今天我們來玩兒硬件定時器。

硬件定時器概述

ESP32內置4個64-bit的通用定時器，每個定時器包含一個 16-bit 預分頻器和一個64-bit 可自動重新加載向上／向下計數器，定時器是分為兩組的，每組兩個。

定時器有以下特性：

• 16-bit 時鐘預分頻器，分頻系數為 2-65536
• 64-bit 時基計數器
• 可配置的向上／向下時基計數器：增加或減少
• 暫停和恢復時基計數器
• 報警時自動重新加載
• 當報警值溢出/低于保護值時報警
• 軟件控制的即時重新加載
• 電平觸發中斷和邊沿觸發中斷

每個定時器以APB_CLK(80MHz)作為基礎時鐘，通過預分頻器（16-bit）進行分頻后，產生最終的時鐘信號，每過一個周期，計數器會向上加一或者向下減一，計數器支持自動重新加載和軟件即時重新加載，計數器達到軟件設定值時會觸發報警事件。

使用定時器，可以按照一定的頻率自動的重復執行我們需要的任務，本示例我們簡單演示一個LED燈在定時器的控制下閃爍的案例。

硬件

SDA硬件連接很簡單，這里接到IO4

軟件

初始化定時器

定時器使用前需要初始化，第一個參數為使用哪個定時器，這里有4個定時器，所以參數可為0，1，2，3；第二個參數為預分頻數，定時器時鐘為80MHz，如果我們這里設置為80，那么每個計數周期就是1us；第三個參數為是否向上計數，true為向上，反之亦然。

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

設置定時器中斷回調函數

第一個參數為使用哪個定時器；第二個參數為定時器超時，中斷的回調函數；第三個參數，如果為true，則報警產生邊緣類型中斷。

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

設置定時器的定時值

第一個參數為使用哪個定時器；第二個參數為定時器的定時值，如果為1000000，每個計數周期為1us，定時時間就是1秒；第三個參數為是否自動重載，選擇true，在定時時間到達后會重復計時。

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

啟動定時器

啟動定時器后，將開始計時。

bool timerAlarmEnabled(hw_timer_t *timer);

定時器還有其它函數，都在庫文件中，大家可以在下面兩個文件中找到相關源碼。

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

完整程序

這里我們用一個例子來演示一下，定時器計時周期設置為1秒，在中斷函數中控制指示燈以1秒為周期閃爍。

#define LED_GPIO 4

/* 創建硬件定時器 */
hw_timer_t * timer = NULL;
/* LED 狀態 */
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);
 
  /* 使用定時器0，1/(80MHZ/80) = 1us ，周期為1us */
  timer = timerBegin(0, 80, true);
 
  /* 中斷回調函數為Timer0_Interrupt */
  timerAttachInterrupt(timer, &Timer0_Interrupt, true);
 
  /* 計數Count為1000000，也就是1秒中斷一次，重復計數 */
  timerAlarmWrite(timer, 1000000, true);
 
  /* 啟動定時器*/
  timerAlarmEnable(timer);
  Serial.println("timer0 start");
}
 
void loop() {
 
}

實驗效果：

示波器觀察：

定時器使用比較簡單，當然，在一些不是特別精準的場合，使用一個硬件定時器，我們也可以創建軟件定時器，這樣就可以定義很多個不同的定時任務了，這個后面遇到案例了我們再展開討論。

感謝大家，關于ESP32的學習，希望大家Enjoy!