Harjoitustehtävät

Harjoitustehtävät Qt:n ja C++:n oppimiseen. Tutustu kurssin oppimateriaaliin, sieltä löytyy moneen tehtävään miltei valmis ratkaisu. Lisäksi Qt:n omat sivut ovat erittäin hyvä oppimislähde, niihin kannattaa tutustua. Näiden tehtävien yksi tärkeä tehtävä on opettaa opiskelijaa käyttämään Qt:n help-sivustoja, joten kaikki tehtävien yhteydessä olevat linkit kannattaa käydä läpi.

1. Tehtäväsarja

Projektit kannattaa luoda virtuaalikoneessa C-levyn temp-hakemistoon ja kopioida lopuksi projektikansio Z-levylle (tai tikulle) turvaan!
Jos projekti luodaan suoraan Z-levylle, saa tulokseksi vain ongelmia.

Mikäli tehtävänannossa ei toisin mainita, tehtävistä palautetaan niiden lähdekoodi liitetiedostoina joko koko projekti zip-paketissa (klikkaa kakkosnäppäimellä/"oikeaklikkaa" kansiota -> Send to -> Compressed (zipped) folder), tai yksittäisinä tiedostoina.

Ensimmäisessä tehtävässä teemme QT Creatorin graaffisella editorilla Dialogin, johon viemme kaksi widgetiä eli graaffista elementtiä. Eli tee Qt Creatorilla dialogi-sovellus seuraavasti:

valitse:
File-> New file or project
-> Qt Widget Project
-> Qt Gui Application
-> Anna projektin nimi ja tallennuskansio
-> valitse QMainWindow tilalle QDialog
-> aja loput oletusasetuksilla läpi.

Valitse vasemmalta alhaalta Debug build. Käännä ja testaa sovellus painikkeella F5, ohjelman pitäisi käynnistyä ja (tyhjän) dialogin piirtyä ruudulle. Tutustu koodiin ja etsi sieltä pääohjelma, muodostin = constructor sekä hajotin = destructor.

Nimeä em. funktiot koodiin, kopioi koodi ja lähetä se tuubin kautta tehtävän 1. vastauksena. Älä käytä liitetiedostoa, vaan maalaa koodi vastausikkunaan.
***********
Laita breakpoint kaikkiin lähdekoodiin funktioihin aaltosulkujen väliin; laita yksi break point pääohjelmaan (main.cpp) ennen dialogin muodostinta ja yksi show-funktiokutsun eteen (main.cpp).

Breakpointin voit asettaa viemällä hiiren kursorin rivinumeroinnin vasemmalle puolelle ja klikkaamalla siellä olevaa tyhjää aluetta. Aja F5:llä kaikki breakpointit läpi. Selvitä funktioiden ajojärjestys ja vastaa se tuubiin.
Jatka edellistä tehtävää seuraavasti. Laita dialogiin liukupalkki (Horizontal tai Vertical Slider) ja "lcd"-näyttö QLCDNumber.

Johda liukupalkin signaali (valueChanged) "lcd"-näytön slotiin (display) signal-slot tilassa (F4).

Tee graafisella editorilla kytkennät "widgetien" välille. Testaa sovellus.

Laita graafisessa editorissa edellisen liukupalkin alarajaksi -100 ja ylärajaksi 100. Testaa. Ota Snipping Toolilla kuva dialogista siten, että liitynnät näkyvät ja laita se tuubiin.
Vie liukupalkin arvo edistymispalkin " QProgressBar " arvoksi. Ota Snipping Toolilla kuva dialogista siten, että liitynnät näkyvät ja laita se tuubiin.

Tee uusi projekti (kuten tehtävässä nro 1) ja lisää dialogiin tehtävän 3 mukaiset widgetit.

Kytke widgetit graafisen editorin sijaan toisiinsa connect-funktion avulla eli lisää Dialogin muodostimeen connect.... Alla esimerkki connect-funktion käytöstä

//alla olevasta koodista löydät viisi ensimmäistä riviä valmiina Dialogi.cpp tiedostosta, lisää connect funktio niiden perään
//kuten tässäkin on tehty
    Dialogi::Dialogi(QWidget *parent) :
      QDialog(parent),
      ui(new Ui::Dialogi)
    {
      ui->setupUi(this);//tämä on jo tehty puolestasi automaattisesti
      //yhdistetaan signaalit ja slotit, valitse komponentit valikosta ALÄ KOPIOI ettei mene suteen
      //ui-> tarkoittaa sitä, että komponentti on käyttöliittymässä ja ui-> on osoite käyttöliittymään
      connect(ui->horizontalSlider,SIGNAL(valueChanged(int)),ui->lcd,SLOT(display(int)));
      ....

Palauta tehtävän lähdekoodi (dialog.cpp) tuubiin.

Tee Dialog sovellus, jossa on Date Time Edit ja Calendar -widgetit. Kytke ne yhteen siten, että muutettaessa kumpaa tahansa, muuttuu myös toisen asetus.
a.Tee graafisella editorilla signal - slot -liityntä (eli nuolilla) . (ota kuva liitynnöistä palauta tuubiin kuva Snipping toolista)
b. Ota nuolet pois ja tee liityntä connect-funktiolla. (palauta lähdekoodi)

Huom. Jos ohjelma ei muuten toimi, lisää dialog.h tiedostoon #include <QDate> muiden include komentojen alle.
Tee Dialog sovellus, jossa Dial-valikon arvo menee lcd-näyttöön.
a.Tee graafisella editorilla signal - slot -liityntä (eli nuolilla) ja testaa, ota kuva liitynnöistä ja lähetä vastaus tuubilla.
b Tee liityntä connect-funktiolla. (palauta lähdekoodi)
Tässä tehtävässä viet haluamasi tekstin labeliin eli tekstinäyttöön ruudulla, kun painat dialogissa olevaa nappulaa. Eli tee dialogi, johon luot graafisessa editorissa painonapin ja labelin. Nimeä nappi ja label siten, että muistat niiden merkityksen. Tee .h-tiedostoon oma slotin esittely seuraavasti eli avaa Dialog.h ja aaltosulkeiden sisälle ennen lopettavaa sulkua lisää alla oleva teksti. Jos ei muistu mieleen slotit ja signaalit, niin katso täältä: ohjeita signaaleista ja sloteista

(klikkaa 'expand source' jos koodi alla ei näy)
Expand source
```
...
public slots:
    void nayta();
...
```
Tee slotin toteutustiedostoon Dialog.cpp. Lisää tiedostoon funktio, joka näyttää tekstin label ruudulla.
Expand source
```
//tämän lisäät Dialog.cpp tiedoston loppuun
void Dialog::nayta()
{
    //laita ui-> jos olet tehnyt labelin dialogiin
    QString Tekstia;//tämä on muuttuja joka tallettaa merkkijonoja
    Tekstia="juttuja";
    ui->label->setText(Tekstia);//tällä laitat tekstin labeliin
}
```
Liitä napin signaali omaan slotiisi. Tee tämä dialogin muodostimessa (slot on nyt Dialogissa).
Expand source
```
ui->setupUi(this);//tämä on jo tullut automaattisesti
//yhdistetaan signaalit ja slotit, valitse komponentit valikosta ÄLÄ KOPIOI ettei mene suteen
//this alla tarkoittaa, että vastaanottaja on tämän tiedoston (luokan) slot
connect(ui->Nappi,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(nayta()));
```

Tässä tehtävässä on tarkoituksena tehdä sekuntikello, jonka voi käynnistää, laittaa tauolle, käynnistää uudelleen ja pysäyttää nappien avulla. Kello toteutetaan QTimer-luokan avulla (tutustu QTimer linkin alta löytyvään tekstiin!!!). Tee dialogiin painikkeet start, pause, jatka, stop ja nollaus. Tee painikkeille slotit (go to slot) sekä vielä lcd-näyttö kellon arvoa varten. Tee QTimer timer; muuttuja Dialog.h tiedostoon alla olevan esimerkin mukaisesti.

#include <QDialog> // tämä on jo tehty puolestasi eli lisää alla oleva rivi
#include <QTimer>  //lisää tämä, tähänhän jo tutustuit QTimer helpissä

    ... lisää seuraavat muuttujat luokan esittelyyn Dialog.h tiedostossa
    ~Dialog();// tämä on jo tehty puolestasi automaattisesti, lisää alla olevat muuttujat
    QTimer timer;//ajastin ajan laskentaa varten, tämä rivi sinun täytyy lisätä
    int laskuri;//laskuri joka laskee ajastimen timeout eli kertoja jotka ajastin on käynyt loppuun
    ...
    private slots:
    void on_StopTimer_clicked();//tämä tuli automaattiseti kun teit Stop painikkeen ja sille slotin "go to slot" määrittelyllä
    void on_StartTimer_clicked();//ja tuli kanssa samalla tavoin
    void PaivitaNaytto();//tämän joudut tekemään itse ja vastaavan funktion Dialog.cpp tiedostoon
};

Nyt timer on muuttuja, joka sisältää ajastimen. Esimerkiksi timer.start(1000) käynnistää ajastimen yhden sekunnin resoluutiolla. Ajastimen timeout signaalin joudut kiinnittämään itse tekemääsi slotiin PaivitaNaytto seuraavasti Dialogin muodostimessa, muistathan että muodostin on se funktio, jossa luokan nimi on sama kuin funktion nimi.

ui->setupUi(this);//tämä on jo Dialogin muodotimessa
//tämän liitynnän ajastimen timeout signaalista ja  PaivitaNaytto
//& merkki tarkoitaa siirtymistä muuttujasta osoitteeseen
//eli timer on muuttuja &timer on muuttujan osoite
connect(&timer,SIGNAL(timeout()),this,SLOT(PaivitaNaytto()));

Ja sitten vielä funktioiden sisällöt Dialog.cpp tiedostoon. Muistathan, että teit funktioiden rungot "go to slot" -mekanismilla.

void Dialog::on_StartTimer_clicked()//tämän olet tehnyt "go to slot" määrittelyllä
{
    timer.start(100);
    laskuri=0;
}

void Dialog::on_StopTimer_clicked()//tämän olet tehnyt "go to slot" määrittelyllä
{
    timer.stop();
}
//ja tähän ilmestyy loppujen painikkeiden slotit, kun teet ne "go to slot" määrittelyllä

//ajetaan läpi timeoutista eli tämän teet itse
void Dialog::PaivitaNaytto()
{
    laskuri++;
    ui->lcdNumber->display(laskuri);
}

Lisää vielä sisällöt funktioille Jatka ja Pause sekä tee kaikki tarvittavat funktiot ja testaa ohjelma.

Muuta edellisen tehtävän kelloa siten, että tarkkuus on 0.01 sekuntia. Eli joudut muuttamaan timerin start-asetusta. kts. QTimer help. Sijoita laskuri double tyypin muuttujaan
```
double apu=laskuri;
```
ja jaa apu 100:lla (kokeile lukuja 100 ja 100.0, miten ne eroaa?) sekä sijoita arvo lcd-näyttöön.

Muuta edellisen tehtävää siten, että nyt on vain painonapit start/pause, stop ja nollaus. Eli muuta start/pause-napin tekstiä sen mukaan onko ajastin tilassa käynnissä/pysäytettynä. Huom! tarvitset luokkaan muuttujan, jossa pidät yllä laskurin tilaa.

void Dialog::on_StartTimer_clicked()
{
    QString TekstiPainikkeessa;
    if(FlipFlop==false)//FlipFlop on bool tyypin muuttuja, joka on esiteltävä luokkamäärittelyssä Dialog.h  bool FlipFlop;
    {
        timer.start(100);
        laskuri=0;//tämä rivi kannattanee siirtää muodostimeen, jos et muista mikä on muodostin niin tarkasta tehtävästä kaksi
        FlipFlop=true; //esittele tämä muuttuja Dialog.h tiedostossa bool FlipFlop; ja aseta
        //FlipFlop asetetaan tilaan false Dialogin muodostimessa (muodostin kts teht. 2)
        TekstiPainikkeessa="Pause";
        ui->StartTimer->setText(TekstiPainikkeessa);
    }
    else
    {
        timer.stop();
        FlipFlop=false;
        TekstiPainikkeessa="Start";
        ui->StartTimer->setText(TekstiPainikkeessa);
    }
}

Muuta edellistä tehtävää siten, että voit muuttaa kellon tarkkuutta (desimaalien lukumäärää) spinBox "widgetillä":
- Näytetään vain sekunnit (aikaresoluutio: timer laukeaa 1000 ms välein)
- Näytetään sekunnit ja kymmenesosat (aikaresoluutio: 100 ms)
- Näytetään sekunnit ja sadasosat (aikaresoluutio: 10 ms)
Muistat tietysti lisätä spinBoxin graafiseen käyttöliittymään.
Expand source
```
void Dialog::on_StartTimer_clicked()
{
    ui->spinBox->setMinimum(0);
    ui->spinBox->setMaximum(2);
    int desimaalit = ui->spinBox->value();
    if(desimaalit==0) aikaResoluutio=1000;//esittele aikaresoluutio .h tiedostossa
    if(desimaalit==1) aikaResoluutio=100;
    if(desimaalit==2) aikaResoluutio=10;

    timer.start(aikaResoluutio);
    laskuri=0;
....
```
Lisäksi joudut asettamaan laskurin päivitysfunktioon seuraavanlaisen ehdon.

Jos aikaresoluutio on 1000, lisäät laskurin arvoa jokaisella päivityksellä 1:llä
Jos aikaresoluutio on 100, lisäät laskurin arvoa jokaisella päivityksellä 0.1:llä
jne.
Muuta edellistä tehtävää: Tässä tehtävässä opetellaan muuttujan ja osoittimen eroa. Joku fiksu jo varmaan ihmetteli, että miksi ajastin esiteltiin connect funktiossa näin connect(&timer....

Tämä johtuu siitä, connect vaatii lähteen ja kohteen osoitteen sulkujen sisälle. Muuttujan osoite saadaan & merkillä, mutta voimme esitellä (luoda) muuttujan jo valmiiksi osoitteena. Tällöin ohjelman syntaksi muuttuu ja timer muuttujaa ei enää käytetäkään esimerkiksi timer.start(100); vaan timer->start(100). Tässä tapauksessa timer muuttujalle täytyy myös varata muistia ja esittely tehdään toisella tavoin header-tiedostossa:
Expand source
```
class Dialog : public QDialog {
    Q_OBJECT
public:
    Dialog(QWidget *parent = 0);
    ~Dialog();
    //kun timer muuttujan eteen laitetaan * se on osoitin eikä muuttuja
    QTimer *timer;
    //laskuri joka laskee ajastimen timeout eli kertoja jotka ajastin on käynyt loppuun
    int laskuri;
```
Lisätietoja esim. http://edu.phkk.fi/opiskelu/cppohjtekn/14_Osoittimet.htm ja muistinvaraus

Lisäksi joudutaan tekemään Dialog.cpp tiedostossa muodostimeen lisäys muistinvarausta varten.
Expand source
```
Dialog::Dialog(QWidget *parent) :
    QDialog(parent),
    ui(new Ui::Dialog)
{
    ui->setupUi(this);
    timer = new QTimer(this);// nyt muisti on varattu ja timer osoitin on käytettävissä
    //eli nyt voidaan & merkki ottaa timer muuttujan edestä pois
    //this on muuten myös  osoitin, kuten huomaat senkään edessä ei ole & merkkiä
    connect(timer,SIGNAL(timeout()),this,SLOT(PaivitaNaytto()));
    FlipFlop=false;
}
```
Lisäksi joudut käymään läpi kaikki kohdat, joissa olet käyttänyt timer muuttujaa ja muuttamaan pisteet "nuoliksi" ("->").
a.Tee ohjelma, jonka käyttöliittymään lisäät PushButton-painonapin.
Kun painetaan nappia, ohjelma näyttää MessageBox -viesti-ikkunassa viestin "nappia painettu".

b. Lisää dialogiin uusi nappi ja näytä edellisen tehtävän teksti MessageBoxin sijaan QLabel-widgetissä, jonka myös lisäät.
c. Lisää dialogiin uusi nappi ja näytä teksti QLineEdit-widgetissä, jonka myös lisäät.

Tutustu Qt:n QDebug luokkaan ja tulosta sen avulla sama teksti vielä komentoikkunaan.
a. Tee ohjelma, joka ilmoittaa millä välillä annettu luku on. Lisää yksi QPushButton-painonappi (tekstiksi "määritä arvoalue"), yksi QLineEdit ja kolme QRadioButton radiopainiketta, joiden arvot ovat 0...10, 11...100 ja >100. Aseta QRadioButtonien enabled-ominaisuus pois päältä; tällöin käyttäjä ei voi suoraan klikata radiopainikkeita.
Lue käyttäjän syöttämä arvo lineEdit-widgetistä, pushButton-nappia painettaessa testaa if-lauseella arvoalue, ja valitse sen mukaisesti jokin kolmesta radiopainikkeesta.

b. Aseta QRadioButtonien enabled-arvo nyt takaisin päälle ja poista QPushButton. Vaihda tekstikentän validaattoria valitun QRadioButtonin arvon mukaiseksi, kun radiopainiketta painetaan.
Lisää kolme Radiobuttonia uuteen dialogiin. Lisää tekstiruutu, jossa kerrot välittömästi radiopainiketta painettaessa, mitä painikkeista on painettu.
Tee laskin, jossa on oikealla plus-, miinus-, kerto- ja jakopainikkeet.
Vasemmalla on kolme teksti-ikkunaa, kahden ylimmän ruudun perusteella laskettu tulos laitetaan alimpaan ruutuun riippuen painettavasta napista.

Laskin
[tekstikenttä] +
[tekstikenttä] -
*
[tekstikenttä tulos] /
Lisää tekstikenttiin validaattorit, ettei numerokenttiin voi syöttää kirjaimia kts. mallia esimerkistä double validator.
Tee säännöllisiä lausekkeita (regular expression) käyttäen syöttöruutu, johon voi syöttää vain "Excel"-tyyppisiä solun tunnisteita. Näissä on on yksi kirjain ja numero välillä 1..99 eli esim A1, a1, mutta ei esimerkiksi 1a. QRegExpValidator
Tee dialogi, jossa on progress bar, joka etenee ajastimen tahdissa. Progress barin voi käynnistää, nollata ja pysäyttää painikkeilla. Laita ajastimen jaksoajaksi 0,5 sekuntia. Näytä arvo myös "lcd"-näytöllä.
Tee graafisella editorilla dialogi, johon sijoitat kuusi haluamaasi widgettiä ja erottele rinnakkaiset widgetit spacer-elementillä toisistaan. Ryhmittele widgetit kolmeen allekkaiseen ryhmään kolmella horisonttaalisella layoutilla.
Jatka edellistä tehtävää siten, että teet groupboxin rinnakkaisten widgettien ympärille ja ylimmän ryhmän napilla kätket alemmat widget-ryhmät.
Tee edellisen tehtävän dialogi ohjelmallisesti. kts ohjeita
Tee dialogiesimerkki, jossa käytät Qt:n QStack luokkaa QDialog-olion jäsenmuuttujana. Tee nappula "Laita pinoon" ja "Ota pinosta".
Tee mallin 1. tilakone switch-case rakenteella mukainen tilakone ja lisää siihen kaksi askelta. Keksi jokin tapa näyttää askeleet.
Tee tehtävä 23 QStack template-luokkaa käyttäen.
Tee dialogi, jolla voit laittaa ja katsella lukuja vektorissa, käytä QVector objektia.
Tee dialogi, jolla voit laittaa ja katsella lukuja vektorissa, käytä QList objektia.

1.5 PC osana mittausjärjestelmää-tehtävät

Tilakonekaaviot (state chart, state machine diagram) voi piirtää esim https://www.draw.io/ tai omalle koneelle asennettavalla Astahilla http://astah.net/download. Jälkimmäisen professional-versio on ilmeisesti ilmainen opiskelijoille mutta myös kaikille ilmainen Astah Community toimii.

Mallinna liikennevalot UML-tilakonekaaviona esim käyttäen kaavionpiirto-ohjelmaa. Voit olettaa, että tilakoneeseen tulee tapahtuma "30 sekuntia kulunut" jolloin valoja voi vaihtaa. Voit halutessasi mallintaa myös liikennevalojen välitilat joissa keltainen valo on päällä. http://en.wikipedia.org/wiki/UML_state_machine
Toteuta tilakone switch-case rakenteella. Voit käyttää koodin kirjoittamiseen esimerkiksi http://ideone.com/ -ympäristöä. Kieleksi voi valita esim. C++11
Esimerkki tällä tavalla toteutetusta tilakoneesta löytyy sivulta Yksinkertainen Caps Lock -tilakonemalli tai osoitteesta http://en.wikipedia.org/wiki/Event-driven_finite-state_machine
Tee Qt Creatorissa uusi käyttöliittymäsovellus, lisää käyttöliittymään aluksi painikeet tilakoneen tilojen vaihtamiseksi, ja tekstikentät joissa lukee missä tiloissa eri liikennevalot milloinkin ovat.
Lisää tilakoneeseesi QTimer-ajastin, joka vaihtaa tilakoneen tiloja
Mallinna kerrostalon hissi UML-tilakonekaaviona esim käyttäen kaavionpiirto-ohjelmaa. Sisällytä toiminnallisuuteen ainakin perustoiminnallisuus eli esim. kaikkien kerrosten painikkeet ja näytöt, jotka kertovat hissin tilasta.
(Valinnainen lisätehtävä) Lisää tilakoneeseen myös ovien sensorit ja ajastin oven sulkeutumiselle, sekä mahdollisuus painaa useamman kerroksen painikkeita siten, että hissi muistaa mennä niihin kaikkiin yksi kerrallaan.
Toteuta tilakone switch-case rakenteella.
Esimerkki tällä tavalla toteutetusta tilakoneesta löytyy mm. osoitteesta http://en.wikipedia.org/wiki/Event-driven_finite-state_machine
Tee Qt Creatorissa uusi käyttöliittymäsovellus, joka simuloi hissin toimintaa.

2. Tehtäväsarja

Tee Qt:llä ohjelma, jossa lasket yhteen kaksi kahdeksanbittistä etumerkillistä lukua, käytä tietotyyppiä qint8. Tee tarkastukset, etteivät luvut pääse "vuotamaan yli" ja estä ylivuoto saturoimalla luvut tarvittaessa ala-ja ylärajalle.

Tee Qt:lla syöttöruudut, laske painikkeella ja tulosta uuteen tekstiruutuun. Käytä validatoria Validator, double int jne. luettavien arvojen hyväksyntään.
Tee Qt:llä ohjelma, jossa teet JA-, TAI- Ehdoton TAI, JA-EI, TAI-EI operaatiot kahden bool-tyyppisen luvunvälillä.
Tee edellinen tehtävä Qt:n tyyppillä quint8 .
Tee ohjelma, joka nollaa bitit 4 ja 5 antamastasi 8 bittisestä luvusta (kokeile tyyppejä quint8, qint8 ja unsigned char) ja tulostaa arvon.
Tee ohjelma, joka asettaa bitit 4 ja 5 arvoon yksi 8 bittisestä luvusta.
Tee ohjelma, joka vaihtaa bittien 4 ja 5 arvot vastakkaisiksi antamastasi 8 bittisestä luvusta. Kutsu funktiota kaksi kertaa ja tarkasta saitko takaisin alkuperäisen luvun.
Kahdessa 8 bittisessä luvussa on merkitsevänä osana molemmissa neljä vähinten merkitsevää bittiä. Yhdistä luvut yhteen kahdeksan bittiseen lukuun siten että ensimmäinen luku on neljässä vähiten merkitsevässä bitissä ja toinen neljässä eniten merkitsevässä bitissä. Loogiset operaatiot kahdeksanbittisillä luvuilla
Vaihda 16 bittisen luvun vähiten merkitsevä ja eniten merkitsevä tavu keskenään.
Testaa sizeof funktion toimintaa ja tulosta näytölle char, short, int, long ja long long tyyppien koko.
Lue Checkboxeista arvot 8-bittiseen kokonaislukuun (quint8), näytä luku lcd-ikkunassa ja pura arvot takaisin toisiin checkboxeihin.
CAN-väylässä viesti lähetetään enimmillään 64 bitin ryhmissä. Suunnittele ja toteuta viesti, joka koostuu kahdesta 8-bittisestä etumerkillisestä lämpötilaviestistä, 16-bittisestä etumerkittömästä pyörimisnopeusviestistä, 32-bittisestä asemaviestistä. Tee ohjelma, joka laittaa viestit CAN-viestiin em.järjestyksessä. Humioita! Vaikka lämpötila-arvot luetaan etumerkillisinä, ne kannattaa sijoitaa 64-bittiseen viestiin etumerkittöminä, jos muutat negatiivisen qint8 arvon (kahden komplementin) qint64 arvoksi, niin "etumerkki bitti" menee bittiin numero 64 ja muunnoksesta tulee susi koko viestin kannalta. Kannattaa aetaan break point muunnosten eteen ja asettaa oikealla näkyvä muuttujaikkuna binaarimuotoon, jotta sijoitukset ovat parhaiten nähtävissä ja tämän jälkeen ajaa koodia rivi kerrallaan.
Tee ohjelma, joka purkaa viestit CAN-viestistä takaisin muuttujiin.
Tee ohjelma, joka laskee juoksevaa keskiarvoa perättäin annetusta luvusta. Laske keskiarvo viidestä viimeksi annetusta luvusta ja näytä se Qt:n "lcd-näytössä".
Tee tilakoneen switch...case valintarakenne ideaa hyväksi käyttäen jalankulkijoille liikennevalot. a. Tee ensin tehtävälle vaatimusten määrittely ja piirrä sitten jollain piirto-ohjelmalla tilakone, jossa määrittelet jokaiselle tilalle entry, do ja exit ehdot. b. Tee tilakonemalli alo-ohjatulle risteykselle, jossa on myös risteävää ajoneuvoliikennettä.
Toteuta suunnittelemallesi ohjelmalle Qt:llä toteutus.
Tee tilakonemalli manipulaattorille. Manipulaattori nostaa imukupin avulla laatikon liukuhihnalta ja laskee sen toiselle hihnalle. Tarraimena käytetään imukuppia, jossa on painekytkin tunnistmassa kappaletta.
Lisää tilakonemalliin ehjän kappaleen tunnistus. Tieto, että kappale on ehjä saadaan, kun kapplae on nostettu ylös. Ehjät kappaleet viedään asemaan A ja virheelliset asemaan B
Tee, edellisen tehtävän tilakonemallille toteutus Qt:llä.

Testaa alla esitetyn luokan funktiot.

#ifndef SRMATH_H
#define SRMATH_H
#include <QObject>

class Srmath : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit Srmath(QObject *parent = 0);
    double Abs(double in){if(in<0.0)return in*(-1.0); else return in;}
    qint8 Abs(qint8 in){if(in<0)return in*(-1); else return in;}
    qint16 Abs(qint16 in){if(in<0)return in*(-1); else return in;}
    qint32 Abs(qint32 in){if(in<0)return in*(-1); else return in;}
    qint8 isPositive(qint8 in){if(in<0)return -1; else return 1;}
    qint16 isPositive(qint16 in){if(in<0)return (-1); else return 1;}
    qint32 isPositive(qint32 in){if(in<0)return (-1); else return 1;}
    double isPositive(double in){if(in<0.0)return (-1.0); else return 1.0;}
    double Saturate(double in,double limit);
    bool AbsSmaller(double input,double limit);
    bool AbsLarger(double input,double limit);
    bool AbsLargerAndSameSign(double input,double limit);
    double RaiseAbsLimit(double input,double *limit);
    double LowerAbsLimit(double input,double *limit);
    bool InsideOfLimits(double input1,double input2, double limitPercent);
    double CalcAverage(double input,quint8 length);
private:
    double AvrVector[10];
    quint8 PointInAvrVector;
    double Sum;
    quint8 counter;
};
#endif // SRMATH_H

#include "srmath.h"

Srmath::Srmath(QObject *parent) :
    QObject(parent)
{
    PointInAvrVector=0;
}

double Srmath::Saturate(double in,double limit)
{
    if(in>limit){
        return limit;
    }
    else if(in<-limit){
        return -limit;
    }
    else return in;
}

bool Srmath::AbsSmaller(double input,double limit)
{
    if(Abs(input)<Abs(limit))return true;
    else return false;
}

bool Srmath::AbsLarger(double input,double limit)
{
    if(Abs(input)>Abs(limit))return true;
    else return false;
}

// when input is abs greater than limit and same sign
bool Srmath::AbsLargerAndSameSign(double input,double limit)
{
   if  ((Abs(input) > Abs(limit))&&((input*limit)>=0)) return true;
   else return false;
}

//! if input is absolute greater than limit, function raises limit
double Srmath::RaiseAbsLimit(double input,double *limit)
{
    if(Abs(input)>Abs(*limit)){
        *limit=Abs(input);
    }
    return *limit;
}

//! if input is absolute smaller than limit, function sets down limit
double Srmath::LowerAbsLimit(double input,double *limit)
{
    if(Abs(input)<Abs(*limit)){
        *limit=Abs(input);
    }
    return *limit;
}

bool Srmath::InsideOfLimits(double input1,double input2, double limitPercent)
{
    double limit=limitPercent/100.0;
    if(input1<input2*(1.0+limit) &&input1>input2*(1.0-limit)){
        return true;
    }
    else return false;
}

double Srmath::CalcAverage(double input,quint8 length)
{
    Sum=0;
    if(length>10)length=10;
    AvrVector[PointInAvrVector]=input;
    PointInAvrVector++;
    if(PointInAvrVector>(length-1))PointInAvrVector=0;
    for(counter=0;counter<length;counter++){
        Sum+=AvrVector[counter];
    }
    return Sum/length;
}

Tee tehtävät 11 ja 12 käyttäen udp-protokollaa ja tee lähettävä ja vastaanottava osa omiin ohjelmiinsa. kts. Tiedonvälitys udp-protokollalla
Tässä tehtävässä testataan Qt:n säikeistystä. Esimerkki säikeistyksestä
Tee moottorinohjaukselle luokka-arkkitehtuuri, jossa koostavana luokkana on luokka Moottori ja aliluokkana PAsuihkutus. Koosta se vielä neljästä Suutin oliosta (käytä QVector muuttujaa). Peri luokka Moottori BeMoottori luokkaan. Koosta Dialog luokka BeMoottorista.
Tee moottorille start painike ja laita dialogiin suuttimia varten radioButtonit, jotika välkkyvät suutinten aukeamisen tahtiin. Käytä QTimer oliota toiminnan tahdistamiseen. Tee kaasupoljin vaikka Silerilla ja kiihdytä ajastimen tahtia Sliderin avulla.
Tee BeMoottori luokkaan Sytytys luokka ja keksi sille tekemistä.
Tee luokkahierarkia koneenohjaukselle. Ylimpänä rakenteessa on luokka Kone, joka koostaa luokan toimilaite (QVector) ja toimilaite koostaa anturit, joita voi olla n. kappaletta.
Tee broadcast server ja clien ohjelmista versiot, jossa dialogit tehdään graafisella editorille.
Lisää edellisen tehtävän ohjelmiin kieliversiointi. (Suomi ja Englanti)
Tee broadcast serveristä versio, jossa palveloin lähettää lämpötilaa. Simuloi lämpötilaa liukupalkilla. Muuta asiakas lukemaan ko. arvoa.
Tutustu Fortune Client esimerkkiin. Tee esimerkin pohjalta uusi ohjelma, jossa dialogin ja verkon toiminnallisuudet ovat omissa luokissaan. Eli tee luokat Dialog ja Client. Toteuta esimerkki siten, että funktiot, jotka käsittelevät viestejä ovat askNewMessage ja readMessage (Dialog luokassa). Tee napit Connect, Ask Message, Read Message ja End.
Kopioi Client luokkaan esimerkistä tcp-liitynnän sisältö (ei käyttöliittymää- eli Dialogin sisältöä).
Tutustu Kvaserin simplewrite.c ohjelmaan ja liitä se Qt- dialogiin siten, että voit syöttää ohjelman tiedot dialogsta.
Tutustu Kvaserin canmonitor.c ohjelmaan ja liitä se Qt- dialogiin siten, että voit syöttää ohjelman tiedot dialogsta.
Tutustu Qwt esimerkkeihin ja tee kolmannen esimerkin pohjalta ohjelma, joka piirtää plot-ikkunaan cosini-käyrää.
Tee sql esimerkin avulla projektitietokanta, jossa on sarakkeet ProjektinNimi, AloitusPvm, Projektipaallikko, Budjetti.
Ota paluuarvot talteen edellisen tehtävän sql-kyselyistä ja näytä virheet QMessageBoxilla. Käyttäjätunnus root ja salasana huhtikuu.
Asenna tietokooneeseen MySql palvelin ja core.
Asenna MySql Administrator, Query Browser ja Worbench
Tee tehtävän 18. taulu MySql-tietokantaan.
Suunnittele luokkamalli koneelle. Luokka Kone koostuu luokista Toimilaite ja Prosessi. Toimilaite koostaa luokan Liikeanturi ja VoimaAnturi. Nämä luokat taas perivät luokan Anturi. Tee luokista ensin UML-malli Dia:lla ja sitten Qt:llä.
Muokkaa mallia siten, että teet luokan dialogi ja laitat sen jäseneksi luokan Kone. Periytä Kone luokasta QThread.
Korjaa Dialla tekemä malli edellisen tehtävän mukaiseksi.
Lisää anturille jäsenet double vahvistus, double offset, double tulo, double tuloSiYksikkona, double taarattuTuloSiYksikkona, double KeskiarvoistusVektori[10], i , int paikkaVektorissa, double Summa
Tee käyttöliittymään nappi MittaaTulo ja sille Dialog luokkaan slot Mittaa. Laita myös LineEdit tai lcd, josta voit lukea mitatun arvon.
Tee Dialog luokkaan signaali MittaaTulonArvo.
Tee luokkaan Anturi slot void PaivitaTulo();
Yhdistä signaali MittaaTulonArvo slotiin PaivitaTulo.
Emitoi (lähetä) signaali MittaaTulonArvo käyttöliittymän slotissa Mittaa.
Tee luokkaan Anturi signaali LahetaMitattuArvo(double) ja ota se vastaan käyttöliittymässä.
ui
Dialog

Anturi
MittaaTulo->
->Mittaa

MittaaTulonArvo->

->PaivitaTulo

ArvonNaytto<-

<- LahetaMitattuArvo(double)
Laita jokin arvo emitoimaasi signaaliin LahetaMitattuArvo(double) ja testaa, että arvo tulee näytölle.
Tee käyttöliittymään Horizontal Slider ja välitä se signaali - slot mekanismilla Anturi- luokan muuttujaan tulo.
Tee Anturi-luokkaan funktio Paivita. Kutsu tätä edellisessä tehtävässä tekemästäsi slotista.
Laita Paivita - funktion sisällöksi tuloSiYksikkona=tulo*vahvistu+offset;
Testaa, että vahvistettu tulo tulee näytölle.
Tee Umbrello -ohjelmalla UML-malli tähän asti tekemästäsi softasta.

Tässä tehtävässä toteutamme asynkronisen säikeen, joka lukee anturia ja lähettää signaalilla tiedon käyttöliittymälle. Tee Kone luokkaan run-funktio ja siihen forever toistorakenne. Katso mallia säikeistetystä ohjelmasta.\

//tämä luokan esittelyyn
QTime displayUpdateTimer;

forever
  {
        //Tähän anturin tiedon laskenta
          if (NayttoAjastin.elapsed() > Paivitysaika)
          {
              Nayttoajastin.restart();
              emit LahetaAnturinTiedot(Arvo);
          }
}

Hae koneen arvot Sqlite tietokannasta esimerkin mukaisesti.
Tee Qwt plot esimerkki.
Hyödynnä esimerkkiä ja tulosta anturin arvo qwtplotissa.
Päivitä edellisiä tehtäviä kuvaava Umbrello malli.
Tee kone esimerkki siten, että teet kaikista luokista dialogeja. Laita luokkiin toimilaite ja anturi liukupalkit, joilla voit säätää niiden antamia arvoja. Älä käytä enää QThread luokkaa kone luokan perinnässä.
Tee dialog perustainen ohjelma ja koosta se kahdesta alidialogista. Kokeile dialogien avausta show ja exec funktioilla, mitä huomaat? Ohjeita: sisällytä "include" alidialogit päädialogin otsikkotiedostoon, tee dialogeille muuttujat päädialogiin, tee päädialogiin nappi, jolla avaat alidialogit funktioilla exec tai show.
Lisää edellisen tehtävän dilogeihin viestinvälitystä. Lähetä viesti päädialogista molempiin alidialogeihin. Esimerkiksi niin, että teet dialogiin napin, joka lähettää editline viestin molemmille alidialogeille.
Lisää alidialogeihin viestinvälitys toiseen alidialogiin edellisessä tehtävässä kuvatulla tavalla.
Lisää vielä alidialogeihin vistinvälitys päädialogiin.
Tutustu Kvaserin simplewrite.c ohjelmaan ja liitä se Qt- dialogiin siten, että voit syöttää ohjelman tiedot dialogista.
Tutustu Kvaserin canmonitor.c ohjelmaan ja liitä se Qt- dialogiin siten, että voit syöttää ohjelman tiedot dialogista.
Tee ohjaus manipulaattorille, joka nostaa laatikon pöydältä ja laittaa sen toiselle pöydälle.
Tee edellinen tehtävä käyttäen switch-case rakennetta ja QTimer ajastinta. Kts. Qt:n wiki.
Tee edellinen tehtävä käyttäen tilakoneessa omaa Säiettä QThread.
Asenna koneeseesi Synapticin avulla Sliteman Sqlite tietokanta editori.
Tee tietokanta Sliteman ohjelmalla ja lisää siihen taulu Sylinteri, jossa on kentät id, nimi, isku, vahvistus ja tulosta taulun asetukset tekstitiedostoon.

Kokeile tehdä samainen taulu seuraavalla sql-komennolla:

CREATE TABLE sylinteri
(
    id INTEGER PRIMARY KEY NOT NULL,
    nimi TEXT,
    isku REAL,
    vahvistus REAL
);

Tee Sqlite tietokanta, joka sisältää taulut sensori kentillä sensor_id, vahvistus ja offset sekä kalibrointi kentillä kalibrointi_id, sensor_id, Todellinen, Mitattu ja vielä vierasavain tauluun sensori. Vähän mallia
Expand source
```
FOREIGN KEY(sensor_id) REFERENCES sensor(sensor_id)
```
Täytä tauluihin kahden anturin tiedot ja testaa tiesotjen hakua sql-komennoilla, esimeriksi
Expand source
```
SELECT * FROM kalibrointi WHERE sensor_id=1;
```

Tee ohjelma, joka lukee sensorien määrän sensoritaulusta ja muodostaa tarvittavan määrän sensoreita.

//luodaan sensori osoittimena Dilogi luokkaan
QVector <Sensori> sensori; //luodaan vektori, joka sisältää sensoreja

// esitellään dialog.h tiedostossa esimerkiksi näin
Sensori *sensori;


luetaan Dialogi.cpp :ssa sensorien määrä tietokannasta

 ja sitten luodaan new komennolla anturit

 sensori=new Sensori[maara];

Tee sovellus, joka lukee sylinteritietokannasta sylinterien tiedot ja jokaiseen sylinteriin liittyy asema- ja voima-anturi ja niille kalibrointitaulu. Muista tehdä kalibrointitauluun vierasavain anturitauluun ja anturitauluun vierasavain sylinteritauluun. Näin saat yhdistettyä anturin oikealle sylinterille ja kalibrointitaulun oikealle anturille.
Tässä tehtävässä tehdään säätöpiiri. Säätöpiirin tehtävänä on säätää sylinterille menevää ohjetta siten, että haluttu asema saavutetaan mahdollisimman hyvin. Jotta tehtävä olisi mielekäs, täytyy asema-anturin eli sylinterin oloarvon ja sylinterin halutun aseman eli sylinterin asetusarvon välistä suhdetta simuloida. Toteutetaan simulaattori tässä tehtävässä mahdollisen yksinkertaisesti seuraavan ajatuksen mukaisesti: jos ohje on suurempi kuin todellinen asema, lisätään todellista asemaa kellolla (QTimer timer muuttujan timeoutilla)
Expand source
```
if(ohjesylinterille>olo)olo++;
if(ohjesylinterille<olo)olo--;
```
Säätöpiiri voidaan tehdä yksinkertaisesti vähennys-ja kertolaskuilla seuraavasti:
Expand source
```
ohjesylinterille = (asetus-olo)*vahvistus;
```
Tehdään tehtävä aluksi ainoastaan hyödyntäen Dialog luokkaa. Eli tehdän Dialog luokkaan slider, jolla annetaan ohjearvoja ja lisäksi edistymispalkki johon laitetaan sylinterin todellinen asema. Ohjelmoi lisäksi tarvittava ajastin, jotta saat oloarvon muuttumaan edellä kuvatulla tavalla. Testaa millä vahvistuksen arvolla saat järjestelmän toimimaan (tee ohjelmaan editline ja sille validator, jolla rajataan vahvistuksen arvot välille 0...1000).
Lisää tehtävään Qwt:n graafinen näyttö ja piirrä siihen asetus- oloarvot.

Muuta edellisen tehtävän P-säädin PI-säätimeksi.

//lisätään summaan eroarvo, muista nollata summa muodostimessa
 IntegraattorinSumma+=(asetus-oloarvo);
 //ja sitten säädin
 ohjearvosylinterille=(asetus-oloarvo)*P_vahvistus+ IntegraattorinSumma*I_vahvistus;

Viritä säädin Ziegler Nichols'in säännöillä.

Lisää mittaushaaraan liukuva keskiarvo. Kts. Qt-esimerkit.
Lisää säätimeen D-lohko.

#include <iostream>
using namespace std;

enum CapsStates {
   CAPS_OFF,
   CAPS_ON
   };
enum Events {
   CAPS_LOCK_PRESSED,
   KEY_A_PRESSED
};

void kasitteleTapahtuma(Events tapahtuma, CapsStates &kapsLokinTila);

int main() {

   CapsStates kapsLokinTila = CAPS_OFF;

   Events tapahtuma = CAPS_LOCK_PRESSED;

   kasitteleTapahtuma(KEY_A_PRESSED, kapsLokinTila);
   kasitteleTapahtuma(tapahtuma, kapsLokinTila);
   kasitteleTapahtuma(KEY_A_PRESSED, kapsLokinTila);
   kasitteleTapahtuma(tapahtuma, kapsLokinTila);
   kasitteleTapahtuma(KEY_A_PRESSED, kapsLokinTila);

}

void kasitteleTapahtuma(Events tapahtuma, CapsStates &kapsLokinTila){
   switch(tapahtuma){
       case CAPS_LOCK_PRESSED:
           if(kapsLokinTila==CAPS_OFF){
               kapsLokinTila=CAPS_ON;
               cout << "CAPS LOCK kytketty päälle\n";

           }else if(kapsLokinTila==CAPS_ON){
               kapsLokinTila=CAPS_OFF;
               cout << "CAPS LOCK kytketty pois\n";
           }
           break;
       case KEY_A_PRESSED:
           if(kapsLokinTila==CAPS_OFF){
               cout << "kirjain a painettu\n";
           }else if(kapsLokinTila==CAPS_ON){
               cout << "kirjain A painettu\n";
           }
           break;
       default:
           cout << "tuntematon tapahtuma";
   }

}

ui	Dialog	Anturi
MittaaTulo->	->Mittaa
	MittaaTulonArvo->	->PaivitaTulo
	ArvonNaytto<-	<- LahetaMitattuArvo(double)

Laskin
[tekstikenttä]	+
[tekstikenttä]	-
	*
[tekstikenttä tulos]	/

Child pages

Harjoitustehtävät

1. Tehtäväsarja

1.5 PC osana mittausjärjestelmää-tehtävät

2. Tehtäväsarja