ESP32 - Micropython ESP-IDF 雙線教程中斷和定時器 (1)

ESP32 - Micropython ESP-IDF 雙線教程中斷和定時器

- ESP32中斷
- ESP32定時器
- 歸納
- ESP32 - Micropython 定時器
- - 示例代碼
  - 代碼介紹
- ESP32 - IDF 定時器
- - 示例代碼
  - 代碼解釋
  - ESP32-IDF定時器使用介紹

ESP32中的中斷和定時器是兩種重要的硬件特性，它們在嵌入式系統開發中扮演著關鍵角色。以下是關于ESP32中斷和定時器的詳細介紹：
本文無中斷實例代碼，中斷代碼可以在按鍵部分查找

ESP32中斷

1. 中斷概述

中斷是一種硬件機制，用于處理在程序正常執行期間不發生但在特定觸發發生時的事件。ESP32的每個內核最多提供32個中斷槽，用于響應各種外部和內部事件。

2. 中斷類型

硬件中斷：響應外部硬件事件，如GPIO中斷（如按鍵按下時）或觸摸中斷（檢測到觸摸時）。
軟件中斷：響應軟件指令，如定時器中斷（當定時器超時時）或看門狗定時器中斷。

3. ESP32 GPIO中斷

功能：ESP32板上的所有GPIO引腳都可以配置為充當中斷請求輸入。
配置：使用attachInterrupt()函數將中斷附加到GPIO引腳。該函數接受三個參數：GPIO引腳號、中斷服務例程（ISR）函數名和觸發模式。
ISR（中斷服務例程）：每次GPIO引腳上發生中斷時調用的函數。ISR應該盡可能簡短且快速，因為它們會阻止正常的程序執行。

ESP32定時器

1. 定時器概述

ESP32內置4個64位通用定時器，每個定時器包含一個16位預分頻器和一個64位可自動重新加載的向上/向下計數器。這些定時器可以用于各種時間相關的應用，如事件計時、周期性操作、脈沖寬度調制（PWM）等。

2. 定時器特性

16位預分頻器：用于對APB時鐘進行分頻，產生時基計數器時鐘（TB_clk）。
64位時基計數器：支持向上/向下計數，并可在報警時自動重新加載。
觸發中斷：支持電平觸發和邊沿觸發中斷。

3. 定時器使用

初始化：通過配置相關寄存器來初始化定時器，包括設置預分頻器值、計數方向、中斷使能等。
設置中斷時間：通過配置定時器的計數器和預分頻器來設定中斷觸發的時間間隔。
設置回調函數：當定時器觸發中斷時，可以調用預設的回調函數來執行特定任務。
使能定時器：配置完成后，使能定時器以開始計時。

歸納

中斷：用于處理外部和內部事件，通過中斷服務例程實現快速響應。ESP32的每個內核支持多達32個中斷，可配置GPIO引腳作為中斷源。
定時器：用于計時、計數和生成定時事件。ESP32內置4個64位通用定時器，支持多種觸發方式和中斷機制，適用于各種實時應用。

在ESP32的MicroPython環境中，可以使用machine.Timer類來實現定時器功能。machine.Timer類允許你創建一個或多個定時器，這些定時器可以在指定的時間間隔后執行回調函數。以下是一個使用ESP32-MicroPython實現定時器功能的示例代碼和介紹：

ESP32 - Micropython 定時器

示例代碼

from machine import Timer
import time# 定義一個回調函數，當定時器觸發時被調用
def timer_callback(timer):print("Timer triggered!")# 這里可以添加你想要在定時器觸發時執行的代碼# 創建一個定時器對象，并設置其觸發周期和回調函數
# 第一個參數是定時器編號，通常為0或1，但某些平臺可能支持更多
# 第二個參數是觸發周期，單位為毫秒（ms）
# 第三個參數是定時器模式，machine.Timer.PERIODIC表示周期性觸發
# 第四個參數是回調函數
tim = Timer(0)  # 假設使用定時器0
tim.init(period=1000, mode=Timer.PERIODIC, callback=timer_callback)# 等待一段時間，以便觀察定時器的觸發情況
print("Waiting for timer to trigger...")
time.sleep(5)  # 等待5秒# 停止并刪除定時器
tim.deinit()
print("Timer stopped.")

代碼介紹

導入必要的模塊：從machine模塊中導入Timer類，并導入time模塊以便使用time.sleep()函數。
定義回調函數：創建一個名為timer_callback的函數，該函數將在定時器觸發時被調用。在這個示例中，回調函數只是簡單地打印一條消息，但你可以在這里添加任何你想要在定時器觸發時執行的代碼。
創建和配置定時器：使用Timer類創建一個定時器對象（在這個例子中，我們假設使用定時器0）。然后，使用init()方法配置定時器的參數。這些參數包括定時器的觸發周期（以毫秒為單位）、定時器模式（在這個例子中，我們使用Timer.PERIODIC來設置定時器周期性觸發）以及回調函數。
等待定時器觸發：為了觀察定時器的觸發情況，我們在主程序中添加了一個簡單的等待循環，使用time.sleep(5)讓程序暫停5秒鐘。在這段時間內，你應該能夠看到定時器每隔1秒觸發一次，并打印出"Timer triggered!"的消息。
停止和刪除定時器：在等待結束后，我們調用deinit()方法來停止并刪除定時器。這將釋放與定時器相關的資源，并停止定時器的觸發。

請注意，具體的定時器編號（在Timer()構造函數中作為第一個參數傳遞）可能因硬件平臺和MicroPython版本而異。在某些平臺上，可能只能使用特定的定時器編號，或者可能有更多的定時器可用。因此，在實際應用中，請參考使用的開發板和MicroPython版本的文檔來了解可用的定時器編號和限制。

ESP32 - IDF 定時器

示例代碼

#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "driver/timer.h"
#include "esp_log.h"#define TIMER_GROUP 0
#define TIMER_IDX   0
#define TIMER_INTERVAL_MS 1000  // 定時器間隔為1秒static const char *TAG = "timer_example";// 定時器回調函數
static void IRAM_ATTR timer_group0_handler(void *arg)
{// 這里可以添加定時器觸發時需要執行的代碼ESP_LOGI(TAG, "Timer handler triggered");
}void app_main(void)
{// 初始化定時器timer_config_t config = {.alarm_en = true,.auto_reload = true,.divider = TIMER_BASE_CLK / 1000, // 計數器時鐘分頻系數.counter_dir = TIMER_COUNT_UP,.intr_type = TIMER_INTR_LEVEL,.intr_enable = true,};// 配置定時器timer_init(TIMER_GROUP, TIMER_IDX, &config);// 設置定時器超時時間timer_set_counter_value(TIMER_GROUP, TIMER_IDX, 0x00000000ULL);timer_set_alarm_value(TIMER_GROUP, TIMER_IDX, TIMER_INTERVAL_MS * config.divider);// 安裝定時器中斷服務例程timer_isr_register(TIMER_GROUP, &timer_group0_handler, NULL, ESP_INTR_FLAG_IRAM, NULL);// 啟動定時器timer_start(TIMER_GROUP, TIMER_IDX);// 主循環，在這里可以添加其他任務while (1) {// ...vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000)); // 延時1秒，保持主循環運行}
}

代碼解釋

頭文件引入：引入了FreeRTOS和ESP-IDF中用于定時器的頭文件。
宏定義：定義了定時器組（TIMER_GROUP）、定時器索引（TIMER_IDX）和定時器間隔（TIMER_INTERVAL_MS）。
日志標簽：定義了日志標簽TAG，用于在日志輸出中標識此示例。
定時器回調函數：定義了timer_group0_handler函數，該函數在定時器觸發時被調用。使用IRAM_ATTR屬性確保該函數位于IRAM中，因為中斷服務例程需要快速響應。
app_main函數：這是ESP32應用的主入口函數。
- 定時器初始化：使用timer_config_t結構體配置定時器，包括是否啟用鬧鐘、是否自動重載、計數器時鐘分頻系數、計數方向、中斷類型和是否啟用中斷。
- 配置定時器：調用timer_init函數來根據配置初始化定時器。
- 設置定時器超時時間：使用timer_set_counter_value設置計數器的初始值，使用timer_set_alarm_value設置鬧鐘值（即定時器觸發的時間）。
- 安裝定時器中斷服務例程：使用timer_isr_register函數將中斷服務例程與定時器關聯起來。
- 啟動定時器：調用timer_start函數啟動定時器。
- 主循環：使用FreeRTOS的vTaskDelay函數保持主循環運行，并可以添加其他任務。