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定时器

概要

本文介绍了定时器与回调函数的概念，以及如何在MicroPython-ESP32中使用定时器，最后用定时器控制LED进行周期的闪烁。

keywords Timer callback led blink

什么是定时器？

定时器你可以理解为一个闹钟，你可以设定特定时间之后执行某件事情，也可以周期的执行某件事情,比如每隔1s钟变换一下LED的亮灯状态。

定时器与utime模块中的sleep延时函数最大区别在于，延时函数期间，CPU就如同进入了睡眠，之后的事情只有等睡醒之后再做，这种情况我们称之为阻塞， 睡觉阻塞了cpu去完成其他的任务，必须等待CPU睡醒；而定时器是非阻塞的，在未到达定时器定时周期结束之前，CPU可以去做别的事情，等到定时器计时完毕，便会去通知CPU，CPU再去执行回调函数 （在你设定闹钟之前，你决定要在闹钟响了之后去做的事情）。

定时器每个周期都会产生一次中断，然后调用特定的 回调函数callback, 定时器中断属于内部中断.

中断

CPU的中断分为很多种，不同的中断拥有不同的优先级别。当多个中断同时发生时，计算机按照优先级来以此处理

Timer-常用API

Timer类被封装在machine模块中。

from machine import Timer

实例化一个Timer对象，传入一个任意正整数作为ID。

例如：

timer = Timer(1)

然后需要 初始化定时器:

timer.init(period=1000, mode=Timer.PERIODIC , callback=callback)

  • period 定时器执行的周期，单位是ms， 隔period ms 执行一次。 period取值范围： 0 < period <= 3435973836

  • mode 定时器的执行模式

  • Timer.PERIODIC 周期执行

  • Timer.ONE_SHOT 只执行一次，执行完了定时器就结束

  • callback： 定时器的回调函数，传入的一个参数是timer

如果你想在callback函数里面传入其他参数，可以参照下方 定时器控制LED闪烁 中的 Lambda表达式 的方法。

timer.init(period=period, mode=Timer.PERIODIC, callback=lambda t:led_toggle(led_pin))

最后，定时器使用完了记得要释放定时器资源，键盘中断并不会销毁定时器，定时器会一直产生回调函数。

timer.deinit()

定时器控制LED闪烁

定时器控制LED闪烁 timer_led_blink.py

from machine import Timer,Pin
import utime


def toggle_led(led_pin):
    '''
    LED状态反转
    '''
    led_pin.value(not led_pin.value())



def led_blink_timed(timer, led_pin, freq=10):
    '''
    led 按照特定的频率进行闪烁
    LED闪烁周期 = 1000ms / 频率
    状态变换间隔（period） = LED闪烁周期/ 2 
    '''
    # 计算状态变换间隔时间 ms
    period = int(0.5 * 1000 / freq)
    # 初始化定时器
    # 这里回调是使用了lambada表达式，因为回调函数需要传入led_pin
    timer.init(period=period, mode=Timer.PERIODIC, callback=lambda t:toggle_led(led_pin))


# 声明引脚 D2 作为LED的引脚
led_pin = Pin(2, Pin.OUT)
timer = Timer(1)    # 创建定时器对象
led_blink_timed(timer, led_pin, freq=20)

效果展示：

工程经验

注意，不要在定时器回调函数里面创建变量，可以使用 全局变量 global，因为定时器每次都创建变量比较消耗内存。

在毫秒级周期执行的定时器回调函数里面，

千万不要在终端里面Print

千万不要在终端里面Print

千万不要在终端里面Print

因为在终端Print打印会干扰Timer回调函数执行频率。而且定时器在产生按键中断CTRL+C的时候 并不会注销，如果定时器回调函数一直在打印，它会一直打印 占用REPL资源，影响你使用REPL。