### Micropython官方教程知识点详解：按键开关、回调函数与中断
#### 一、按键开关基础
在微控制器开发过程中，按键开关是非常重要的输入设备之一。通过按键，用户可以直接与微控制器进行交互，实现诸如菜单选择、功能切换等操作。
在Micropython环境下，pyboard开发板自带两个按键：USR和RTS。其中，RTS按键主要用于开发板的复位操作，即当按下RTS按键时，开发板将会重新擦写并重启，相当于对开发板进行了电源的切断和重新上电过程。
USR按键则是提供给用户使用的通用按键。用户可以通过创建一个`Switch`对象来控制USR按键的状态。创建`Switch`对象的基本语法如下：
```python
import pyb
sw = pyb.Switch()
```
这里需要注意的是，如果在使用`pyb.Switch()`时出现“pyb未定义”的错误，那么通常是因为忘记了在代码中加入`import pyb`这一行。
获取按键状态的基本方法是通过直接调用`Switch`对象，如果按键被按下，则返回`True`；反之，则返回`False`。例如：
```python
print(sw()) # 如果按键被按下，则输出True；否则输出False
```
#### 二、回调函数的应用
**1. 基础概念**
回调函数是在某个事件发生时（如按键被按下）自动执行的函数。在Micropython中，可以使用`Switch`对象的`callback`方法来设置一个回调函数。当按键被按下时，该回调函数就会被触发执行。
**2. 设置回调函数**
设置回调函数的基本语法如下：
```python
sw.callback(callback_function)
```
其中，`callback_function`是回调函数。这个函数可以在按键被按下时执行任意有效的代码块。回调函数可以通过lambda表达式或普通的函数定义来实现。
**3. 示例代码**
下面通过几个具体的示例来演示如何设置和使用回调函数。
**例1：使用lambda表达式**
```python
sw.callback(lambda: print('按键被按下！'))
```
这段代码会在每次按键被按下时，在控制台输出“按键被按下！”的信息。这里的lambda表达式是一个简短的匿名函数，用于快速定义回调函数。
**例2：使用普通函数**
```python
def toggle_led():
pyb.LED(1).toggle()
sw.callback(toggle_led)
```
在这个例子中，每当按键被按下时，LED灯的状态就会发生改变。这里通过定义一个普通的Python函数`toggle_led`来实现回调功能。
**4. 关闭回调**
如果不再需要回调函数，可以通过将`callback`方法的参数设置为`None`来关闭它：
```python
sw.callback(None)
```
#### 三、中断原理
**1. 中断的概念**
在微控制器系统中，中断是指当某个特定事件（如按键按下）发生时，微控制器会暂时中断当前正在执行的程序，并转而执行一段预设好的代码（即中断服务程序）。处理完中断后，微控制器会返回到之前被中断的地方继续执行原程序。
**2. 中断的工作流程**
当调用`sw.callback()`时，实际上是在配置一个外部中断。具体工作流程如下：
1. **边沿触发**：当按键被按下时，连接按键的GPIO引脚会发生电平变化，从而触发一个下降沿中断信号。
2. **中断请求**：处理器检测到该中断信号后，会记录这次中断，并保存当前的执行状态（包括CPU寄存器的内容等）。
3. **执行中断服务程序**：处理器跳转到预先设定好的中断服务程序处执行。这个程序就是我们在`sw.callback()`中定义的回调函数。
4. **中断返回**：中断服务程序执行完成后，处理器会返回到之前保存的中断点，继续执行之前的程序。
**3. 中断的注意事项**
- **回调函数的简洁性**：为了确保中断服务程序能够快速执行并返回，回调函数应该尽可能地简单。避免在回调函数中进行复杂的计算或内存分配。
- **全局变量的使用**：如果需要在回调函数中使用复杂的数据结构（如列表或字典），建议在回调函数之外预先定义这些数据结构，并通过全局变量的方式访问。
- **中断的优先级**：当存在多个中断时，中断系统会根据每个中断的优先级顺序来决定它们的执行顺序。在pyboard中，按键中断的优先级相对较低，这意味着如果有更高优先级的中断发生，按键中断将被延迟执行。
通过以上内容的学习，我们不仅可以了解到按键开关的基本使用方法，还可以深入理解回调函数以及中断的工作机制。这对于开发基于微控制器的应用程序非常重要，尤其是在需要实时响应用户输入的场景下。
