ESP32學(xué)習(xí)筆記：硬件定時(shí)器

今天我們來(lái)玩兒硬件定時(shí)器。

硬件定時(shí)器概述

ESP32內(nèi)置4個(gè)64-bit的通用定時(shí)器，每個(gè)定時(shí)器包含一個(gè) 16-bit 預(yù)分頻器和一個(gè)64-bit 可自動(dòng)重新加載向上／向下計(jì)數(shù)器，定時(shí)器是分為兩組的，每組兩個(gè)。

定時(shí)器有以下特性：

• 16-bit 時(shí)鐘預(yù)分頻器，分頻系數(shù)為 2-65536
• 64-bit 時(shí)基計(jì)數(shù)器
• 可配置的向上／向下時(shí)基計(jì)數(shù)器：增加或減少
• 暫停和恢復(fù)時(shí)基計(jì)數(shù)器
• 報(bào)警時(shí)自動(dòng)重新加載
• 當(dāng)報(bào)警值溢出/低于保護(hù)值時(shí)報(bào)警
• 軟件控制的即時(shí)重新加載
• 電平觸發(fā)中斷和邊沿觸發(fā)中斷

每個(gè)定時(shí)器以APB_CLK(80MHz)作為基礎(chǔ)時(shí)鐘，通過(guò)預(yù)分頻器（16-bit）進(jìn)行分頻后，產(chǎn)生最終的時(shí)鐘信號(hào)，每過(guò)一個(gè)周期，計(jì)數(shù)器會(huì)向上加一或者向下減一，計(jì)數(shù)器支持自動(dòng)重新加載和軟件即時(shí)重新加載，計(jì)數(shù)器達(dá)到軟件設(shè)定值時(shí)會(huì)觸發(fā)報(bào)警事件。

使用定時(shí)器，可以按照一定的頻率自動(dòng)的重復(fù)執(zhí)行我們需要的任務(wù)，本示例我們簡(jiǎn)單演示一個(gè)LED燈在定時(shí)器的控制下閃爍的案例。

硬件

SDA硬件連接很簡(jiǎn)單，這里接到IO4

軟件

初始化定時(shí)器

定時(shí)器使用前需要初始化，第一個(gè)參數(shù)為使用哪個(gè)定時(shí)器，這里有4個(gè)定時(shí)器，所以參數(shù)可為0，1，2，3；第二個(gè)參數(shù)為預(yù)分頻數(shù)，定時(shí)器時(shí)鐘為80MHz，如果我們這里設(shè)置為80，那么每個(gè)計(jì)數(shù)周期就是1us；第三個(gè)參數(shù)為是否向上計(jì)數(shù)，true為向上，反之亦然。

hw_timer_t * timerBegin(uint8_t timer, uint16_t divider, bool countUp);

設(shè)置定時(shí)器中斷回調(diào)函數(shù)

第一個(gè)參數(shù)為使用哪個(gè)定時(shí)器；第二個(gè)參數(shù)為定時(shí)器超時(shí)，中斷的回調(diào)函數(shù)；第三個(gè)參數(shù)，如果為true，則報(bào)警產(chǎn)生邊緣類型中斷。

void timerAttachInterrupt(hw_timer_t *timer, void (*fn)(void), bool edge);

設(shè)置定時(shí)器的定時(shí)值

第一個(gè)參數(shù)為使用哪個(gè)定時(shí)器；第二個(gè)參數(shù)為定時(shí)器的定時(shí)值，如果為1000000，每個(gè)計(jì)數(shù)周期為1us，定時(shí)時(shí)間就是1秒；第三個(gè)參數(shù)為是否自動(dòng)重載，選擇true，在定時(shí)時(shí)間到達(dá)后會(huì)重復(fù)計(jì)時(shí)。

void timerAlarmWrite(hw_timer_t *timer, uint64_t interruptAt, bool autoreload);

啟動(dòng)定時(shí)器

啟動(dòng)定時(shí)器后，將開(kāi)始計(jì)時(shí)。

bool timerAlarmEnabled(hw_timer_t *timer);

定時(shí)器還有其它函數(shù)，都在庫(kù)文件中，大家可以在下面兩個(gè)文件中找到相關(guān)源碼。

esp32-hal-timer.h
esp32-hal-timer.c

完整程序

這里我們用一個(gè)例子來(lái)演示一下，定時(shí)器計(jì)時(shí)周期設(shè)置為1秒，在中斷函數(shù)中控制指示燈以1秒為周期閃爍。

#define LED_GPIO 4

/* 創(chuàng)建硬件定時(shí)器 */
hw_timer_t * timer = NULL;
/* LED 狀態(tài) */
byte led_state = LOW;
 
void IRAM_ATTR Timer0_Interrupt(){
  led_state = !led_state;
  digitalWrite(LED_GPIO, led_state);
}
 
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(LED_GPIO, OUTPUT);
 
  /* 使用定時(shí)器0，1/(80MHZ/80) = 1us ，周期為1us */
  timer = timerBegin(0, 80, true);
 
  /* 中斷回調(diào)函數(shù)為T(mén)imer0_Interrupt */
  timerAttachInterrupt(timer, &Timer0_Interrupt, true);
 
  /* 計(jì)數(shù)Count為1000000，也就是1秒中斷一次，重復(fù)計(jì)數(shù) */
  timerAlarmWrite(timer, 1000000, true);
 
  /* 啟動(dòng)定時(shí)器*/
  timerAlarmEnable(timer);
  Serial.println("timer0 start");
}
 
void loop() {
 
}

實(shí)驗(yàn)效果：

示波器觀察：

定時(shí)器使用比較簡(jiǎn)單，當(dāng)然，在一些不是特別精準(zhǔn)的場(chǎng)合，使用一個(gè)硬件定時(shí)器，我們也可以創(chuàng)建軟件定時(shí)器，這樣就可以定義很多個(gè)不同的定時(shí)任務(wù)了，這個(gè)后面遇到案例了我們?cè)僬归_(kāi)討論。

感謝大家，關(guān)于ESP32的學(xué)習(xí)，希望大家Enjoy!