5. 切换、回调和中断¶
Pyboard有2个小开关,名为USR和RST。RST开关是一个硬重置开关,若您点击此开关,则将从头开始重启pyboard,也就等同于关闭电源后重启。
USR用于一般用途,通过一个Switch对象实现对其控制。制作Switch对象,请遵循以下指令:
>>> sw = pyb.Switch()
请记住:若您遇到 pyb
不存在的错误,
您需要输入 import pyb
。
使用Switch对象,您可获得其状态:
>>> sw.value()
False
若按住开关,则会打印False; 若松开开关,则会打印True。尝试在运行以上指令时按下USR开关。
另外还有一个获取开关状态的简写表示,“调用”开关对象::
>>> sw()
False
5.1. 开关回调¶
开关是一个非常单一的对象,但其有一个高级特性: sw.callback()
函数。 回调函数设置在按下开关时运行的内容,并使用中断。
建议您在了解中断运行前,先从使用示例开始。尝试在提示符中运行以下指令:
>>> sw.callback(lambda:print('press!'))
这一指令要求在每次按下开关时打印 press!
。继续进行并尝试:按下USR开关并查看电脑上的输出。
注意:打印将中断您正在输入的内容,且该打印是异步运行的中断例程的一个示例。
另外一例是:
>>> sw.callback(lambda:pyb.LED(1).toggle())
这将在每次按下开关时切换红色LED,且可在其他代码运行时一起工作。
将 None
传递给回调函数以禁用开关回调:
>>> sw.callback(None)
您可将任何函数(需要0参数)传递给开关回调。上面我们使用Python的 lambda
特性创建了一个匿名函数。但是我们也可以使用:
>>> def f():
... pyb.LED(1).toggle()
...
>>> sw.callback(f)
这创建了一个名为 f
的函数,并将此函数赋值给开关回调。
当您的函数比 lambda
所允许的更复杂时,您可以以这种方式进行。
注意:您的回调函数不能分配任何内存(例如:他们无法创建一个元组或列表)。 回调函数应相对简单。若您需要制作一个列表,请预先创建并将其存储在全局变量中(或使其成为本地并将其关闭)。 若您需要进行较长且复杂的运算,则使用回调设置一个标记,其他代码会对其应答。
5.2. 中断的技术细节¶
我们来理顺与开关回调相关的细节。当您使用 sw.callback()
记录一个函数时,开关则在开关连接的引脚上设置一个外部中断触发(下降沿)。
这也就意味着微控制器会监听引脚的任何变化,且以下情况将会出现:
- 按下开关时,引脚就发生了变化(引脚从低到高),且微控制器会记录这一变化。
- 微控制器结束执行当前机器指令,停止执行,并保存当前状态(将寄存器推到堆栈上)。这将产生的影响是暂停编码,例如您正在运行的Python脚本。
- 微控制器开始执行与开关的外部触发相关的特殊中断处理程序。此中断处理程序获取您使用
sw.callback()
记录的函数并执行。 - 您的回调函数始终执行,直至完成为止,并将控制返还给开关中断处理程序。
- 开关中断处理程序返回,微控制器被告知中断已被处理。
- 微控制器恢复在步骤2中保存的状态。
- 执行在开始时运行的代码。除暂停外,这一代码不会注意到已被中断。
多个中断同时进行时,以上步骤的进行则会略有复杂。在这种情况下,具有最高优先级的中断首先发生,然后其他按优先级顺序排列。开关中断设置在最低优先级。
5.3. 扩展阅读¶
使用硬件中断的更多信息,请参见 writing interrupt handlers.