machine --- các hàm liên quan đến phần cứng

Module machine chứa các hàm đặc thù liên quan đến phần cứng của một bo mạch cụ thể. Hầu hết các hàm trong module này cho phép truy cập trực tiếp và không bị hạn chế vào các khối phần cứng trên hệ thống (như CPU, bộ định thời, bus, v.v.).

Truy cập bộ nhớ

Module cung cấp ba đối tượng có thể đăng ký dùng để truy cập bộ nhớ thô. Mỗi đối tượng hoạt động như một mảng thưa được lập chỉ mục theo địa chỉ byte: value = memN[addr] để đọc, memN[addr] = value để ghi. Địa chỉ luôn là địa chỉ byte, bất kể độ rộng truy cập.

machine.mem8

Bộ truy cập bộ nhớ 8-bit có thể đăng ký. mem8[addr] đọc một int trong khoảng 0-255 từ byte tại addr; mem8[addr] = value ghi 8 bit thấp của value. addr phải căn chỉnh theo 1 byte (bất kỳ địa chỉ nào).

machine.mem16

Bộ truy cập bộ nhớ 16-bit (halfword) có thể đăng ký. mem16[addr] đọc một int trong khoảng 0-65535; mem16[addr] = value ghi 16 bit thấp. addr phải căn chỉnh theo 2 byte.

machine.mem32

Bộ truy cập bộ nhớ 32-bit (word) có thể đăng ký. mem32[addr] đọc một int trong khoảng 0-0xFFFFFFFF; mem32[addr] = value ghi 32 bit thấp. addr phải căn chỉnh theo 4 byte.

Ví dụ sử dụng (các thanh ghi dành riêng cho vi điều khiển STM32H7 -- trên OpenMV Cam H7 / H7 Plus / Pure Thermal, chân header P0 được nối với 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

Các hàm liên quan đến reset

machine.reset() → None

Reset cứng thiết bị theo cách tương tự như nhấn nút RESET bên ngoài.

machine.soft_reset() → None

Thực hiện reset mềm của trình thông dịch, xóa tất cả các đối tượng Python và khởi tạo lại heap Python.

machine.reset_cause() → int

Lấy nguyên nhân reset. Xem hằng số để biết các giá trị trả về có thể có.

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

Reset camera về bootloader DFU / serial-download, sẵn sàng để nạp lại firmware mới. Lệnh gọi này không bao giờ trả về; bo mạch khởi động lại thẳng vào bootloader.

Đối số value được chấp nhận để tương thích chéo port nhưng bị bỏ qua trên mọi bo mạch được OpenMV hỗ trợ.

Các hàm liên quan đến ngắt

Các hàm sau cho phép kiểm soát các ngắt. Một số hệ thống yêu cầu ngắt để hoạt động đúng, do đó việc tắt chúng trong thời gian dài có thể ảnh hưởng đến chức năng cốt lõi, ví dụ như bộ định thời watchdog có thể kích hoạt bất ngờ. Các ngắt chỉ nên bị tắt trong thời gian tối thiểu và sau đó được bật lại về trạng thái trước đó. Ví dụ:

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

Vô hiệu hóa các yêu cầu ngắt. Trả về trạng thái IRQ trước đó, giá trị này nên được xem là không rõ ràng. Giá trị trả về này nên được truyền vào hàm enable_irq() để khôi phục ngắt về trạng thái ban đầu, trước khi disable_irq() được gọi.

machine.enable_irq(state: int) → None

Bật lại các yêu cầu ngắt. Tham số state phải là giá trị được trả về từ lần gọi gần nhất đến hàm disable_irq().

Các hàm liên quan đến nguồn điện

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

Trả về tần số clock MCU.

Trên các port STM32 (mọi OpenMV Cam M4/M7/H7/H7+/PT/N6 và các biến thể thương hiệu Arduino) giá trị trả về là một tuple các clock nội bộ tính bằng Hz. Trên STM32N6 (OpenMV Cam N6), tuple là (CPUCLK, SYSCLK, HCLK, PCLK1, PCLK2, PCLK4, PCLK5); trên các cam STM32 khác là (SYSCLK, HCLK, PCLK1, PCLK2).

Trên port mimxrt (OpenMV Cam RT1062) và port alif (OpenMV Cam AE3) giá trị trả về là một số nguyên duy nhất -- tần số CPU tính bằng Hz.

Gọi freq(hz) để đặt clock sẽ phát sinh NotImplementedError trên mọi bo mạch được OpenMV hỗ trợ.

machine.idle() → None

Ngắt clock đến CPU, hữu ích để giảm mức tiêu thụ điện năng bất kỳ lúc nào trong các khoảng thời gian ngắn hoặc dài. Các ngoại vi tiếp tục hoạt động và quá trình thực thi tiếp tục ngay khi có bất kỳ ngắt nào được kích hoạt, hoặc nhiều nhất một mili giây sau khi CPU bị tạm dừng.

Nên gọi hàm này trong bất kỳ vòng lặp chặt chẽ nào liên tục kiểm tra sự thay đổi bên ngoài (tức là polling). Điều này sẽ giảm mức tiêu thụ điện năng mà không ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất. Để giảm thêm mức tiêu thụ điện năng, hãy xem các hàm lightsleep(), time.sleep() và time.sleep_ms().

machine.sleep() → None

Ghi chú

Hàm này đã bị lỗi thời, hãy sử dụng lightsleep() thay thế mà không có đối số.

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

Dừng thực thi và vào trạng thái tiết kiệm điện với toàn bộ RAM và ngoại vi được giữ lại. Clock MCU bị ngắt; khi hàm trả về, quá trình thực thi tiếp tục từ điểm lightsleep() được gọi với mọi hệ thống con vẫn hoạt động.

Nếu time_ms được chỉ định, đó là thời gian ngủ tối đa tính bằng mili giây. Dù có hay không có thời gian chờ, quá trình thực thi có thể tiếp tục sớm nếu bất kỳ nguồn đánh thức đã cấu hình nào kích hoạt (một IRQ của Pin, một cảnh báo của RTC, một ngắt ngoại vi được bật, ...). Các nguồn đánh thức phải được thiết lập trước lệnh gọi.

Tiết kiệm điện năng kém hơn deepsleep() nhưng thức dậy tức thời và không mất trạng thái nào.

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

Dừng thực thi và vào trạng thái tiết kiệm điện sâu nhất có sẵn. Nội dung RAM, trạng thái ngoại vi và kết nối mạng đều có thể bị mất. Khi MCU thức dậy, nó khởi động từ đầu tập lệnh chính, tương tự như bật nguồn hoặc reset cứng; reset_cause() khi đó sẽ trả về DEEPSLEEP_RESET để tập lệnh có thể phân biệt việc thức dậy từ deepsleep với các nguyên nhân reset khác.

Nếu time_ms được chỉ định, MCU lên lịch thức dậy sau số mili giây đó (hoặc sớm hơn, nếu một nguồn đánh thức đã cấu hình khác kích hoạt trước). Không truyền gì để ngủ cho đến khi một nguồn đánh thức bên ngoài kích hoạt.

Lệnh gọi này không bao giờ trả về -- xử lý quá trình thực thi tiếp tục ở đầu tập lệnh chính, được kiểm soát bởi reset_cause().

Các hàm khác

machine.unique_id() → bytes

Trả về một đối tượng bytes chứa định danh duy nhất cho bo mạch này. Giá trị được đọc từ phần cứng của MCU (thường là số seri thiết bị được lập trình tại nhà máy), do đó nó ổn định qua các lần khởi động lại và khác nhau giữa các bo mạch.

Độ dài phụ thuộc vào họ MCU -- 12 byte trên STM32, 8 byte trên các port mimxrt và alif. Nếu ứng dụng của bạn cần ID có độ dài cố định, hãy cắt hoặc băm giá trị trả về.

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

Đo độ rộng của một xung đơn trên pin và trả về thời gian của nó tính bằng micro giây.

pin phải được cấu hình như một đầu vào kỹ thuật số.

pulse_level là cực tính xung cần đo thời gian: 1 cho xung cao, 0 cho xung thấp.

Hàm hoạt động theo hai giai đoạn. Đầu tiên, nếu chân (pin) chưa ở pulse_level, nó chờ chân chuyển sang pulse_level (bắt đầu xung). Sau đó nó đo thời gian chân ở tại pulse_level trước khi chuyển trở lại (kết thúc xung). Thời gian đo được trả về tính bằng micro giây.

timeout_us giới hạn mỗi giai đoạn một cách độc lập (do đó một lệnh gọi trong trường hợp xấu nhất kéo dài đến 2 * timeout_us). Khi hết thời gian chờ, hàm trả về một giá trị âm xác định giai đoạn nào đã hết thời gian:

• -2 -- hết thời gian chờ cạnh dẫn (chân (pin) không bao giờ đạt pulse_level).

• -1 -- hết thời gian chờ cạnh cuối (xung dài hơn timeout_us).

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

Truyền data bằng cách bit-banging chân (pin) pin được chỉ định. Đối số encoding chỉ định cách các bit được mã hóa, và timing là thông số kỹ thuật thời gian đặc thù cho mã hóa.

Các mã hóa được hỗ trợ:

• 0 cho điều chế thời lượng xung "high low". Điều này sẽ truyền các bit 0 và 1 dưới dạng các xung có thời gian, bắt đầu từ bit có nghĩa nhất. timing phải là một tuple bốn phần tử tính bằng nano giây theo định dạng (high_time_0, low_time_0, high_time_1, low_time_1). Ví dụ, (400, 850, 800, 450) là thông số kỹ thuật thời gian cho đèn LED RGB WS2812 ở 800kHz.

Độ chính xác thời gian phụ thuộc vào phần cứng; MCU nhanh hơn tạo ra các xung chặt chẽ hơn (thường hàng chục nano giây).

Ghi chú

Để điều khiển các dải WS2812 / NeoPixel, hãy xem module neopixel để có API cấp cao hơn.

Hằng số

Các hằng số dưới đây được trả về bởi reset_cause() và xác định lý do MCU reset lần cuối. Có sẵn trên các port STM32 và mimxrt; port alif (OpenMV Cam AE3) hiện không cung cấp hằng số nguyên nhân reset và reset_cause() của nó luôn trả về 0.

machine.PWRON_RESET: int

Reset do nguồn điện được cấp vào chip. Các port STM32 và mimxrt.

machine.WDT_RESET: int

Reset do bộ định thời watchdog hết hạn. Các port STM32 và mimxrt.

machine.SOFT_RESET: int

Reset do soft_reset() (trình thông dịch Python được khởi động lại mà không reset phần cứng). Các port STM32 và mimxrt.

machine.HARD_RESET: int

Reset do chân NRST được kéo xuống (nút reset bên ngoài). Chỉ các port STM32.

machine.DEEPSLEEP_RESET: int

Reset do thức dậy từ deep-sleep. Chỉ các port STM32.

Lớp

• class Pin -- điều khiển chân (pin) I/O
• lớp Signal -- điều khiển và cảm nhận thiết bị I/O bên ngoài
• class LED -- điều khiển đèn LED trên bo mạch đa nền tảng
• lớp ADC -- chuyển đổi tương tự sang số
• class PWM -- điều chế độ rộng xung
• lớp UART -- bus truyền thông nối tiếp song công
• lớp SPI -- giao thức bus giao tiếp ngoại vi nối tiếp (phía điều khiển)
• lớp SoftSPI -- bus SPI mô phỏng bằng phần mềm
• lớp I2C -- giao thức nối tiếp hai dây
• lớp SoftI2C -- bus I2C mô phỏng bằng phần mềm
• lớp I2CTarget -- thiết bị đích I2C
• class I2S -- Giao thức bus âm thanh Inter-IC
• class CAN -- Giao thức Controller Area Network
• class RTC -- đồng hồ thời gian thực
• lớp Timer -- bộ định thời ảo định kỳ / một lần
• lớp WDT -- bộ định thời watchdog
• lớp SDCard -- trình điều khiển thẻ SD / MMC
• class Counter -- bộ đếm xung
• class Encoder -- bộ giải mã cầu phương