tiedostossa.
Paikanpidin on merkkijonojen muotoilussa käytetty termi, jolla esitetään kohta merkkijonossa, johon sijoitetaan esim. muuttujan arvo ohjelman suorituksen aikana. Pythonissa format-metodia käytettäessä paikanpitimiä merkittiin aaltosulkeilla (esim. {:.2f}). C:ssä käytetään %-merkkiä jota seuraa paikanpitimen määrittely, josta erityisen tärkeä osa on muuttujatyypin määrittely. Esimerkiksi "%c" ottaa vastaan char-tyyppisen muuttujan.
Paluuarvo on nimitys arvolle tai arvoille jotka funktio palauttaa kun sen suoritus päättyy. C:ssä funktioilla voi olla vain yksi paluuarvo, Pythonissa niitä voi olla useita. Koodia lukiessa paluuarvoa voi käsitellä päässään siten, että funktiokutsun paikalle sijoitetaan funktion paluuarvo sen jälkeen kun funktio on suoritettu.
Parametri on funktion määrittelyssä nimetty muuttuja. Parametreihin sijoitetaan funktion saamat argumentit. Parametri on siis nimitys jota käytetään kun puhutaan arvojen siirtymisestä funktion näkökulmasta. Tätä erottelua ei aina tehdä, vaan joskus puhutaan pelkästään argumenteista.
Poikkeus on ohjelmointikielessä määritelty virhetilanne. Poikkeuksella on tyyppi (esim. TypeError), jota voi käyttää poikkeuksen käsittelyssä ohjelman sisällä sekä myös apuna virhetilanteen ratkaisussa. Tyypillisesti poikkeukseen liitetään myös viesti, joka kertoo mistä ongelmassa on kyse.
Prototyyppi määrittelee funktion paluuarvon tyypin, nimen sekä kaikki argumentit ennen funktion varsinaista esittelyä. Kunkin funktion prototyypin tulisi löytyä joko kooditiedoston alusta tai erillisestä otsikkotiedostosta (.h). Prototyypin määrittely on kopio funktion varsinaisesti määrittelyrivistä.
Pythonin for-silmukka vastaa toiminnaltaan useimmissa kielissä olevaa foreach-silmukkaa. Se käy läpi sekvenssin -esim. listan - jäsen kerrallaan, ottaen kulloinkin käsittelyssä olevan jäsenen talteen silmukkamuuttujaan. Silmukka loppuu, kun iteroitava sekvenssi päättyy.
Merkkijonojen format-metodi on Pythonissa tehokas tapa sisällyttää muuttujien arvoja tulostettavaan tai tallennettavaan tekstiin. Merkkijonoon määritetään paikanpitimiä (esim: {:.2f}) joihin sijoitetaan format-metodin argumentit.
Python-funktiolla voi olla valinnaisia parametreja, joilla on asetettu oletusarvo. Argumenttien arvot siirtyvät parametreihin viittauksen kautta, joten funktion sisällä käsitellyt arvot ovat samoja kuin sen ulkopuolella käsitellyt - niillä on vain eri nimet. Python-funktiolla voi olla useita paluuarvoja.
Pythonin import-lauseella otettiin käyttöön moduuleja/kirjastoja - joko Pythonin mukana tulevia, muualta ladattuja tai itsekirjoitettuja. Pythonin import-lauseelle erityistä on, että oletuksena tuotuihin funktioihin ym. päästään käsiksi moduulin nimen kautta (esim. math.sin. C:ssä importia vastaa include, ja se tuo nimet suoraan ohjelman omaan nimiavaruuteen.
Interaktiivinen Python-tulkki tai Python-konsoli on ohjelma, johon voi kirjoittaa Python-koodirivejä. Nimitys "interaktiivinen" tulee siitä, että koodirivi suoritetaan välittömästi sen syöttämisen jälkeen, ja ohjelma näyttää käyttäjälle koodirivin tuottaman paluuarvon (esim. matemaattisen operaation tuloksen).
Pythonin lista osoittautui Ohjelmoinnin alkeissa hyvin tehokkaaksi työkaluksi. Se on järjestetty kokoelma arvoja. Listan monikäyttöisyys johtuu siitä, että sen koko on dynaaminen (eli suorituksen aikana muuttuva) minkä lisäksi se voi sisältää mitä tahansa arvoja - myös sekaisin. Samassa listassa voi siis olla useita erityyppisiä arvoja. Listat voivat tietenkin sisältää myös listoja tai muita tietorakenteita jne.
Kuten Ohjelmoinnin alkeissa opittiin, Python-muuttuja on viittaus arvoon, eli yhteys muuttujan nimen ja tietokoneen muistissa olevan arvon välillä. Python-muuttujilla ei ole tyyppiä, mutta arvoilla on. Arvon kelpaavuus kokeillaan koodia suorittaessa tilannekohtaisesti. Tässä suhteessa ne siis eroavat toiminnaltaan C:n muuttujista, ja niiden toiminta muistuttaa usein enemmän C:n osoittimia.
Pythonissa pääohjelma on se osa koodia, joka suoritetaan kun ohjelma käynnistetään. Pääohjelma sijaitsee tyypillisesti koodin lopussa, ja useimmiten if __name__ == "__main__":-lauseen alla. C:ssä ei ole varsinaista pääohjelmaa, siinä suoritus aloitetaan oletuksena main-nimisestä funktiosta.
Python-tulkki on ohjelma, joka muuttaa Python-koodin tietokoneelle annettaviksi ohjeiksi. Se vastaa niin kooditiedostojen kuin myös interaktiiviseen Python-tulkkiin kirjoitettujen komentojen suorittamisesta. Tällä kurssilla sanalla tulkki viitataan kuitenkin useimmiten nimenomaan interaktiiviseen Python-tulkkiin.
Pääfunktio on C:ssä ohjelman aloituspiste ja se korvaa Pythonista tutun pääohjelman. Oletuksena pääfunktion nimi on main ja se määritellään yksinkertaisimmillaan int main().
Resurssi viittaa laitteiston käytössä olevaan prosessoritehoon, muistiin, oheislaitteet jne. Se käsittää siis kaikki rajoitteet sille millaista ohjelmakoodia voidaan ajaa sekä sen, mitä ohjelmakoodilla voidaan tehdä. Tietokoneilla resurssit ovat ohjelmointiopiskelijan näkökulmasta aika rajattomat, mutta sulautetuilla järjestelmillä rajat voivat hyvinkin tulla vastaan.
C käyttää staattista tyypitystä. Se tarkoittaa sitä, että muuttujien tyypit määritellään kun ne luodaan ja muuttujaan ei voida sijoittaa erityyppistä arvoa. Lisäksi arvon kelvollisuus määritellään koodia suorittaessa sen tyypin perusteella (tai oikeastaan tämä tehdään jo käännösvaiheessa). Pythonissa taas käytetään dynaamista eli ankkatyypistystä.
Syntaksi (engl. syntax) on koodin kielioppi. Esimerkiksi Pythonin syntaksi määrittää, millainen teksti on tulkittavissa Python-koodiksi. Jos teksti ei noudata koodin syntaksia, sitä ei voida suorittaa tai C:n tapauksessa kääntää. Syntaksi antaa myös koodaajalle tietoa siitä, missä muodossa halutunlainen ohje tulee antaa.
Taulukko (array) on ohjelmointikielissä yleinen tietorakenne, joka sisältää useita (yleensä) samantyyppisiä arvoja. C:n taulukot ovat staattisia - niiden koko tulee määritellä taulukon esittelyn yhteydessä - ja taulukossa voi olla vain samantyyppisiä muuttujia (myös tyyppi määritellään esittelyssä).
Yhden muistipaikan koko on yksi tavu (byte) - tyypillisesti 8 bittiä. Tavu on siis pienin yksikkö joka voidaan osoittaa tietokoneen muistista. Muuttujien tyyppien varaamat muistialueet lasketaan tavuissa.
Terminaali, komentokehote ja komentorivi ovat eri nimiä käyttöjärjestelmän tekstipohjaiselle käyttöikkunalle. Windowsissa komentoriville pääsee kun kirjoittaa suorita...-ikkunaan cmd. Komentorivillä annetaan tekstikomentoja käyttöjärjestelmälle. Tällä kurssilla pääasiassa siirrytään cd-komennolla hakemistosta toiseen ja käytetään kääntäjää kooditiedostojen kääntämiseen sekä suoritetaan käännettyjä koodeja.
Tietorakenne on yleisnimitys kokoelmille jotka sisältävät useita arvoja. Pythonissa näitä olivat mm. lista, monikko ja sanakirja. C:ssä taas yleisimmät tietorakenteet ovat taulukot (array) ja tietueet (struct).
Tietokoneen muistissa oleva data on pelkästään bittejä, mutta muuttujilla on tyyppi. Tyyppi kertoo millä tavalla muistissa olevat bitit pitää tulkita. Se kertoo myös kuinka suuresta määrästä bittejä muuttujan arvo muodostuu. Tyyppejä ovat esim int, float ja char.
Tyyppimuunnos on operaatio jossa muuttuja muutetaan toisentyyppiseksi. Alkeiskurssilla tätä tehtiin pääasiassa int- ja float-funktioilla. C:ssä tyyppimuunnos merkitään hieman toisin: liukuluku = (float) kokonaisluku. Huomioitavaa on myös, että operaation tulos voidaan tallentaa ainoastaan muuttujaan jonka tyyppi on kohdetyyppiä (esimerkissä float). Pythonissa nähdyt luku = int(luku)-temput eivät siis onnistu.
Varoitusviesti on ilmoitus siitä, että ohjelman suorituksessa tai - erityisesti tällä kurssilla - sen kääntämisessä kohdattiin jotain epäilyttävää, joka saattaa johtaa virhetilanteisiin, mutta ei suoraan estä ohjelman käyttöä. Yleisesti ottaen kaikki varoitukset on syytä korjata ohjelman toiminnan vakauttamiseksi.
Virheviestiksi kutsutaan tietokoneen antamaa virheilmoitusta joko koodia kääntäessä tai ohjelmaa suorittaessa. Virheviesti tyypillisesti sisältää tietoa kohdatusta ongelmasta ja sen sijainnista.
C:ssä main-funktio on ohjelman suorituksen aloituspiste kun ohjelma käynnistetään. Ohjelman komentoriviargumentit tulevat main-funktiolle (mutta niitä ei ole pakko vastaanottaa), ja sen palautusarvon tyyppi on int. Lyhimmillään main-funktion voi siis määritellä: int main().
C:ssä yksi tulostustapa on printf-funktio, joka muistuttaa pääasiassa Pythonin print-funktiota. Sille annetaan tulostettava merkkijono, sekä lisäksi merkkijonoon sijoitettavat arvot mikäli on käytetty paikanpitimiä. Toisin kuin Pythonin print, printf ei automaattisesti lisää rivinvaihtoa, joten loppuun on yleensä syytä lisätä \n.
Silmukoista while pohjautuu toistoon ehdon tarkastelun kautta - silmukan sisällä olevaa koodilohkoa suoritetaan niin kauan kuin silmukalle annettu ehto on tosi. Ehto määritetään samalla tavalla kuin ehtolauseissa, esim: while (summa < 21).