Timers en timer-events (Python)

Het gebruik van sleep in microbit-toepassingen levert soms problemen op: dit is een blokkerende opdracht, dat wil zeggen, tijdens deze sleep zijn er geen andere activiteiten mogelijk. In het bijzonder kun je geen input-events detecteren: de microbit is tijdelijk “doof” (want slapend).

Een oplossing hiervoor is het gebruik van timers en timer-events. Een timer kun je zien als een kookwekker die na een bepaalde periode afloopt. Het aflopen van een timer is een timer-event, die je kunt behandelen als andere events. Je kunt aan het aflopen van een timer een actie verbinden (event-handler).

Voor deze timers maak je gebruik van de ingebouwde timer van de microbit. De functie utime.ticks_ms() geeft het aantal milliseconden vanaf een willekeurig moment. Het resultaat, een “ticks” waarde, kun je alleen gebruiken in de volgende functies.

• utime.ticks_add(ticks, delta): ticks + delta

  • resultaat is een “ticks” waarde

• utime.ticks_diff(ticks1, ticks2): ticks1 - ticks2

  • resultaat is een int waarde

De gewone int-operaties als + en - geven voor “ticks” waarden een onvoorspelbaar resultaat.

De reden hiervoor is dat “ticks” een eindig bereik heeft: als de maximale waarde bereikt is, begint deze weer bij 0 (“wrap around”), net als een gewone klok. Door de genoemde functies te gebruiken, met verschillen (delta) die kleiner zijn dan de helft van het bereik, krijg je altijd een voorspelbaar resultaat. Zie: https://microbit-micropython.readthedocs.io/en/v2-docs/utime.html

Er is ook een functie utime.ticks_us() die het aantal microseconden geeft vanaf een willekeurig moment.

Eem timer is niets anders dan een getal (“ticks”-waarde) dat het tijdstip voorstelt waarop de timer afloopt. Door dit getal te vergelijken met de actuele waarde van de microbit-timer zie je of deze timer afgelopen is of niet.

• zetten van de timer die over 500 milliseconden afloopt :

  • deadline = utime.ticks_add(utime.ticks_ms(), 500)

• is de timer afgelopen?

  • if ticks_diff((utime.ticks_ms(), deadline) >= 0: ...action...

  • dit lees je als now - deadline >= 0 ofwel now >= deadline;

  • now is: utime.ticks_ms();

  • het aflopen van een timer is een timer-event

Aan een timer-event koppelen we gewoonlijk een actie, met bijvoorbeeld een overgang naar een andere toestand.

Fig. 6 Timer: (i) nog niet afgelopen; even later, (ii) timer afgelopen

Hieronder het “kloppend hard” programma maar nu met een timer:

from microbit import *
import utime

state = 0
display.show(Image.HEART)
period = 500
timer = utime.ticks_add(utime.ticks_ms(), period)

while True:
    now = utime.ticks_ms()
    if utime.ticks_diff(now, timer) >= 0 :
        timer = utime.ticks_add(now, period)
        if state == 0:
            display.show(Image.HEART_SMALL)
            state = 1
        elif state == 1:
            display.show(Image.HEART)
            state = 0

Uitleg bij dit programma:

• als de timer afloopt (timer event), dan

  • wordt de timer direct weer gestart voor de volgende periode

  • vindt er een toestandsovergang plaats - afhankelijk van de huidige toestand.