在mm32f3270上为MicroPython启用Timer模块

在mm32f3270上为MicroPython启用Timer模块

昨天阅读micropython的材料时，特别注意了这个名字的写法，官方正式使用的是“MicroPython"，确实有两个字母是大写的。我在这个项目的开发过程中一直秉承继承原汁原味的原生风格，自然也要使用“正确”的名字。后面的笔记中，均使用“MicroPython”这个名字。

Requirements

MicroPython的开发者官网文档中描述了对Timer模块的规范定义：https://docs.micropython.org/en/latest/library/machine.Timer.html

Timer的实例化传参直接用的id号，并且支持一个“-1”的id号表示创建虚拟定时器。“-1”的id号是可选项。我打算仅实现硬件对应的id。软件定时器意思不大。

Timer暴露给用户的全部是通过callback实现的，我看到esp的实现里有value函数，但标准实现中没有，我认为这个意思不大，也就不实现了。

Timer就是基本定时器，周期计数而已，用户在初始化实例的时候，指定唤醒频率即可直接启动，连start函数都没有。但有两种唤醒模式，分别对应两个累成员变量：Timer.ONE_SHOT和Timer_PERIODIC。

Timer相对于别的模块，一个实现难点是，增加的 callback 的机制。但 callback 函数是在 python 代码中传入的，怎么能在 C 语言层面上硬件中断服务程序中被调用呢。通过阅读stm32、mimxrt 和 esp 的移植，发现了一个关键的函数 mp_sched_schedule()函数，用于在定时器中断到来之时，实现在C语言层面上将python的程序注入到python内核的主线程参与调度的做法。目前只找到了一篇文章对 mp_sched_schedule() 函数的机制简要说明，见《MicroPython中Python与C代码是如何交互的》

mimxrt 的 Timer 基于 PIT 实现，固定使用一个 PIT，但是使用了其中的多通道。在 MM32 的实现上，具有的多通道的定时器（tim_16b、tim_32b、tim_adv）都用来作为PWM输出和编码器输入了，我最终选择使用仅具有计数功能的 tim_basic，但需要使用两个Instance。这里少不了还要实现一个 find_timer() 的函数以及一组预先分配好的conf结构体。

Implementation

使用 ports/mimxrt/machine_timer.c作为模板，完成mm32的Timer模块的实现。

STATIC mp_obj_t machine_timer_obj_init_helper () 函数中的实例化参数清单

    static const mp_arg_t allowed_args[] =
    {
   
   
        {
   
    MP_QSTR_mode,         MP_ARG_KW_ONLY | MP_ARG_INT, {
   
   .u_int = TIMER_MODE_PERIODIC} },
        {
   
    MP_QSTR_callback,     MP_ARG_REQUIRED | MP_ARG_KW_ONLY | MP_ARG_OBJ, {
   
   .u_rom_obj = MP_ROM_NONE} },
        {
   
    MP_QSTR_period,       MP_ARG_KW_ONLY | MP_ARG_INT, {
   
   .u_int = 0xffffffff} },
        {
   
    MP_QSTR_tick_hz,      MP_ARG_KW_ONLY | MP_ARG_INT, {
   
   .u_int = 1000} },
        {
   
    MP_QSTR_freq,         MP_ARG_KW_ONLY | MP_ARG_OBJ, {
   
   .u_rom_obj = MP_ROM_NONE} },
    };

Timer 对象的类型定义，要存放好硬件相关信息，同时能保存这些动态配置信息

typedef struct
{
   
   
    void   * callback;
    uint32_t period;
    uint32_t tick_hz;
    uint32_t freq;
    uint32_t mode;
}