在mm32f3270上为MicroPython启用Timer模块

2024-02-28 13:32
文章标签 模块 micropython 启用 timer mm32f3270

本文主要是介绍在mm32f3270上为MicroPython启用Timer模块，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

在mm32f3270上为MicroPython启用Timer模块

文章目录

  • 在mm32f3270上为MicroPython启用Timer模块
    • Requirements
    • Implementation
    • Application

昨天阅读micropython的材料时，特别注意了这个名字的写法，官方正式使用的是“MicroPython"，确实有两个字母是大写的。我在这个项目的开发过程中一直秉承继承原汁原味的原生风格，自然也要使用“正确”的名字。后面的笔记中，均使用“MicroPython”这个名字。

Requirements

MicroPython的开发者官网文档中描述了对Timer模块的规范定义：https://docs.micropython.org/en/latest/library/machine.Timer.html

Timer的实例化传参直接用的id号，并且支持一个“-1”的id号表示创建虚拟定时器。“-1”的id号是可选项。我打算仅实现硬件对应的id。软件定时器意思不大。

Timer暴露给用户的全部是通过callback实现的，我看到esp的实现里有value函数，但标准实现中没有，我认为这个意思不大，也就不实现了。

Timer就是基本定时器，周期计数而已，用户在初始化实例的时候，指定唤醒频率即可直接启动，连start函数都没有。但有两种唤醒模式，分别对应两个累成员变量：Timer.ONE_SHOT和Timer_PERIODIC。

Timer相对于别的模块，一个实现难点是，增加的 callback 的机制。但 callback 函数是在 python 代码中传入的，怎么能在 C 语言层面上硬件中断服务程序中被调用呢。通过阅读stm32、mimxrt 和 esp 的移植，发现了一个关键的函数 mp_sched_schedule()函数，用于在定时器中断到来之时，实现在C语言层面上将python的程序注入到python内核的主线程参与调度的做法。目前只找到了一篇文章对 mp_sched_schedule() 函数的机制简要说明，见《MicroPython中Python与C代码是如何交互的》

mimxrt 的 Timer 基于 PIT 实现，固定使用一个 PIT，但是使用了其中的多通道。在 MM32 的实现上，具有的多通道的定时器（tim_16b、tim_32b、tim_adv）都用来作为PWM输出和编码器输入了，我最终选择使用仅具有计数功能的 tim_basic，但需要使用两个Instance。这里少不了还要实现一个 find_timer() 的函数以及一组预先分配好的conf结构体。

Implementation

使用 ports/mimxrt/machine_timer.c作为模板，完成mm32的Timer模块的实现。

STATIC mp_obj_t machine_timer_obj_init_helper () 函数中的实例化参数清单

    static const mp_arg_t allowed_args[] ={{ MP_QSTR_mode,         MP_ARG_KW_ONLY | MP_ARG_INT, {.u_int = TIMER_MODE_PERIODIC} },{ MP_QSTR_callback,     MP_ARG_REQUIRED | MP_ARG_KW_ONLY | MP_ARG_OBJ, {.u_rom_obj = MP_ROM_NONE} },{ MP_QSTR_period,       MP_ARG_KW_ONLY | MP_ARG_INT, {.u_int = 0xffffffff} },{ MP_QSTR_tick_hz,      MP_ARG_KW_ONLY | MP_ARG_INT, {.u_int = 1000} },{ MP_QSTR_freq,         MP_ARG_KW_ONLY | MP_ARG_OBJ, {.u_rom_obj = MP_ROM_NONE} },};

Timer 对象的类型定义，要存放好硬件相关信息，同时能保存这些动态配置信息

typedef struct
{void   * callback;uint32_t period;uint32_t tick_hz;uint32_t freq;uint32_t mode;
} machine_timer_conf_t;typedef struct
{mp_obj_base_t    base;      // object base class.TIM_BASIC_Type * timer_port;IRQn_Type        timer_irqn;uint32_t         timer_id;machine_timer_conf_t *conf;
} machine_timer_obj_t;

这里的 callback 搞了个无差别指针，后面用强制类型转换骗过编译器吧。后来通过实际调试发现问题，改用“mp_obj_t callback”。

把machine_timer_obj_t的实例化放在machine_timer.c中吧，因为没有涉及引脚相关的定义，就不放在 machine_pin_board_pins.c 中了。

machine_timer_conf_t timer_conf[MACHINE_TIMER_NUM];const machine_timer_obj_t timer0 = {.base = {&machine_timer_type}, .timer_port = TIM6, .timr_irqn = TIM6_IRQn, .timer_id = 0u, .conf = &timer_conf[0]};
const machine_timer_obj_t timer1 = {.base = {&machine_timer_type}, .timer_port = TIM7, .timr_irqn = TIM7_IRQn, .timer_id = 1u, .conf = &timer_conf[1]};const machine_timer_obj_t * machine_timer_objs[] =
{&timer0 ,&timer1 ,
};

再实现 timer_find()函数：

const machine_timer_obj_t *timer_find(mp_obj_t user_obj)
{/* 如果传入参数本身就是一个Timer的实例，则直接送出这个Timer。 */if ( mp_obj_is_type(user_obj, &machine_timer_type) ){return user_obj;}/* 如果传入参数是一个Timer ID号，则通过索引在Timer清单中找到这个通道，然后送出这个通道的实例化对象。 */if ( mp_obj_is_small_int(user_obj) ){uint8_t timer_idx = MP_OBJ_SMALL_INT_VALUE(user_obj);if ( timer_idx < MACHINE_TIMER_NUM ){return machine_timer_objs[timer_idx];}}mp_raise_ValueError(MP_ERROR_TEXT("Timer doesn't exist"));
}

突然发现，对于硬件模块，在 make_new 函数中安排开模块时钟挺好的，对应配引脚复用功能也不错。通常make_new函数中会调用init_helper函数，init_helper通常还会被init直接调用，暴露给用户。但实际上，init函数不仅仅是作为首次配置，更多是修改模块硬件属性，在运行时配置。因此，像开时钟、配引脚这种一次性的操作，放到make_new里更合适。

对于Timer，不涉及到引脚。涉及到引脚也不能在这里写死。目前的类对象结构体中，都已经包含了引脚复用功能的选项，而且要考虑动态复用的可能性，所以不会再pin_init.c或者make_new中一次性写死，而是放在init_helper中，每次在使用init配置类功能，都重新配置一遍引脚。至于访问时钟，我直接在clock_init.c中全部开启，也浪费不了多少电。

mp_obj_t machine_timer_obj_make_new(const mp_obj_type_t *type, size_t n_args, size_t n_kw, const mp_obj_t *args)
{mp_arg_check_num(n_args, n_kw, 1, MP_OBJ_FUN_ARGS_MAX, true);const machine_timer_obj_t *timer = timer_find(args[0]);if ( (n_args >= 1) || (n_kw >= 0) ){mp_map_t kw_args;mp_map_init_fixed_table(&kw_args, n_kw, args + n_args); /* 将关键字参数从总的参数列表中提取出来，单独封装成kw_args。 */machine_timer_obj_init_helper(timer, n_args - 1, args + 1, &kw_args);}return (mp_obj_t)timer;
}

其余函数都是常规实现。

特别需要注意中断服务程序的设计，这也是Timer模块实现的一个难点。

static void machine_timer_irq_handler(uint32_t timer_id)
{const machine_timer_obj_t * self = machine_timer_objs[timer_id];uint32_t flags = TIM_BASIC_GetInterruptStatus(self->timer_port);if (0u != (flags & TIM_BASIC_STATUS_UPDATE_PERIOD) ){if (self->conf->callback){mp_sched_schedule(self->conf->callback, MP_OBJ_FROM_PTR(self));}}TIM_BASIC_ClearInterruptStatus(self->timer_port, flags);if (self->conf->mode == TIMER_MODE_ONE_SHOT){TIM_BASIC_Stop(self->timer_port);}
}
void TIM6_IRQHandler(void) { machine_timer_irq_handler(0); }
void TIM7_IRQHandler(void) { machine_timer_irq_handler(1); }

要在于调用 mp_sched_schedule() 函数。若要使用 mp_sched_schedule() 函数，需要在mpconfigport.h文件中启用 MICROPY_ENABLE_SCHEDULER。

#define MICROPY_ENABLE_SCHEDULER            (1) /* enable scheduler components, using in irq. */

关于 mp_sched_schedule() 函数，其定义在 py/scheduler.c 文件中：

bool MICROPY_WRAP_MP_SCHED_SCHEDULE(mp_sched_schedule)(mp_obj_t function, mp_obj_t arg) {mp_uint_t atomic_state = MICROPY_BEGIN_ATOMIC_SECTION();bool ret;if (!mp_sched_full()) {if (MP_STATE_VM(sched_state) == MP_SCHED_IDLE) {MP_STATE_VM(sched_state) = MP_SCHED_PENDING;}uint8_t iput = IDX_MASK(MP_STATE_VM(sched_idx) + MP_STATE_VM(sched_len)++);MP_STATE_VM(sched_queue)[iput].func = function;MP_STATE_VM(sched_queue)[iput].arg = arg;MICROPY_SCHED_HOOK_SCHEDULED;ret = true;} else {// schedule queue is fullret = false;}MICROPY_END_ATOMIC_SECTION(atomic_state);return ret;
}

从源代码中可以看出，这个函数要求在第一个参数传入回调的函数，第二个参数传入回调函数的参数。在 machine_timer_irq_handler() 函数中，将make_new中存入的callback和timer对象本身作为参数传入python的调度器。这个要特别注意，在python中，也要定义格式相同的函数作为回调函数传入。在callback内部，可以通过传入的参数访问到timer对象实例的所有资源。

Application

终于到验证环节了，我经历了一下午各种猜各种试各种调，终于搞出来一个能那得出手的测试用例了。

from machine import Pin
from machine import Timer
import utimeled0 = Pin('PA1', mode=Pin.OUT_PUSHPULL)
led1 = Pin('PA2', mode=Pin.OUT_PUSHPULL)led0_flag = False
led1_flag = Falsedef t0_callback(self):global led0_flagif led0_flag:led0.low()else:led0.high()led0_flag = not led0_flagt0 = Timer(0, mode=Timer.PERIODIC, callback=t0_callback, period=500)while True:utime.sleep_ms(200)if led1_flag:led1.low()else:led1.high()led1_flag = not led1_flag

两个小灯以不同的频率交替闪烁，成了。

这篇关于在mm32f3270上为MicroPython启用Timer模块的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/755639。

相关文章

Node.js 中 http 模块的深度剖析与实战应用小结

Node.js 中 http 模块的深度剖析与实战应用小结

《Node.js中http模块的深度剖析与实战应用小结》本文详细介绍了Node.js中的http模块,从创建HTTP服务器、处理请求与响应,到获取请求参数,每个环节都通过代码示例进行解析,旨在帮... 目录Node.js 中 http 模块的深度剖析与实战应用一、引言二、创建 HTTP 服务器：基石搭建（一
阅读更多...
Ubuntu 怎么启用 Universe 和 Multiverse 软件源?

Ubuntu 怎么启用 Universe 和 Multiverse 软件源?

《Ubuntu怎么启用Universe和Multiverse软件源?》在Ubuntu中，软件源是用于获取和安装软件的服务器，通过设置和管理软件源，您可以确保系统能够从可靠的来源获取最新的软件... Ubuntu 是一款广受认可且声誉良好的开源操作系统，允许用户通过其庞大的软件包来定制和增强计算体验。这些软件
阅读更多...
python中的与时间相关的模块应用场景分析

python中的与时间相关的模块应用场景分析

《python中的与时间相关的模块应用场景分析》本文介绍了Python中与时间相关的几个重要模块：`time`、`datetime`、`calendar`、`timeit`、`pytz`和`dateu... 目录1. time 模块2. datetime 模块3. calendar 模块4. timeit
阅读更多...
Python模块导入的几种方法实现

Python模块导入的几种方法实现

《Python模块导入的几种方法实现》本文主要介绍了Python模块导入的几种方法实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学... 目录一、什么是模块？二、模块导入的基本方法1. 使用import整个模块2.使用from ... i
阅读更多...
python: 多模块(.py)中全局变量的导入

python: 多模块(.py)中全局变量的导入

文章目录 global关键字可变类型和不可变类型数据的内存地址单模块(单个py文件)的全局变量示例总结 多模块(多个py文件)的全局变量from x import x导入全局变量示例 import x导入全局变量示例 总结 global关键字 global 的作用范围是模块(.py)级别： 当你在一个模块（文件）中使用 global 声明变量时，这个变量只在该模块的全局命名空
阅读更多...
深入探索协同过滤：从原理到推荐模块案例

深入探索协同过滤：从原理到推荐模块案例

文章目录 前言一、协同过滤1. 基于用户的协同过滤（UserCF）2. 基于物品的协同过滤（ItemCF）3. 相似度计算方法 二、相似度计算方法1. 欧氏距离2. 皮尔逊相关系数3. 杰卡德相似系数4. 余弦相似度 三、推荐模块案例1.基于文章的协同过滤推荐功能2.基于用户的协同过滤推荐功能 前言     在信息过载的时代，推荐系统成为连接用户与内容的桥梁。本文聚焦于
阅读更多...
Jenkins构建Maven聚合工程，指定构建子模块

Jenkins构建Maven聚合工程，指定构建子模块

一、设置单独编译构建子模块 配置： 1、Root POM指向父pom.xml 2、Goals and options指定构建模块的参数： mvn -pl project1/project1-son -am clean package 单独构建project1-son项目以及它所依赖的其它项目。 说明： mvn clean package -pl 父级模块名/子模块名 -am参数
阅读更多...
寻迹模块TCRT5000的应用原理和功能实现（基于STM32）

寻迹模块TCRT5000的应用原理和功能实现（基于STM32）

目录 概述 1 认识TCRT5000 1.1 模块介绍 1.2 电气特性 2 系统应用 2.1 系统架构 2.2 STM32Cube创建工程 3 功能实现 3.1 代码实现 3.2 源代码文件 4 功能测试 4.1 检测黑线状态 4.2 未检测黑线状态 概述 本文主要介绍TCRT5000模块的使用原理，包括该模块的硬件实现方式，电路实现原理，还使用STM32类
阅读更多...
python内置模块datetime.time类详细介绍

python内置模块datetime.time类详细介绍

​​​​​​​Python的datetime模块是一个强大的日期和时间处理库，它提供了多个类来处理日期和时间。主要包括几个功能类datetime.date、datetime.time、datetime.datetime、datetime.timedelta,datetime.timezone等。 ----------动动小手，非常感谢各位的点赞收藏和关注。----------- 使用datet
阅读更多...
C8T6超绝模块--EXTI

C8T6超绝模块--EXTI

C8T6超绝模块–EXTI 大纲 控制流程结构体分析EXTI实现按键 具体案例 控制流程 这里是流程框图，具体可以去看我STM32专栏的EXTI的具体分析 结构体分析 typedef struct {uint32_t EXTI_Line; // 中断/事件线EXTIMode_TypeDef EXTI_Mode; // EXTI 模式EXTITrigger_TypeDef EXTI_
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2