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老宇哥带你玩转 ESP32:08 硬件定时器
芯片之大家 | 2023-07-04 19:15:00    阅读:1892   发布文章

今天我们来玩儿硬件定时器

硬件定时器概述

ESP32内置4个64-bit的通用定时器,每个定时器包含一个 16-bit 预分频器和一个 64-bit 可自动重新加载向上/向下计数器,定时器是分为两组的,每组两个。

定时器有以下特性:

  • 16-bit 时钟预分频器,分频系数为 2-65536

  • 64-bit 时基计数器

  • 可配置的向上/向下时基计数器:增加或减少

  • 暂停和恢复时基计数器

  • 报警时自动重新加载

  • 当报警值溢出/低于保护值时报警

  • 软件控制的即时重新加载

  • 电平触发中断和边沿触发中断

每个定时器以APB_CLK(80MHz)作为基础时钟,通过预分频器(16-bit)进行分频后,产生最终的时钟信号,每过一个周期,计数器会向上加一或者向下减一,计数器支持自动重新加载和软件即时重新加载,计数器达到软件设定值时会触发报警事件。

使用定时器,可以按照一定的频率自动的重复执行我们需要的任务,本示例我们简单演示一个LED灯在定时器的控制下闪烁的案例。

硬件

SDA硬件连接很简单,这里接到IO4

image.png


软件

初始化定时器

定时器使用前需要初始化,第一个参数为使用哪个定时器,这里有4个定时器,所以参数可为0,1,2,3;第二个参数为预分频数,定时器时钟为80MHz,如果我们这里设置为80,那么每个计数周期就是1us;第三个参数为是否向上计数,true为向上,反之亦然。

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

设置定时器中断回调函数

第一个参数为使用哪个定时器;第二个参数为定时器超时,中断的回调函数;第三个参数,如果为true,则报警产生边缘类型中断。

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

设置定时器的定时值

第一个参数为使用哪个定时器;第二个参数为定时器的定时值,如果为1000000,每个计数周期为1us,定时时间就是1秒;第三个参数为是否自动重载,选择true,在定时时间到达后会重复计时。

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

启动定时器

启动定时器后,将开始计时。

bool timerAlarmEnabled(hw_timer_t *timer);

定时器还有其它函数,都在库文件中,大家可以在下面两个文件中找到相关源码。

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

完整程序

这里我们用一个例子来演示一下,定时器计时周期设置为1秒,在中断函数中控制指示灯以1秒为周期闪烁。

#define LED_GPIO 4/* 创建硬件定时器 */hw_timer_t * timer = NULL;/* LED 状态 */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); 
  /* 使用定时器0,1/(80MHZ/80) = 1us ,周期为1us */
  timer = timerBegin(0, 80, true); 
  /* 中断回调函数为Timer0_Interrupt */
  timerAttachInterrupt(timer, &Timer0_Interrupt, true); 
  /* 计数Count为1000000,也就是1秒中断一次,重复计数 */
  timerAlarmWrite(timer, 1000000, true); 
  /* 启动定时器*/
  timerAlarmEnable(timer);
  Serial.println("timer0 start");
} 
void loop() {
 
}

实验效果:


示波器观察:

image.png


定时器使用比较简单,当然,在一些不是特别精准的场合,使用一个硬件定时器,我们也可以创建软件定时器,这样就可以定义很多个不同的定时任务了,这个后面遇到案例了我们再展开讨论。

感谢大家,关于ESP32的学习,希望大家Enjoy!


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