RaspberryPi Pico MicroPythonでタイマー割り込みを使う方法

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プログラム概要

今回のプログラムの概要は以下の通りです。

タイマーを作成する。
タイマーを使って、LEDを点滅・点灯させる。

実行結果

後述するプログラムを実行すると、点滅用のLEDが1秒周期で点滅、3秒経過後に点灯用のLEDが点灯します。

全体コード

全体コードは以下の通りです。詳細な内容は後述する「コードのポイント」で解説します。

from machine import Pin, Timer
import micropython,time

# 割り込み処理中の例外を作成するための設定です
micropython.alloc_emergency_exception_buf(100)

# Ledに使うピンを定義・初期化します。
blink = machine.Pin(16, machine.Pin.OUT)
light = machine.Pin(17, machine.Pin.OUT)

# タイマーを作成します
blinkTimer   = Timer()
oneShotTimer = Timer()

#
# LEDを点滅させる関数です
#
def blinkFunc(timer):
    # 関数の外で定義したピンを参照します
    global blink
    
    # LEDの状態を確認して、反転させます
    if blink.value() == 0 :
        blink.value(1) # 点灯
        
    else:
        blink.value(0) # 消灯

#
# LEDを点灯させる関数です
#
def oneShotFunc(timer):
    # 関数の外で定義したピンを参照します
    global light
    light.value(1) #　点灯
    
# LEDを消灯で初期化します。
blink.value(0)
light.value(0)

# 周期的に実行(周波数指定)
blinkTimer.init(mode=Timer.PERIODIC, freq=1, callback=blinkFunc)

# 周期的に実行(ミリ秒指定)
#blinkTimer.init(period=1000, callback=blinkFunc )

# 3000ms 後に１度だけ実行
oneShotTimer.init(mode=Timer.ONE_SHOT, period=3000, callback=oneShotFunc)

#
# メイン処理です。
# タイマーは自動で呼ばれるので、何もする必要がありません。
#
print ("タイマーを開始しました")

コードのポイント

例外用の容量確保

割り込み処理内で例外が発生した場合、デフォルトでは情報が少ないので、デバッグが大変になります。以下のコードで例外用のバッファを設定しておくと、例外時の情報が多くなるのでデバッグが楽になります。

# 割り込み処理中の例外を作成するための設定です
micropython.alloc_emergency_exception_buf(100)

LEDの初期化

LEDに使うピン(GP16,GP17)を出力用のピンとして設定します。

# Ledに使うピンを定義・初期化します。
blink = machine.Pin(16, machine.Pin.OUT)
light = machine.Pin(17, machine.Pin.OUT)

タイマーを作成

点滅用と点灯用で2つのタイマーを作成します。

作成後、init関数で「モード設定」「周期」「呼び出し用の関数」を設定します。

init関数を実行すると、タイマーが開始され、設定間隔に従って自動的に関数が実行されます。基本的にメインループ等で処理をする必要はありません。

モード設定、周期の詳細は後述の表で説明します。

# タイマーを作成します
blinkTimer   = Timer()
oneShotTimer = Timer()

#
# ～～～～～ 中略 ～～～～～
#

# 周期的に実行(周波数指定)
blinkTimer.init(mode=Timer.PERIODIC, freq=1, callback=blinkFunc)

# 周期的に実行(ミリ秒指定)
#blinkTimer.init(period=1000, callback=blinkFunc )

# 3000ms 後に１度だけ実行
oneShotTimer.init(mode=Timer.ONE_SHOT, period=3000, callback=oneShotFunc)

関数はタイマー初期化の前(上の行)に書いてください。初期化よりも後に書くと関数が定義されていない。としてエラーになります。

モードの詳細

モード	動作
ONE_SHOT	一度のみタイマーを実行
PERIODIC	毎周期タイマーを実行

周期の詳細

周期	動作
freq	周波数(Hz)で実行間隔を指定。
period	時間指定(ミリ秒)で実行間隔を指定。

※両方指定した場合は「freq」が優先されます。

タイマー処理・メイン処理

タイマーに設定する、点滅・点灯用の関数です。関数外のピンを参照するため、globalを付けます。

解説するコードでは、シンプル化のためにメインの部分に何も書いていませんが、メイン部分に処理を記載してももちろんOKです。

※呼び出し用の関数には引数がないとエラーになるため、記載してきますが、関数内では使用していません。

#
# LEDを点滅させる関数です
#
def blinkFunc(timer):
    # 関数の外で定義したピンを参照します
    global blink
    
    # LEDの状態を確認して、反転させます
    if blink.value() == 0 :
        blink.value(1) # 点灯
    else:
        blink.value(0) # 消灯

#
# LEDを点灯させる関数です
#
def oneShotFunc(timer):
    # 関数の外で定義したピンを参照します
    global light
    light.value(1) #　点灯

# ~~~~~　中略 ~~~~~

#
# メイン処理です。
# タイマーは自動で呼ばれるので、何もする必要がありません。
#
print ("タイマーを開始しました")

まとめ

RaspberryPi Pico でタイマー割り込みをする方法を解説しました。

ループ・スリープの組み合わせでも同様の処理は出来ますが、タイマーを使うとよりシンプルに書けて、デバッグや拡張が楽になります。簡単に使えるので、みんさんもぜひ使ってみてください。参考になればうれしいです。

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