رزبری پای میکروپایتون Micropython

آموزش رزبری پای پیکو با میکروپایتون بخش دهم: Interrupt وقفه میکروپایتون

getting-started-with-raspberry-pi-pico-micropython-part-ten-interrupt-hamdler-digispark
نوشته شده توسط پریسا پوربلورچیان

وقفه یا اینتراپت Interrupt برای مدیریت بخشی از برنامه در پایتون و میکروپایتون فراخوانی می‌شود. تصور کنید چندین کلید برای فرمان به یک خروجی لامپ در محلی تعبیه شده است. اگر هر شخص به صورت چداگانه کلید را بزند، پردازنده بایستی به روش پولینگ Polling مدام بررسی کند که کدام کلید زده شده است و به همین روش تمامی منابع میکروکنترلر مصرف می‌شود. اما راه حل جایگزین چیست؟ در ادامه به معرفی و کاربرد تابع وقفه در برنامه نویسی میکروپایتون خواهیم پرداخت. در ادامه وقفه میکروپایتون با مرجع تخصصی میکروپایتون با رزبری پای به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید.

وقفه میکروپایتون با رزبری پای پیکو - دیجی اسپارک

 


کاربرد Handler Interrupt


Interrupt Handler یک فانکشن پایتون است که زمانی فراخوانی می‌شود که یک عملی را انجام داده شود. ISR بهترین راه برای شناسایی این رخدادهای خارجی هستند و در مقایسه با متد پولینگ Polling که ناکارآمد است، ارجحیت داده می‌شود. در روش پولینگ polling تصور کنید، یک کلید و یک ال ای دی دارید، برای مدیریت هر کلید بایستی مدام بررسی کند که آیا کلید زده شده است یا خیر و با تکرار اینکار مدام منابع میکروکنترلر مصرف خواهد شد. در روش Interrupt هر کلید پس از تغییر وضعیت، وضعیتش را به CPU اطلاع میدهد و سرعت انتقال پیام بسیار بالا است.

 


معرفی تابع وقفه Handler Interrupt


جهت معرفی تابع وقفه در کد میکروپایتون در برد رزبری پای پیکو بایستی ۳ اصل را رعایت و با توجه به نیاز پروژه در کد اضافه کنیم. متد IRQ که مخفف Interrupt Request است، به اولویت پاسخ دهی به درخواست ها جهت پردازش توسط CPU اشاره می‌کند. با فراخوانی متد IRQ به پردازنده اعلام می‌کنیم به تمامی درخواست های ارسالی واکنش نشان داده و بر اساس نوع درخواست تریگر کند. چهار روش برای تریگر پایه وقفه در کد برنامه قابل تعریف است.

 

 

آموزش وقفه میکروپایتون با Pico - دیجی اسپارک

  • LEVEL HIGH
  • LEVEL LOW
  • POSITIVE EDGE
  • NEGATIVE EDGE

 

  • تریگر در لبه بالارونده RISING

اگر بخواهیم وقفه زمانی رخ دهد که سطج پالس پین از LOW به HIGH حرکت کند و تغییر کند از RISING EDGE استفاده می‌کنیم. روش فراخوانی به صورت زیر است:

 

  • تریگر در لبه پایین رونده FALLING

اگر بخواهیم وقفه زمانی رخ دهد که سطج پالس پین از HIGH به LOW حرکت کند و تغییر کند از FALLING EDGE استفاده می‌کنیم. روش فراخوانی به صورت زیر است:

 

  • تریگر در لبه بالارونده یا پایین رونده 

اگر بخواهیم وقفه زمانی رخ دهد که سطج پالس هر تغییری را تشخیص داد، به عنوان وقفه شناسایی کند، از هردو استفاده خواهیم کرد:

 

  • تریگر در سطح صفر LOW

اگر بخواهیم وقفه در سطح صفر LOW رخ دهد، به صورت زیر تعریف می‌کنیم:

 

  • تریگر در سطح VCC HIGH

اگر بخواهیم وقفه در سطح VCC HIGH رخ دهد، به صورت زیر تعریف می‌کنیم:

 

آرگومنت بعدی فراخوانی تابع وقفه نوشته شده است که به صورت زیر اضافه می‌شود:

 


تست کد وقفه در میکروپایتون


جهت تست از Thonny IDE استفاده خواهیم کرد. برد رزبری پای پیکو را به سیستم متصل کرده و از نصب فریمور میکروپایتون بر روی برد اطمینان داشته باشد. سپس کد را کپی و به IDE انتقال دهید. سپس آن را با یک نام و پسوند py در کامپیوتر یا رزبری پای پیکو ذخیره و اجرا کنید. برای تست به یک کلید نیاز داریم. کلید را به پایه شماره GP14 از برد رزبری پای پیکو متصل کنید.

 

 

تحلیل کد میکروپایتون وقفه

در قدم اول بایستی از ماژول machine پایه Pin را فراخوانی کنیم. برای زمان بندی به Time نیاز داریم.

 

هدف در این کد این است که با هر بار زدن کلید، .وقفه رخ داده و یک واحد به عدد قبلی کلید اضافه کرده و تعداد کلیک شدن را شمارش کند. برای این منظور یک متغیر برای وضعیت کلید در برنامه تعریف می‌کنیم.

 

مهترین بخش نوشتن تابع وقفه برای معرفی Interrupt به برنامه است. تابع وقفه را در برنامه وارد می‌کنیم.

 

در قدم بعدی میخواهیم با هر بار زدن کلید، وضعیت جدید اضافه شده و سپس یک واحد به مقدار قبلی اضافه کرده و هر بار وضعیت کلید را آپدیت کند.

 

برای تست برنامه کلید را به صورت زیر به یکی از پایه های رزبری پای پیکو متصل کنید.

 

اتصال میکروسوئیچ به رزبری پای پیکو - دیجی اسپارک

 

 


به روز رسانی کد وقفه میکروپایتون


با اجرای کد متوجه خواهید شد که در بعضی مواقع پالس از حالت پایدار به حالت ناپایداری میرسد و ممکن است تا رسیدن به سطح پایدار بعدی مدت زمانی سپری شود که عملا در روند اجرای پروژه نویز و خطا ایجاد می‌کند. برای رفع این مشکل بایستی از بازه ی زمانی استفاده کنیم. زمان رو محاسبه کرده و سپس شمارشگر بر حسب میلی ثانیه را برمیگرداند.

 

 

مجدد کد را بررسی کنید. با هر زدن کلید، یک عدد به کلید اضافه شده و تعداد دفعات کلیک شدن بر روی shell نمایش داده می‌شود. مدت زمان شروع را محاسبه کردیم و سپس ۲۰۰ میلی ثانیه فرصت داده شد، تا توسط پردازنده بررسی شود، آیا کلید فشرده شده است یا خیر و سپس اقدامات بعدی صورت گیرد.

 

کدنویسی وقفه میکروپایتون - دیجی اسپارک

 


اتصال کلید به رزبری پای پیکو


جهت اتصال کلید به رزبری پای پیکو همانند تصویر کلید را در مرکز برد بورد قرار دهید. سپس پایه اول از سمت چپ را به پایه ۳٫۳ ولت رزبری پای پیکو متصل کنید. پایه کناری در همان ردیف کلید را با یک سیم دیگر به پایه GP که در کد مشخص کرده اید، متصل کنید.

آموزش وقفه در رزبری پای پیکو با میکروپایتون - دیجی اسپارک

 


وسایل مورد نیاز


رزبری پای پیکو

برد بورد

کلید 

 


جمع بندی لیدی پای


در بخش دهم از سری آموزش های میکروپایتون با رزبری پای پیکو یکی از سرفصل های مهم در کدنویسی میکروکنترلرها یعنی اجرای وقفه را تست و اجرا کردیم.عملا بدون استفاده از وقفه کدی که برای اجرای یک تسک در برنامه مینویسیم ممکن است با خطاهای بسیاری رو به رو باشد و هیچ وقت متوجه روش حل مشکل نشویم. با وارد کردن تابع وقفه در برنامه و استفاده از بازه های زمانی عملکرد ورودی و خروجی دقیق تر شده و منابع کمتری از CPU به هدر خواهد رفت.

 

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در کدها و یا مراحل اجرایی وجود دارند می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.

 

درباره نویسنده

پریسا پوربلورچیان

تولید کننده محتوا / کارشناس IOT

زندگی یعنی پژوهش و فهمیدن چیزی جدید

تلاشم بر این است تجربیاتم در زمینه IOT‌ را به بهترین شکل با شما در میان بگذارم.

تبادل نظر و رفع عیب با ثبت دیدگاه

۸ دیدگاه