MicroPython:Библиотеки/pyb/Класс Timer

Содержание

Введение

Основы

Примеры

Библиотеки

Программы

Платы

Прошивки

Резерв

Резерв

Перевод: Максим Кузьмин

Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.

Класс Timer – управление внутренними таймерами

Таймеры используются для самых разных задач, но в данный момент для них реализован только один простой сценарий: периодический вызов функции.

Каждый таймер состоит из счетчика, ведущего отсчет при помощи заданной частоты. Частота отсчитывания – это тактовая частота таймера (в Гц), поделенная на значение в делителе частоты. Когда значение в счетчике достигает заданного порога (периода), это запускает событие, после чего счетчик сбрасывается до нуля. При помощи метода callback() можно задать Python-функцию, которая будет запускаться при срабатывании таймера.

Пример использования класса Timer для переключения светодиода с фиксированной частотой:

tim = pyb.Timer(4)        # создаем объект Timer при помощи таймера 4 
tim.init(freq=2)          # переключаем светодиод с частотой 2 Гц
tim.callback(lambda t:pyb.LED(1).toggle())

Пример использования именованной функции в методе callback():

def tick(timer):           # создаем функцию tick()
    print(timer.counter()) # показываем текущее значение
                           # счетчика таймера
tim = pyb.Timer(4, freq=1) # создаем объект «tim»
                           # при помощи таймера 4;
                           # он будет срабатывать с частотой 1 Гц
tim.callback(tick)         # задаем нашу функцию tick()
                           # как функцию обратного вызова

Другие примеры:

tim = pyb.Timer(4, freq=100)    # частота в герцах
tim = pyb.Timer(4, prescaler=0, period=99)
tim.counter()                   # читаем значение счетчика
                                # (с помощью этого метода
                                # его также можно задать)
tim.prescaler(2)                # задаем делитель частоты
                                # (с помощью этого метода
                                # его также можно прочесть)
tim.period(199)                 # задаем период
                                # (с помощью этого метода
                                # его также можно прочесть)
tim.callback(lambda t: ...)     # задаем функцию обратного вызова
                                # для обновления прерываний
                                # («t» - это экземпляр «tim»)
tim.callback(None)              # очищаем функцию обратного вызова

Примечание: Таймеры 2 и 3 используются, чтобы при помощи ШИМ задавать яркость светодиодов 3 и 4 соответственно. Но эти таймеры будут использоваться для ШИМ, только если яркость соответствующего светодиода задается в диапазоне между «1» и «254». Если функция яркости светодиодов не используется, то эти таймеры можно использовать для любых других целей. Аналогичным образом таймер 5 используется для управления сервоприводом, а таймер 6 – для синхронизированных чтения/записи АЦП/ЦАП. Поэтому рекомендуем использовать в своих программах другие таймеры.

Примечание: Во время работы функции обратного вызова (прерывания) память выделять нельзя, и в результате исключения, вызываемые внутри функций обратного вызова, будут малоинформативны. О том, как обойти это ограничение, читайте в описании функции micropython.alloc_emergency_exception_buf().

Конструкторы

• pyb.Timer(id, ...)

• Класс pyb.Timer(id, ...) – конструирует новый объект Timer с идентификатором id. Если будут заданы дополнительные аргументы, созданный объект также будет инициализирован. Об аргументах для инициализации читайте в описании метода init(). В аргументе id может быть значение между «1» и «14».

Методы

• Timer.init(*, freq, prescaler, period, mode=Timer.UP, div=1, callback=None, deadtime=0)
• Timer.deinit()
• Timer.callback(fun)
• Timer.channel(channel, mode, ...)
• [[MicroPython:Библиотеки/pyb/Класс Timer/

• Timer.init(*, freq, prescaler, period, mode=Timer.UP, div=1, callback=None, deadtime=0) – инициализирует таймер. Инициализацию можно выполнить либо с помощью частоты (в Гц), либо с помощью делителя частоты (prescaler) и периода (period):

1. задаем, чтобы таймер срабатывал на 100 Гц:

tim.init(freq=100)

1. напрямую задаем делитель частоты и период:

tim.init(prescaler=83, period=999) Именованные аргументы: o freq – здесь задается периодическая частота таймера. Этот параметр можно также рассматривать как частоту, с которой таймер проходит через один полный цикл. o prescaler – это значение (в диапазоне 0-0xffff), загружаемое в таймерный регистр делителя (PSC). Исходная частота таймера делится на (prescaler + 1), давая в результате частоту отсчитывания. Исходная частота таймеров 2-7 и 12-14 – это 84 МГц (pyb.freq()[2] * 2)), а таймеров 1 и 8-11 – 168 МГц (pyb.freq()[3] * 2)). o period – это значение, загружаемое в таймерный регистр автозагрузки (ARR). Для таймеров 1, 3, 4 и 6-15 это значение в диапазоне 0-0xffff, а для таймеров 2 и 5 – в диапазоне между 0-0x3fffffff. Это значение задает период таймера (т.е. порог, после которого счетчик таймера обнуляется). Счетчик будет обнулен после достижения значения (period + 1). o mode – здесь может быть одно из следующих значений:  Timer.UP – таймер будет считать с «0» до значения в ARR (это режим, используемый по умолчанию).  Timer.DOWN – таймер будет считать со значения в ARR до «0».  Timer.CENTER – таймер будет считать с «0» до значения в ARR, а потом обратно до «0». o div – здесь может быть «1», «2» или «4». Это значение, на которое делится тактовая частота, чтобы определить частоту семплирования, используемую цифровыми фильтрами. o callback – здесь задается функция обратного вызова, как в callback(). o deadtime – здесь задается время задержки между сигналами на комплиментарных каналах (во время этой задержки оба канала будут неактивны). Значение в deadtime может быть целым числом в диапазоне между «0» и «1008», но с некоторыми ограничениями: в диапазоне 0-128 шаг 1, в диапазоне 128-256 – 2, в диапазоне 256-512 – 8, в диапазоне 512-1008 – 16. Единица измерения в deadtime – это частота source_freq, поделенная на div. Задержка deadtime доступна только на таймерах 1 и 8. Нужно обязательно задать либо freq, либо одновременно prescaler и period. • Timer.deinit() – деинициализирует таймер. Отключает функцию обратного вызова (и связанное с ней прерывание). Отключает все канальные функции обратного вызова (и связанные с ними прерывания). Останавливает таймер и отключает его. • Timer.callback(fun) – задает функцию, которая будет вызвана при срабатывании таймера. Функции fun передается один аргумент – объект Timer. Если в аргументе fun задано None, функция обратного вызова будет отключена. • Timer.channel(channel, mode, ...) – если передать этому методу только номер канала (channel), он вернет ранее инициализированный объект TimerChannel (или None, если никакого канала ранее инициализировано не было). В противном случае будет инициализирован и возвращен объект TimerChannel. Каждый канал можно настроить на выполнение ШИМ, а также на работу в режимах сравнения (Output Compare) и захвата сигнала (Input Capture). Все каналы пользуются одним и тем же таймером, что также значит, что они используют одну и ту же таймерную частоту. Именованные аргументы для этого метода: o mode – это режим работы канала:  Timer.PWM – таймер будет работать в режиме ШИМ (активный высокий уровень).  Timer.PWM_INVERTED – таймер будет работать в режиме ШИМ (активный низкий уровень).  Timer.OC_TIMING – это значит, что контакты никак не управляются.  Timer.OC_ACTIVE – если при сравнении было обнаружено совпадение, контакт станет активным (активный уровень определяется полярностью).  Timer.OC_INACTIVE – если при сравнении было обнаружено совпадение, контакт станет неактивным.  Timer.OC_TOGGLE – если при сравнении было обнаружено совпадение, контакт будет переключен.  Timer.OC_FORCED_ACTIVE – контакт будет принудительно сделан активным (сравнение будет игнорироваться).  Timer.OC_FORCED_INACTIVE – контакт будет принудительно сделан неактивным (сравнение будет игнорироваться).  Timer.IC – таймер будет работать в режиме захвата сигнала.  Timer.ENC_A – таймер будет работать в режиме энкодера. Значение счетчика будет меняться только при изменении CH1.  Timer.ENC_B – таймер будет работать в режиме энкодера. Значение счетчика будет меняться только при изменении CH2.  Timer.ENC_AB – таймер будет работать в режиме энкодера. Значение счетчика будет меняться при изменении CH1 или CH2. o callback – канальная функция обратного вызова. Ее также можно задать с помощью метода TimerChannel.callback(). o pin – здесь задается объект Pin (по умолчанию – None). То есть на канале этого контакта будет использоваться альтернативная функция. Если контакт не поддерживает никаких альтернативных функций для этого таймерного канала, это выдаст ошибку. Именованные аргументы для режимов Timer.PWM: o pulse_width – задает начальное ШИМ-значение. o pulse_width_percent – задает начальное ШИМ-значение в процентах. Именованные аргументы для режимов Timer.OC: o compare – задает начальное значение регистра сравнения. o polarity – здесь могут быть следующие значения:  Timer.HIGH – выходной контакт имеет активный высокий уровень.  Timer.LOW – выходной контакт имеет активный низкий уровень. Именованные аргументы для режимов Timer.IC: o polarity – здесь могут быть следующие значения:  Timer.RISING – захват сигнала на переднем фронте.  Timer.FALLING – захват сигнала на заднем фронте.  Timer.BOTH – захват сигнала на обоих фронтах. Примечание: Захват сигнала работает только на главном канале, но не на комплиментарных. Примечания по режимам Timer.ENC: o Требуется два контакта, поэтому один или оба этих контакта должны быть настроены на использование соответствующей альтернативной функции при помощи API класса Pin. o Значение энкодера считывается с помощью метода timer.counter(). o Работает только на CH1 и CH2 (а не на CH1N и CH2N). o При включении режима энкодера номер канала игнорируется. Пример использования ШИМ: timer = pyb.Timer(2, freq=1000) ch2 = timer.channel(2, pyb.Timer.PWM, pin=pyb.Pin.board.X2, pulse_width=8000) ch3 = timer.channel(3, pyb.Timer.PWM, pin=pyb.Pin.board.X3, pulse_width=16000) • Timer.counter([value]) – задает или считывает значение счетчика таймера. • Timer.freq([value]) – задает или считывает частоту таймера (меняет значения в prescaler и period, если они заданы). • Timer.period([value]) – задает или считывает период таймера (period). • Timer.prescaler([value]) – задает или считывает предварительный делитель частоты таймера (prescaler). • Timer.source_freq() – задает исходную частоту таймера.

Класс TimerChannel – настройка канала для таймера

Таймерные каналы используются для генерирования/захвата сигнала при помощи таймера.

Объекты TimerChannel создаются при помощи метода Timer.channel().

Методы

• timerchannel.callback(fun)
• timerchannel.capture([value])
• timerchannel.compare([value])
• timerchannel.pulse_width([value])
• timerchannel.pulse_width_percent([value])

• timerchannel.callback(fun) – задает функцию обратного вызова, запускаемую при срабатывании канала таймера. Функции fun передается один аргумент – объект Timer. Если в аргументе fun задать None, это отключит функцию обратного вызова. • timerchannel.capture([value]) – задает или считывает значение захвата, связанное с каналом. Функции capture(), compare() и pulse_width() – это всё псевдонимы для одной и той же функции. Просто когда канал находится в режиме захвата (input capture), логичнее использовать псевдоним capture(). • timerchannel.compare([value]) – задает или считывает значение сравнения, связанное с каналом. Функции capture(), compare() и pulse_width() – это всё псевдонимы для одной и той же функции. Просто когда канал находится в режиме сравнения (output compare), логичнее использовать псевдоним compare(). • timerchannel.pulse_width([value]) – задает или считывает ШИМ-значение, связанное с каналом. Функции capture(), compare() и pulse_width() – это всё псевдонимы для одной и той же функции. Просто когда канал находится в режиме ШИМ, логичнее использовать псевдоним pulse_width(). В режиме выравнивания по границе (edge-aligned) ШИМ-значение в количестве period + 1 будет соответствовать коэффициенту заполнения 100%. В режиме выравнивания по центру (center-aligned) ШИМ-значение в количестве period будет соответствовать коэффициенту заполнения 100%. • timerchannel.pulse_width_percent([value]) – задает или считывает процентное ШИМ-значение, связанное с каналом. В аргументе value должно быть значение в диапазоне между «0» и «100», и оно задает процент времени, в течение которого импульс находится в активном состоянии (это также называется коэффициентом заполнения). Значением в value может быть целое число или число с плавающей точкой (для большей точности). Например, если задать в value значение «25», это даст коэффициент заполнения 25%.

<syntaxhighlight lang="python" enclose="div">