machine — funkcije povezane s hardverom

Modul machine sadrži posebne funkcije povezane s hardverom na određenoj ploči. Većina funkcija u ovom modulu omogućuje izravan i neograničen pristup te upravljanje hardverskim blokovima na sustavu (poput CPU-a, mjerača vremena, sabirnica itd.).

Pristup memoriji

Modul izlaže tri indeksirajuća objekta koji se koriste za izravan pristup memoriji. Svaki se ponaša poput rijetkog polja indeksiranog adresom bajta: value = memN[addr] čita, memN[addr] = value zapisuje. Adresa je uvijek adresa bajta, neovisno o širini pristupa.

machine.mem8

Indeksirajući 8-bitni pristupnik memoriji. mem8[addr] čita int u rasponu 0-255 iz bajta na addr; mem8[addr] = value zapisuje donjih 8 bitova vrijednosti value. addr mora biti poravnat na 1 bajt (bilo koja adresa).

machine.mem16

Indeksirajući 16-bitni (poluriječ) pristupnik memoriji. mem16[addr] čita int u rasponu 0-65535; mem16[addr] = value zapisuje donjih 16 bitova. addr mora biti poravnat na 2 bajta.

machine.mem32

Indeksirajući 32-bitni (riječ) pristupnik memoriji. mem32[addr] čita int u rasponu 0-0xFFFFFFFF; mem32[addr] = value zapisuje donjih 32 bita. addr mora biti poravnat na 4 bajta.

Primjer upotrebe (registri su specifični za STM32H7 mikrokontroler – na OpenMV Cam H7 / H7 Plus / Pure Thermal header pin P0 spojen je na PB15):

import machine
from micropython import const

GPIOB = const(0x58020400)
GPIO_BSRR = const(0x18)
GPIO_IDR = const(0x10)

# set P0 (PB15) high via the GPIOB bit-set/reset register
machine.mem32[GPIOB + GPIO_BSRR] = 1 << 15

# read P0 (PB15) directly out of the GPIOB input-data register
value = (machine.mem32[GPIOB + GPIO_IDR] >> 15) & 1

Funkcije povezane s resetiranjem

machine.reset() → None

Tvrdo resetira uređaj na način sličan pritisku vanjskog RESET gumba.

machine.soft_reset() → None

Izvodi meko resetiranje interpretera, brišući sve Python objekte i resetirajući Python gomilu.

machine.reset_cause() → int

Dohvaća uzrok resetiranja. Vidjeti konstante za moguće povratne vrijednosti.

machine.bootloader(value: int | None = None, /) → NoReturn

Resetira kameru u njen DFU / serijski-download pokretač (bootloader), spreman za ponovno flashanje s novim ugrađenim programom (firmware). Ovaj se poziv nikada ne vraća; ploča se ponovno pokreće izravno u pokretač (bootloader).

Argument value prihvaća se radi međuportabilnosti, ali se zanemaruje na svakoj OpenMV podržanoj ploči.

Funkcije povezane s prekidima

Sljedeće funkcije omogućuju upravljanje prekidima. Neki sustavi zahtijevaju prekide za ispravan rad, pa njihovo onemogućavanje na duža razdoblja može ugroziti osnovnu funkcionalnost, primjerice watchdog mjerači vremena mogu se neočekivano aktivirati. Prekidi bi trebali biti onemogućeni samo na minimalno vrijeme te zatim ponovno omogućeni u prethodno stanje. Na primjer:

import machine

# Disable interrupts
state = machine.disable_irq()

# Do a small amount of time-critical work here

# Enable interrupts
machine.enable_irq(state)

machine.disable_irq() → int

Onemogućuje zahtjeve za prekidima. Vraća prethodno IRQ stanje koje treba smatrati neprozirnom vrijednošću. Ta povratna vrijednost treba se proslijediti funkciji enable_irq() za vraćanje prekida u njihovo izvorno stanje, prije nego što je pozvan disable_irq().

machine.enable_irq(state: int) → None

Ponovno omogućuje zahtjeve za prekidima. Parametar state treba biti vrijednost koja je vraćena iz najnovijeg poziva funkcije disable_irq().

Funkcije povezane s napajanjem

machine.freq(hz: int | None = None, /) → int | tuple[int, ...]

Vraća frekvencije takta MCU-a.

Na STM32 portovima (svaki OpenMV Cam M4/M7/H7/H7+/PT/N6 i varijante s Arduino brendom) povratna vrijednost je n-torka unutarnjih taktova u Hz. Na STM32N6 (OpenMV Cam N6) n-torka je (CPUCLK, SYSCLK, HCLK, PCLK1, PCLK2, PCLK4, PCLK5); na ostalim STM32 kamerama je (SYSCLK, HCLK, PCLK1, PCLK2).

Na mimxrt portu (OpenMV Cam RT1062) i alif portu (OpenMV Cam AE3) povratna vrijednost je jedan cijeli broj – frekvencija CPU-a u Hz.

Pozivanje freq(hz) za postavljanje takta podiže NotImplementedError na svakoj OpenMV podržanoj ploči.

machine.idle() → None

Zatvara takt prema CPU-u, korisno za smanjenje potrošnje energije u bilo kojem trenutku tijekom kratkih ili dugih razdoblja. Periferije nastavljaju raditi, a izvođenje se nastavlja čim se aktivira bilo koji prekid, ili najkasnije jednu milisekundu nakon što je CPU pauziran.

Preporučuje se pozvati ovu funkciju unutar svake uske petlje koja kontinuirano provjerava vanjsku promjenu (tj. pri ispitivanju). To će smanjiti potrošnju energije bez značajnog utjecaja na performanse. Za daljnje smanjenje potrošnje energije vidjeti funkcije lightsleep(), time.sleep() i time.sleep_ms().

machine.sleep() → None

Napomena

Ova funkcija je zastarjela, koristite umjesto nje lightsleep() bez argumenata.

machine.lightsleep(time_ms: int | None = None, /) → None

Zaustavlja izvođenje i ulazi u stanje niske potrošnje s potpunim zadržavanjem RAM-a i periferija. Takt MCU-a je zatvoren; kada se funkcija vrati, izvođenje se nastavlja od točke u kojoj je pozvan lightsleep(), uz svaki podsustav i dalje operativan.

Ako je naveden time_ms, to je maksimalno trajanje spavanja u milisekundama. Sa ili bez isteka vremena, izvođenje se može nastaviti ranije ako se aktivira bilo koji konfigurirani izvor buđenja (Pin IRQ, RTC alarm, omogućeni prekid periferije, …). Izvori buđenja moraju biti postavljeni prije poziva.

Ušteda energije skromnija je nego kod deepsleep(), ali je buđenje trenutačno i ne gubi se nijedno stanje.

machine.deepsleep(time_ms: int | None = None, /) → NoReturn

Zaustavlja izvođenje i ulazi u najdublje dostupno stanje niske potrošnje. Sadržaj RAM-a, stanje periferija i mrežne veze mogu se svi izgubiti. Kada se MCU probudi, pokreće se s početka glavne skripte, slično uključivanju napajanja ili tvrdom resetiranju; reset_cause() će tada vratiti DEEPSLEEP_RESET pa skripta može razlikovati buđenje iz deepsleepa od ostalih uzroka resetiranja.

Ako je naveden time_ms, MCU zakazuje buđenje nakon toliko milisekundi (ili ranije, ako se prvo aktivira drugi konfigurirani izvor buđenja). Ne proslijedite ništa za spavanje dok se ne aktivira vanjski izvor buđenja.

Ovaj se poziv nikada ne vraća – obradite nastavljeno izvođenje na vrhu glavne skripte, ovisno o reset_cause().

Razne funkcije

machine.unique_id() → bytes

Vraća bytes objekt koji sadrži jedinstveni identifikator za ovu ploču. Vrijednost se očitava iz hardvera MCU-a (obično tvornički programirani serijski broj uređaja), pa je stabilna kroz ponovna pokretanja i razlikuje se od jedne ploče do druge.

Duljina ovisi o porodici MCU-a – 12 bajtova na STM32, 8 bajtova na mimxrt i alif portovima. Ako vaša aplikacija treba ID fiksne duljine, izrežite ili hashirajte vraćenu vrijednost.

machine.time_pulse_us(pin: Pin, pulse_level: int, timeout_us: int = 1000000, /) → int

Mjeri širinu jednog impulsa na pin i vraća njegovo trajanje u mikrosekundama.

pin mora biti konfiguriran kao digitalni ulaz.

pulse_level je polaritet impulsa koji se mjeri: 1 za visoki impuls, 0 za niski impuls.

Funkcija radi u dvije faze. Prvo, ako pin već nije na pulse_level, čeka da pin prijeđe na pulse_level (početak impulsa). Zatim mjeri vrijeme koliko pin ostaje na pulse_level prije nego što se vrati natrag (kraj impulsa). Izmjereno vrijeme vraća se u mikrosekundama.

timeout_us ograničava svaku fazu neovisno (pa poziv u najgorem slučaju traje do 2 * timeout_us). Pri isteku vremena funkcija vraća negativnu vrijednost koja identificira koja je faza istekla:

• -2 – isteklo vrijeme čekanja na vodeći rub (pin nikada nije dosegao pulse_level).

• -1 – isteklo vrijeme čekanja na prateći rub (impuls je bio dulji od timeout_us).

machine.bitstream(pin: Pin, encoding: int, timing: tuple, data: bytes, /) → None

Šalje data bit-bangingom navedenog pin. Argument encoding određuje kako su bitovi kodirani, a timing je specifikacija vremenskog rasporeda ovisna o kodiranju.

Podržana kodiranja su:

• 0 za modulaciju trajanja impulsa „visoko nisko”. Ovo će prenijeti bitove 0 i 1 kao vremenski određene impulse, počevši od najznačajnijeg bita. timing mora biti četvorka nanosekundi u formatu (high_time_0, low_time_0, high_time_1, low_time_1). Na primjer, (400, 850, 800, 450) je specifikacija vremenskog rasporeda za WS2812 RGB LED-ice na 800kHz.

Točnost vremenskog rasporeda ovisi o hardveru; brži MCU-ovi proizvode preciznije impulse (obično desetke nanosekundi).

Napomena

Za upravljanje WS2812 / NeoPixel trakama vidjeti modul neopixel za API više razine.

Konstante

Konstante u nastavku vraća reset_cause() i identificiraju zašto se MCU posljednji put resetirao. Dostupno na STM32 i mimxrt portovima; alif port (OpenMV Cam AE3) trenutno ne izlaže konstante uzroka resetiranja, a njegov reset_cause() uvijek vraća 0.

machine.PWRON_RESET: int

Resetiranje uzrokovano dovođenjem napajanja na čip. STM32 i mimxrt portovi.

machine.WDT_RESET: int

Resetiranje uzrokovano istekom watchdog mjerača vremena. STM32 i mimxrt portovi.

machine.SOFT_RESET: int

Resetiranje uzrokovano soft_reset() (Python interpreter ponovno pokrenut bez hardverskog resetiranja). STM32 i mimxrt portovi.

machine.HARD_RESET: int

Resetiranje uzrokovano aktiviranjem NRST pina (vanjski reset gumb). Samo STM32 portovi.

machine.DEEPSLEEP_RESET: int

Resetiranje uzrokovano buđenjem iz dubokog spavanja. Samo STM32 portovi.

Klase

• class Pin – upravljanje I/O pinovima
• class Signal – upravljanje i očitavanje vanjskih I/O uređaja
• klasa LED – prijenosno upravljanje LED diodama na ploči
• klasa ADC – analogno-digitalna pretvorba
• klasa PWM – pulsno-širinska modulacija
• klasa UART – dvosmjerna serijska komunikacijska sabirnica
• class SPI – protokol sabirnice Serial Peripheral Interface (strana kontrolera)
• class SoftSPI – softverski emulirana SPI sabirnica
• klasa I2C – dvožični serijski protokol
• klasa SoftI2C – softverski emulirana I2C sabirnica
• klasa I2CTarget – I2C ciljni uređaj
• klasa I2S – protokol Inter-IC Sound sabirnice
• klasa CAN – protokol Controller Area Network
• class RTC – sat stvarnog vremena
• class Timer – virtualni periodički / jednokratni mjerač vremena
• klasa WDT – watchdog mjerač vremena
• class SDCard – upravljački program za SD / MMC kartice
• klasa Counter – brojač impulsa
• klasa Encoder – kvadraturni dekoder