PinLab Docs

В предыдущих уроках, мы писали достаточно простые программы. Их простота заключалась в линейности логики алгоритма. В главном цикле проверялось состояние кнопки и сразу же изменялось состояние светодиода. Задержка, если необходимо, вносилась с помощью функции time.sleep(). Этот пример отлично работает, с небольшими схемами и примитивной логикой. Но если хочется чего-то большего, то старыми средствами уже не обойтись и от использования time.sleep() придется отказаться.

Ранее, чтобы проверить состояние вывода микроконтроллера мы использовали команду вроде value_a = encA.value(). Чтобы узнать изменилось ли состояние по сравнению с предыдущей проверкой мы хранили ее результат в переменной и сравнивали. А если нам нужно отслеживать короткие изменения состояния пинов, то проверять их состояние нужно как можно чаще. Все это заставляет микроконтроллер тратить процессорное время на простую работу с сигналом.

Оказывается есть отличное решение этой проблемы. Микроконтроллер умеет аппаратно отслеживать изменения состояния выводов. Пока процессор занят чем-то по-настоящему важным за состоянием пинов слежит специальная электронная схема. Как только изменение происходит, схема сигнализирует об этом процессору, который прерывает исполнение основной программы для того, чтобы обработать это прерывание — исполнить небольшой код, реагирующий на событие.

Прерывание — это сигнал (событие), который заставляет контроллер прекратить выполнение текущей задачи и приступить к исполнению другой, имеющей более высокий приоритет. После выполнения высокоприоритетной задачи, контроллер возвращается к той, которой был занят до прерывания.

Представь, что что ты — это микрокоонтроллер и ты очень занят важным делом — читаешь эту статью. Но внезапно начинает звонить твой телефон. Ты откладываешь статью и занимаешься обработкой этого прерывания — отвечаешь на звонок и ведешь беседу. Как только беседа завершена, ты возвращаешься к чтению статьи с того места, где прервался. Примерно так устроена обработка прерываний в микроконтроллере.

Попробуем применить прерывания для работы с энкодером. Нам потребуется сделать две вещи — настроить прерывание и написать функцию- обработчик прерывания.

Оставим схему прошлого эксперимента без изменений. Всё новое будет заключаться в программе. Рисунок 1. Электрическая принципиальная схема эксперимента

Рисунок 2. Монтажная схема эксперимента

Exp35

from machine import I2C, Pin
from esp8266_i2c_lcd import I2cLcd
import time
_init()
 
DEFAULT_I2C_ADDR = 0x3F
 
encA = Pin(13, Pin.IN)
encB = Pin(12, Pin.IN)
 
count = 0
 
states = (
    (1,1),
    (0,1),
    (0,0),
    (1,0)
)
 
old_state = 0
 
def print_lcd(data):
    lcd.clear()
    lcd.putstr(str(data))
 
def callback2(p):
    global count
    global encB
    global encA
    global states
    global old_state
 
    value_a = encA.value()
    value_b = encB.value()
 
    current_state = states.index((value_a, value_b))
 
    if (current_state -  old_state == 1) or (current_state == 0 and old_state == 3):
        count += 1
        if not (count % 2):
            print('+');
            print_lcd(int(count/2))
        old_state = current_state
    elif (current_state -  old_state == -1)  or (current_state == 3 and old_state == 0):
        count -= 1
        if not (count % 2):
            print('-');
            print_lcd(int(count/2))
        old_state = current_state
 
 
i2c = I2C(scl=Pin(5), sda=Pin(4), freq=400000)
lcd = I2cLcd(i2c, DEFAULT_I2C_ADDR, 2, 16)
lcd.backlight_on()
 
encA.irq(trigger=Pin.IRQ_FALLING|Pin.IRQ_RISING, handler=callback2)
encB.irq(trigger=Pin.IRQ_FALLING|Pin.IRQ_RISING, handler=callback2)
 
 
while True:
    pass

Сначала настраиваем прерывание:

encA.irq(trigger=Pin.IRQ_FALLING, handler=callback)

Мы настроили, что при возникновении события изменения сигнала на выводе encA с высокого на низкий (Pin.IRQ_FALLING) будет вызываться обработчик прерывания — функция callback.

Какие могут быть события:

• Pin.IRQ_FALLING изменение с 1 на 0
• Pin.IRQ_RISING изменение с 0 на 1
• Pin.IRQ_LOW_LEVEL наличие логического 0
• Pin.IRQ_HIGH_LEVEL наличие логической 1

События можно комбинировать. Например, если нужна реакция и на событие Pin.IRQ_FALLING и Pin.IRQ_RISING, то можно записать так: trigger=(Pin.IRQ_FALLING | Pin.IRQ_RISING).

Рассмотрим функцию- обработчик прерывания:

def callback(p):
    global count
    global encB
    global encA
 
    value_a = encA.value()
    value_b = encB.value()
 
    if (value_a and value_b) or (not value_a and not value_b):
        print('+')
        count += 1 
        print_lcd(count)
    elif (not value_a and value_b) or (value_a and not value_b):
        print('-')
        count -= 1
        print_lcd(count)

Она начинается с

    global count
    global encB
    global encA

Ключеваое слово global сообщает интерпретатору Python о том, что мы хотим использовать переменную, объявленную за пределами текущей функции. По умолчанию, все переменные, созданные внутри функции доступны (имеют область видимости) в пределах именно этой функции. Как только функция завершается такие переменные уничтожаются. Такие переменные называются локальными. Ключевое слово global дает возможность обратиться к глобальной переменной.

Потом, как и раньше, мы определяем текущ