ESP32学习笔记：硬件定时器

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

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：

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!