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第十章 EXIT实验
在前面几章的学习中,我们掌握了ESP32-S3的IO口最基本的操作。本章我们将介绍如何把ESP32-S3的IO口作为外部中断输入来使用,在本章中,我们将以中断的方式,实现我们在第九章所实现的功能。
本章分为如下几个小节:
10.1 外部中断简介
10.2 machine.Pin 类
10.3 硬件设计
10.4 软件设计
10.5 下载验证
10.1 外部中断简介
很多时候,我们程序采集一个传感器的数据,采集后就要进行分析判断,若符合某个条件就会做出处理。为了随时根据传感器的变化做出反应,所以程序需要一直重复这个过程。这种方式称为轮询,这种方式是最简单的。
但轮询有时候并不能很好完成一些实际场景的应用,比如在某个时刻按下按键,但这时候程序执行的是采集传感器数据的过程,这就意味着没有检测到按键按下的动作,此时该系统就成了无法正常响应的系统了。通过对该按键配置外部中断功能,这时候就能很好解决上述问题。
外部中断是由外部设备发起请求的中断。每个中断对应一个中断程序,中断可以看作一段独立于主程序之外的程序,也称为中断回调函数。当中断被触发时,控制器会暂停当前正在运行的主程序,而跳转去运行中断程序。当中断程序运行完毕,则返回到先前主程序暂停的位置,继续运行主程序,如此便可达到实时响应处理事件的效果。中断程序运行示意图如下图所示。
图10.1.1 中断程序执行示意图
10.2 machine.Pin 类
1,machine.Pin 类的构造方法
machine.Pin 类操作方法相关内容,请参考章节七 LED实验的7.1小节。
2,machine.Pin 类的方法
①:设置外部中断
其函数原型如下:
- Pin.irq(handler=None,trigger=(Pin.IRQ_FALLING | Pin.IRQ_RISING))
复制代码 此方法的参数描述如下:
表10.2.1.1 Pin.irq方法的参数描述
返回值:一个回调对象。
10.3 硬件设计
1. 例程功能
本章实验功能简介:通过外部中断的方式让开发板上的BOOT独立按键控制LED灯翻转。
2. 硬件资源
1)LED灯
LED-IO1
2)独立按键
BOOT-IO0
3. 原理图
独立按键硬件部分的原理图,如下图所示。
图10.3.1 独立按键与ESP32-S3连接原理图
这里需要注意的是:BOOT设计为采样到按键另一端的低电平为有效电平。
10.4 软件设计
10.4.1 程序流程图
程序流程图能帮助我们更好的理解一个工程的功能和实现的过程,对学习和设计工程有很好的主导作用。下面看看本实验的程序流程图:
图10.4.1.1 程序流程图
10.4.2 程序解析
本书籍的代码都在main.py脚本下编写的,读者可在光盘资料下找到对应的源码。EXIT实验main.py源码如下:
- from machine import Pin
- import time
- # 定义全局变量
- global led, key
- """
- * @brief 按键中断服务函数
- * @param key:定时器句柄
- * @retval 无
- """
- def KEY_INT_IRQHandler(key):
-
- global led, key
- time.sleep_ms(10) # 按键消抖
-
- if key.value() == 0:
- global led_state
- led_state = led.value()
- led.value(not led_state)
- """
- * @brief 程序入口
- * @param 无
- * @retval 无
- """
- if __name__ == '__main__':
-
- # 初始化LED并输出高电平
- led = Pin(1,Pin.OUT,value = 1)
- # 配置key引脚模式及上下拉
- key = Pin(0,Pin.IN,Pin.PULL_UP)
- # 定义中断,下降沿触发
- key.irq(KEY_INT_IRQHandler,Pin.IRQ_FALLING)
- # 主循环,防止程序退出
- while True:
- pass
复制代码 该示例主要用于通过按键来控制LED灯的状态。具体来说,当按键被按下时,LED灯的状态会被切换(如果灯原本是亮的,则会熄灭;如果灯原本是熄灭的,则会亮起)。为了实现这个功能,程序首先初始化了LED灯和按键,并为按键配置了一个中断。当中断被触发(即按键被按下)时,程序会先等待10毫秒以消除按键抖动,然后检查按键的状态。如果按键状态为低(即按键被按下),程序会获取当前LED的状态并将其反转。
10.5 下载验证
下载完之后,通过BOOT按键来控制LED灯的开关状态。
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