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| (34 dazwischenliegende Versionen des gleichen Benutzers werden nicht angezeigt) |
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| | == Interrupts== | | == Interrupts== |
| − | <pre style="color: red">Die Interrupts funktionieren NICHT mit der REPL. Also immer aus dem Editor starten! </pre> | + | <pre style="color: red"> |
| | + | Die Interrupts funktionieren NICHT mit der REPL. Also immer aus dem Editor starten! |
| | + | |
| | + | Wenn ein Programm mit Ctrl-C oder dem STOP-Button abgebrochen wird, läuft der Interrupt weiter. |
| | + | Also dann den Reset-Button auf dem Demoboard drücken oder den Stecker ziehen! |
| | + | </pre> |
| | === Was ist ein Interrupt?=== | | === Was ist ein Interrupt?=== |
| | Interrupt bedeutet unterbrechen. Genau das macht ein Interrupt. Er unterbricht das laufende Programm und führt stattdessen eine Interrupt-Service-Routine aus. Anschließend wird das zuvor unterbrochene Programm fortgesetzt. | | Interrupt bedeutet unterbrechen. Genau das macht ein Interrupt. Er unterbricht das laufende Programm und führt stattdessen eine Interrupt-Service-Routine aus. Anschließend wird das zuvor unterbrochene Programm fortgesetzt. |
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| | * Timer | | * Timer |
| | * ADC | | * ADC |
| − | '''Um einen Interrupt zu implementieren sind 2 Dinge erforderlich:'''
| |
| − | # Eine Interrupt-Service-Routine (ISR) auch Callback-Funktion (Cb) oder Interrupt Handler genannt, die den Interrupt bearbeitet.
| |
| − | # Eine Interruptquelle, die mit der ISR verbunden wird.
| |
| | '''Micropython kennt 2 Interruptquellen:''' | | '''Micropython kennt 2 Interruptquellen:''' |
| | # Pin-Interrupts | | # Pin-Interrupts |
| | # Timer-Interrupts | | # Timer-Interrupts |
| − | <br>
| + | Micropython stellt für die Pins Interrupts bereit. Dazu dient die Methode '''Pin.irq().''' |
| − | Micropython stellt für die Pin Interrupts bereit. Dazu dient die Methode '''Pin.irq().''' | + | |
| | <pre> | | <pre> |
| | >>> from m5import import * | | >>> from m5import import * |
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| | </pre> | | </pre> |
| | | | |
| − | ===== Beispiel=====
| + | ; priority |
| | + | : legt die Prioritätsstufe des Interrupts fest. Die Werte, die er annehmen kann, sind portspezifisch, aber höhere Werte stehen immer für höhere Prioritäten. |
| | + | ; wake |
| | + | : wählt den Energiemodus aus, in dem dieser Interrupt das System aufwecken kann. Es kann machine.IDLE, machine.SLEEP oder machine.DEEPSLEEP sein. Diese Werte können auch miteinander ODER-verknüpft werden, damit ein Pin in mehr als einem Stromversorgungsmodus Interrupts erzeugt. |
| | + | ; hard |
| | + | : bei True wird ein Hardware-Interrupt verwendet. Dadurch wird die Verzögerung zwischen dem Pinwechsel und dem Aufruf des Handlers verringert. '''Hardware-Interrupt-Handler dürfen keinen Speicher zuweisen''', siehe Schreiben von Interrupt-Handlern. Nicht alle Ports unterstützen dieses Argument. |
| | + | |
| | + | === Beispiel=== |
| | Hier mit Lambda-Funktion als Interrupt-Handler. (s. Timer) | | Hier mit Lambda-Funktion als Interrupt-Handler. (s. Timer) |
| | <pre> | | <pre> |
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| | </pre> | | </pre> |
| | | | |
| − | ==== Interrupt Trigger====
| + | === Interrupt Trigger=== |
| | Für den Pico stehen nur diese beiden Trigger zur Verfügung: | | Für den Pico stehen nur diese beiden Trigger zur Verfügung: |
| | <pre> | | <pre> |
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| | Trigger können auch ODER (|) verknüpft werden (Pin.IRQ_FALLING | Pin.IRQ_RISING) . | | Trigger können auch ODER (|) verknüpft werden (Pin.IRQ_FALLING | Pin.IRQ_RISING) . |
| | | | |
| − | === Interrupt Handler=== | + | == Interrupts Ein-/Ausschalten== |
| | + | Interrupts können ein- und ausgeschaltet werden. Das ist z.B. wichtig, wenn eine Programmsequenz nicht unterbrochen werden darf. '''int_state''' speichert den Interrupt Status. |
| | + | <br> |
| | + | Funktioniert nicht in der REPL. |
| | + | <pre> |
| | + | import machine |
| | | | |
| | + | int_state = machine.disable_irq() |
| | | | |
| − | <pre> | + | machine.enable_irq(int_state) |
| − | # Source: Electrocredible.com, Language: MicroPython
| + | </pre> |
| − | from machine import Pin
| + | Der IRQ-Status des Programms muss '''.enable()''' übergeben werden, sonst gibt es eine Fehlermeldung! |
| − | import time
| + | |
| − | interrupt_flag=0
| + | |
| − | debounce_time=0
| + | |
| − | pin = Pin(5, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
| + | |
| − | led = Pin("LED", Pin.OUT)
| + | |
| − | count=0
| + | |
| | | | |
| − | def callback(pin):
| + | == Interrupt Handler== |
| − | global interrupt_flag, debounce_time
| + | |
| − | if (time.ticks_ms()-debounce_time) > 500:
| + | |
| − | interrupt_flag= 1
| + | |
| − | debounce_time=time.ticks_ms()
| + | |
| | | | |
| − | pin.irq(trigger=Pin.IRQ_FALLING, handler=callback)
| + | Während die Einrichtung eines Interrupts einfach ist, unterliegt das Schreiben des Handlers einigen Einschränkungen. Wenn man diese nicht berücksichtigt wird man auf mysteriöses Fehlverhalten stoßen. |
| | | | |
| − | while True:
| + | === Einschränkungen für Interrupt-Handler=== |
| − | if interrupt_flag is 1:
| + | Interrupt Handler können keinen Speicher benutzen. Deshalb ist ihre Anwendung eingeschränkt. |
| − | interrupt_flag=0
| + | <br> |
| − | print("Interrupt Detected")
| + | Alles was zusätzlichen Speicher benötigt kann in einer ISR nicht ausgeführt werden. Z.B: |
| − | led.toggle()
| + | * Es können keine Fließkommazahlen benutzt werden. |
| − | </pre> | + | * Listen und Dictionaries können nicht erweitert werden. |
| | + | * Es können nicht mehrere Werte zurückgegeben werden. |
| | + | * Texte können nicht bearbeitet werden. |
| | + | * Es können keine Fehlermeldungen erzeugt werden. |
| | | | |
| − | == Interrupts aus dem Kurs von 2022== | + | === Interrupt Handler schreiben=== |
| | + | ISR’s sollten immer so kurz wie möglich gehalten werden. Nur Aktivitäten sie sofort ausgeführt werden müssen (z.B. Notstop) sollten in der ISR ausgeführt werden. Alles, was etwas warten kann sollte erst in der Hauptschleife bearbeitet werden. Dort gelten auch die eben dargestellten Einschränkungen nicht. Dazu ist in der ISR ein Flag zu setzen und in der Hauptschleife abzufragen. |
| | + | === Probleme bei Interrupts=== |
| | + | Interrupts arbeiten auf Maschinencode Ebene. Deshalb kann es passieren, das ein Pythonbefehl mitten in seiner Ausführung unterbrochen wird und erst die ISR abgearbeitet wird bevor der Pythonbefehl zu Ende ausgeführt wird. Das kann zu Fehlern führen wenn die ISR etwas verändert, das vom Hauptprogramm bearbeitet wird. Dadurch können Fehler entstehen, die nur sporadisch auftreten und sehr schwer zu finden sind. |
| | | | |
| − | 13.02.2023 Micropython Kurs 2022 1
| + | === Parameter des Handlers=== |
| − | Interrupts
| + | Dem Interrupt-Handler wird beim Aufruf ein Parameter übergeben. Es ist wichtig, das dieser bei der Definition berücksichtigt wird. Es gibt keinen Zwang diesen auch zu benutzen. |
| − | Was ist ein Interrupt?
| + | |
| − | Interrupt bedeutet unterbrechen. Genau das macht ein Interrupt.
| + | |
| − | Er unterbricht das laufende Programm und führt stattdessen eine
| + | |
| − | Interrupt-Service-Routine aus. Anschließend wird das zuvor
| + | |
| − | unterbrochene Programm fortgesetzt.
| + | |
| − | Interrupts werden in der Regel von einer Hardware ausgelöst. Z.B.
| + | |
| − | Taster, Timer oder ADC
| + | |
| | <br> | | <br> |
| − | Um einen Interrupt zu implementieren sind 2 Dinge erforderlich:
| + | Bei dem an den Interrupthandler übergebenen Wert int_info handelt es sich um das Objekt des Pins an dem der Interrupt eingegangen ist. <br> |
| − | ● Eine Interrupt-Service-Routine (ISR) auch Callback-
| + | Wenn dieser Wert ausgewertet werden soll dann so: '''if int_info == b_up'''. |
| − | Funktion (Cb) oder Interrupt Handler genannt, die den
| + | |
| − | Interrupt bearbeitet. | + | |
| − | ● Eine Interruptquelle, die mit der ISR verbunden wird.
| + | |
| − | Micropython kennt 2 Interruptquellen:
| + | |
| − | ● Pin-Interrupts
| + | |
| − | ● Timer-Interrupts
| + | |
| − | <br> | + | |
| − | Micropython stellt für die Pin
| + | |
| − | Interrupts bereit. Dazu dient die
| + | |
| − | Methode Pin.irq().
| + | |
| − | <pre>
| + | |
| − | >>> from m5import import *
| + | |
| − | >>> from machine import Pin
| + | |
| − | >>> dir(Pin)
| + | |
| − | ['__class__', '__name__', 'value',
| + | |
| − | '__bases__', '__dict__', 'IN',
| + | |
| − | 'IRQ_FALLING', 'IRQ_RISING',
| + | |
| − | 'OPEN_DRAIN', 'OUT', 'PULL_DOWN',
| + | |
| − | 'PULL_HOLD', 'PULL_UP', 'WAKE_HIGH',
| + | |
| − | 'WAKE_LOW', 'init', 'irq', 'off',
| + | |
| − | 'on']
| + | |
| − | </pre>
| + | |
| | | | |
| − | Wir müssen 3 Dinge tun um einen
| + | == Beispiele== |
| − | Interrupt zu implementieren:
| + | |
| − | 1. Zuerst muss der Pin als
| + | |
| − | Eingang konfiguriert werden.
| + | |
| − | 2. Dann sollte der Handler
| + | |
| − | definiert werden.
| + | |
| − | 3. Und schließlich kann der
| + | |
| − | Interrupt eingerichtet werden.
| + | |
| | | | |
| | + | === Handler mit globaler Variablen und print()=== |
| | + | Um im Interrupt-Handler Variablen verwenden zu können sind globale Variablen erforderlich. Diese werden im Hauptprogramm initialisiert und können dann vom Handler benutzt werden. |
| | <pre> | | <pre> |
| − | # Pin von Button A konfigurieren | + | # int_test_03.py |
| − | from m5import import *
| + | |
| − | from machine import Pin
| + | |
| − | int_pin = Pin(37, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
| + | |
| − | def int_handler():
| + | |
| − | pass
| + | |
| − | int_pin.irq(trigger=Pin.IRQ_FALLING,
| + | |
| − | handler=int_handler)
| + | |
| − | </pre>
| + | |
| | | | |
| − | <pre>
| |
| − | from m5import import *
| |
| | from machine import Pin | | from machine import Pin |
| | from time import sleep_ms | | from time import sleep_ms |
| − | lcd.clear()
| + | |
| | main_loop_zahl = 0 | | main_loop_zahl = 0 |
| | interrupt_zahl = 0 | | interrupt_zahl = 0 |
| − | main_text_box =
| + | |
| − | M5TextBox(20, 10, str(main_loop_zahl), lcd.FONT_DejaVu24, 0xFFFFFF, rotate=0)
| + | int_pin = Pin(11, Pin.IN, Pin.PULL_DOWN) # Pin von Taster A mit Pullup-R |
| − | interrupt_text_box =
| + | |
| − | M5TextBox(120, 10, str(interrupt_zahl), lcd.FONT_DejaVu24,0xFFFFFF, rotate=0)
| + | |
| − | int_pin = Pin(37, Pin.IN, Pin.PULL_UP) # Pin von Taster A mit Pullup-R | + | |
| | def int_handler(int_info): # muss einen Parameter haben | | def int_handler(int_info): # muss einen Parameter haben |
| − | global interrupt_zahl | + | global interrupt_zahl |
| − | global interrupt_text_box
| + | interrupt_zahl += 1 |
| − | interrupt_zahl += 1 | + | print('Interrupt:', str(interrupt_zahl)) |
| − | interrupt_text_box.setText(str(interrupt_zahl))
| + | |
| − | interrupt_text_box.show()
| + | int_pin.irq(trigger=Pin.IRQ_RISING, handler=int_handler) |
| − | print('Interrupt wurde ausgelöst!')
| + | |
| − | return
| + | |
| − | int_pin.irq(trigger=Pin.IRQ_FALLING, handler=int_handler) | + | |
| | while True: | | while True: |
| − | main_loop_zahl += 1 | + | main_loop_zahl += 1 |
| − | main_text_box.setText(str(main_loop_zahl))
| + | print('Mainloop:',str(main_loop_zahl)) |
| − | main_text_box.show()
| + | sleep_ms(1000) |
| − | sleep_ms(1000) | + | |
| | </pre> | | </pre> |
| − | Wir wollen jetzt den an den
| + | |
| − | Interrupt-Handler übergebenen
| + | === Handler mit Aufruf einer Funktion=== |
| − | Wert näher untersuchen.
| + | Hier wird vom Handler eine im Hauptprogramm definierte Funktion aufgerufen. |
| − | Dazu schaffen wir eine zweite
| + | |
| − | Interruptquelle mit GPIO26.
| + | |
| | <pre> | | <pre> |
| − | # int_test_006.py | + | # int_test_04.py |
| − | from m5import import *
| + | |
| | from machine import Pin | | from machine import Pin |
| | from time import sleep_ms | | from time import sleep_ms |
| − | lcd.clear()
| |
| − | interrupt_data = 0
| |
| − | interrupt_data_text_box = M5TextBox(60, 30, str(interrupt_data),
| |
| − | lcd.FONT_DejaVu24,0xFFFFFF, rotate=0)
| |
| − | int_pin37 = Pin(37, Pin.IN, Pin.PULL_UP) # Pin von Taster A
| |
| − | int_pin26 = Pin(26, Pin.IN, Pin.PULL_UP) # Pin GPIO26
| |
| | | | |
| − | def int_handler(int_data): # muss einen Parameter haben
| + | main_loop_zahl = 0 |
| − | global interrupt_data
| + | interrupt_zahl = 0 |
| − | print(int_data)
| + | |
| − | print(type(int_data))
| + | int_pin = Pin(11, Pin.IN, Pin.PULL_DOWN) |
| − | interrupt_data = int_data
| + | |
| − | interrupt_data_text_box.setText(str(interrupt_data))
| + | def inc_zahl(zahl): |
| − | interrupt_data_text_box.show()
| + | zahl += 1 |
| − | if int_data == Pin(37):
| + | return zahl |
| − | print('Interrupt 37 wurde ausgelöst!')
| + | |
| − | elif int_data == Pin(26):
| + | def int_handler(int_info): # muss einen Parameter haben |
| − | print('Interrupt 26 wurde ausgelöst!') | + | global interrupt_zahl |
| − | else:
| + | interrupt_zahl = inc_zahl(interrupt_zahl) |
| − | print('Fehler!')
| + | print('Interrupt:', str(interrupt_zahl)) |
| − | return
| + | |
| | + | int_pin.irq(trigger=Pin.IRQ_RISING, handler=int_handler) |
| | | | |
| − | int_pin37.irq(trigger=Pin.IRQ_FALLING, handler=int_handler)
| |
| − | int_pin26.irq(trigger=Pin.IRQ_FALLING, handler=int_handler)
| |
| | while True: | | while True: |
| − | pass
| + | main_loop_zahl += 1 |
| | + | print('Mainloop:',str(main_loop_zahl)) |
| | + | sleep_ms(1000) |
| | </pre> | | </pre> |
| − | Bei dem an den Interrupthandler übergebenen Wert int_info
| + | |
| − | handelt es sich um das Objekt des Pins an dem der Interrupt
| + | === Parameter auswerten=== |
| − | eingegangen ist.
| + | Hier wird die Auswertung des an den Handler übergebenen Parameters getestet. |
| − | Ich hatte aufgrund der Darstellung im Display angenommen es
| + | |
| − | wäre ein String.
| + | |
| − | Wenn dieser Wert ausgewertet werden soll dann so:
| + | |
| − | if int_info == Pin(37):
| + | |
| − | Also keine Anführungszeichen! Es ist der Name einer Instanz der
| + | |
| − | Klasse Pin.
| + | |
| − | <br>
| + | |
| − | nterrupts können ein- und
| + | |
| − | ausgeschaltet werden.
| + | |
| − | int_state speichert den Interrupt
| + | |
| − | Status.
| + | |
| − | Das ist z.B. wichtig, wenn eine
| + | |
| − | Programmsequenz nicht unter-
| + | |
| − | brochen werden darf.
| + | |
| − | Funktioniert nicht in der REPL.
| + | |
| | <pre> | | <pre> |
| − | import machine
| + | # int_test_05.py |
| − | int_state = machine.disable_irq()
| + | |
| − | machine.enable_irq(int_state)
| + | |
| − | count = 0
| + | |
| − | def cb(): # An interrupt callback
| + | |
| − | count +=1
| + | |
| − | def main():
| + | |
| − | # Code to set up the interrupt
| + | |
| − | # callback omitted
| + | |
| − | while True:
| + | |
| − | count += 1
| + | |
| − | </pre>
| + | |
| | | | |
| − | Einschränkungen für Interrupt-Handler.
| + | from machine import Pin |
| − | Interrupt Handler können keinen Speicher benutzen. Deshalb ist
| + | from time import sleep_ms |
| − | ihre Anwendung eingeschränkt. Alles was zusätzlichen Speicher
| + | |
| − | benötigt kann in einer ISR nicht ausgeführt werden. Z.B:
| + | |
| − | ● Es können keine Fließkommazahlen benutzt werden.
| + | |
| − | ● Listen und Dictionaries können nicht erweitert werden.
| + | |
| − | ● Es können nicht mehrere Werte zurückgegeben werden.
| + | |
| − | ● Texte können nicht bearbeitet werden.
| + | |
| − | ● Es können keine Fehlermeldungen erzeugt werden.
| + | |
| − | <br>
| + | |
| − | Interrupt Handler schreiben.
| + | |
| − | ISR’s sollten immer so kurz wie möglich gehalten werden. Nur
| + | |
| − | Aktivitäten sie sofort ausgeführt werden müssen (z.B. Notstop)
| + | |
| − | sollten in der ISR ausgeführt werden. Alles, was etwas warten
| + | |
| − | kann sollte erst in der Hauptschleife bearbeitet werden. Dort gelten
| + | |
| − | auch die eben dargestellten Einschränkungen nicht. Dazu ist in der
| + | |
| − | ISR ein Flag zu setzen und in der Hauptschleife abzufragen.
| + | |
| − | <br>
| + | |
| − | Probleme bei Interrupts.
| + | |
| − | Interrupts arbeiten auf Maschinencode Ebene. Deshalb kann es
| + | |
| − | passieren, das ein Pythonbefehl mitten in seiner Ausführung
| + | |
| − | unterbrochen wird und erst die ISR abgearbeitet wird bevor der
| + | |
| − | Pythonbefehl zu Ende ausgeführt wird. Das kann zu Fehlern
| + | |
| − | führen wenn die ISR etwas verändert, das vom Hauptprogramm
| + | |
| − | bearbeitet wird.
| + | |
| − | Dadurch können Fehler entstehen, die nur sporadisch auftreten
| + | |
| − | und sehr schwer zu finden sind.
| + | |
| | | | |
| | + | main_loop_zahl = 0 |
| | + | interrupt_zahl = 0 |
| | | | |
| | + | int_pin = Pin(11, Pin.IN, Pin.PULL_DOWN) |
| | | | |
| | + | def int_handler(int_info): # muss einen Parameter haben |
| | + | print(int_info) |
| | + | if int_info == int_pin: |
| | + | print('Es ist b_up') |
| | + | |
| | + | int_pin.irq(trigger=Pin.IRQ_RISING, handler=int_handler) |
| | + | |
| | + | while True: |
| | + | main_loop_zahl += 1 |
| | + | print('Mainloop:',str(main_loop_zahl)) |
| | + | sleep_ms(1000) |
| | + | </pre> |
| | | | |
| − | Hinweise zum Schreiben von Interrupt Handlern: http://docs.micropython.org/en/latest/reference/isr_rules.html
| + | == ToDo== |
| | + | * Buffer Konzept erarbeiten |
| | | | |
| | ==Navigation== | | ==Navigation== |
Interrupt bedeutet unterbrechen. Genau das macht ein Interrupt. Er unterbricht das laufende Programm und führt stattdessen eine Interrupt-Service-Routine aus. Anschließend wird das zuvor unterbrochene Programm fortgesetzt.
Interrupts werden in der Regel von einer Hardware ausgelöst. Z.B.
Micropython stellt für die Pins Interrupts bereit. Dazu dient die Methode Pin.irq().
Hier mit Lambda-Funktion als Interrupt-Handler. (s. Timer)
Trigger können auch ODER (|) verknüpft werden (Pin.IRQ_FALLING | Pin.IRQ_RISING) .
Interrupts können ein- und ausgeschaltet werden. Das ist z.B. wichtig, wenn eine Programmsequenz nicht unterbrochen werden darf. int_state speichert den Interrupt Status.
Funktioniert nicht in der REPL.
Während die Einrichtung eines Interrupts einfach ist, unterliegt das Schreiben des Handlers einigen Einschränkungen. Wenn man diese nicht berücksichtigt wird man auf mysteriöses Fehlverhalten stoßen.
Interrupt Handler können keinen Speicher benutzen. Deshalb ist ihre Anwendung eingeschränkt.
Alles was zusätzlichen Speicher benötigt kann in einer ISR nicht ausgeführt werden. Z.B:
ISR’s sollten immer so kurz wie möglich gehalten werden. Nur Aktivitäten sie sofort ausgeführt werden müssen (z.B. Notstop) sollten in der ISR ausgeführt werden. Alles, was etwas warten kann sollte erst in der Hauptschleife bearbeitet werden. Dort gelten auch die eben dargestellten Einschränkungen nicht. Dazu ist in der ISR ein Flag zu setzen und in der Hauptschleife abzufragen.
Interrupts arbeiten auf Maschinencode Ebene. Deshalb kann es passieren, das ein Pythonbefehl mitten in seiner Ausführung unterbrochen wird und erst die ISR abgearbeitet wird bevor der Pythonbefehl zu Ende ausgeführt wird. Das kann zu Fehlern führen wenn die ISR etwas verändert, das vom Hauptprogramm bearbeitet wird. Dadurch können Fehler entstehen, die nur sporadisch auftreten und sehr schwer zu finden sind.
Dem Interrupt-Handler wird beim Aufruf ein Parameter übergeben. Es ist wichtig, das dieser bei der Definition berücksichtigt wird. Es gibt keinen Zwang diesen auch zu benutzen.
Bei dem an den Interrupthandler übergebenen Wert int_info handelt es sich um das Objekt des Pins an dem der Interrupt eingegangen ist.
Wenn dieser Wert ausgewertet werden soll dann so: if int_info == b_up.
Um im Interrupt-Handler Variablen verwenden zu können sind globale Variablen erforderlich. Diese werden im Hauptprogramm initialisiert und können dann vom Handler benutzt werden.