本文的目的是说明如何使用Arduino内核在ESP32上配置计时器中断。
测试在DFRobot的ESP-WROOM-32设备上进行，该设备集成在ESP32 FireBeetle板上。
引言
本文介绍了主要使用Arduino内核的ESP32
本教程介绍如何设置计时器以使其定期发生中断，以及如何处理中断。
外部中断教程： ESP32 Arduino教程：在外部中断中已经看到了使用这种计数器。 ISR必须尽快运行，因此不要执行太长的操作，例如向串行端口写入数据。 因此，在实现中断处理代码时，最好只让ISR响应中断，而实际处理(可能包括耗时的操作)则交给主循环。
[mw_shl_code=applescript，true ] (port mux _ typetimermux=port mux _ initializer _ unlocked； [/mw_shl_code]
设定函数
在函数设置中，必须首先打开串行连接，然后将程序结果输出到Arduino IDE串行监视器。
[mw_shl_code=applescript，true]
Serial.Begin(115200； [/mw_shl_code]
然后，调用timerBegin函数初始化计时器。 此函数返回指向hw_timer_t结构类型的指针，该结构类型是上一节中声明的计时器全局变量之一。
这个函数有三个输入参数。 分别是指示要使用的计时器编号(0到3，支持所有四个硬件计时器)、预缩放器值和计数器向上(真)或向下(down )计数的标志。
此示例使用第一个计时器并将最后一个参数设置为真。 这表示计数器将递增计数。
关于预分频器，如引言部分所述，ESP32计数器使用的基频信号通常为80 MHz。 此数量为80，000，000 Hz，这意味着基频信号将使计时器计数器每秒递增80，000，000次。
可以根据该值进行计算，设定计数器值来产生中断，但使用预分频器来简化设定。 将该数值除以80，即使用80作为预分频器的数值，可以得到1 MHz的频率。 也就是说，计时器计数器每秒钟增加1，000，000次。
如果将上述数字取反，则可以看到计数器每微秒递增一次。 因此，如果预分频器的值为80，则在调用函数并设置计数器值以产生中断时，指定的值以微秒为单位。
[mw_shl_code=applescript，true ] timer=timer begin (0，80，true )； [/mw_shl_code]
但是，在启用计时器之前，必须绑定到处理函数以响应出现的中断。 可以通过调用timerAttachInterrupt函数来执行此操作。
调用函数时，将计时器全局变量作为第一个输入参数，将名为onTimer的函数(如下所述)地址作为第二个参数，将第三个参数赋值为真)，表示中断是边缘触发类型。
[mw_shl_code=applescript，true ] timerattachinterrupt (timer，onTimer，true )； [/mw_shl_code]
然后，使用timerAlarmWrite函数指定触发计时器中断的计数器值。 此函数的第一个参数是计时器指针，第二个参数是触发中断的计数器值，第三个参数是指示发生中断时计时器是否重新加载的标志。
因此，调用函数时，也会将计时器全局变量设置为第一个输入参数，将第三个参数设置为真，以指示计数器将自动重载。 这样会周期性地发生中断。
对于第二个参数，请不要忘记设置预分频器。 中断必须在几微秒后发生。 因此，在本例中，如果希望每秒发生一个中断，其值为1，000，000微秒(等于1秒)。
重要信息：请注意，只有将预分频器值设置为80时，此处指定的时间单位才为微秒。 如果使用其他预缩放器值，则必须重新计算计数值。
[mw_shl_code=applescript，true]timeralarmwrite(timer，1000000，true )； [/mw_shl_code]
在设置函数的最后，可以通过调用timerAlarmEnable函数来启用计时器。 调用函数时的输入参数是计时器变量。
[mw_shl_code=applescript，true]timeralarmenable(timer )； [/mw_shl_code]
设定函数的最终代码如下。
[mw_shl_code=applescript，true]void setup
Serial.Begin(115200；
时间=时间begin (0，80，true )；
timerattachinterrupt(timer，onTimer，true )；
timerAlarmWrite(timer, 1000000, true);
timerAlarmEnable(timer);
}[/mw_shl_code]
主循环
如前文所述，在ISR对中断做出响应之后，真正的定时器中断处理操作其实是在主循环中。为简单起见，我们仅通过轮询对中断计数器的数值进行检验。但是更有效的处理方式是，使用一个信号量将主循环锁定，然后在ISR中将其解锁。这也是原始示例中所使用的方法：https://github.com/espressif/arduino-esp32/blob/master/libraries/ESP32/examples/Timer/RepeatTimer/RepeatTimer.ino 。
首先，我们会检查interruptCounter变量是不是大于零，如果大于零，那么就进入中断处理代码。在中断处理代码中，首先会递减计数器的数值，表示已经对中断进行了响应和处理。
由于该变量由主循环和ISR所共享，所以必须在portENTER_CRITICAL和portEXIT_CRITICAL宏指定的关键代码段内处理。两次函数调用所使用的输入参数都是portMUX_TYPE全局变量的地址。
[mw_shl_code=applescript,true]if (interruptCounter > 0) {
portENTER_CRITICAL(&timerMux);
interruptCounter--;
portEXIT_CRITICAL(&timerMux);
// Interrupt handling code
}[/mw_shl_code]
实际的中断处理操作只是对计数器(计数器数值表示自程序运行以来所发生的中断总数)进行递减，并将计数器值输出到串口。完整的主循环代码如下所示，其中已经包含了该函数调用。
[mw_shl_code=applescript,true]void loop() {
if (interruptCounter > 0) {
portENTER_CRITICAL(&timerMux);
interruptCounter--;
portEXIT_CRITICAL(&timerMux);
totalInterruptCounter++;
Serial.print("An interrupt as occurred. Total number: ");
Serial.println(totalInterruptCounter);
}
}[/mw_shl_code]
ISR代码
中断服务程序必须是一个返回void(空)且没有输入参数的函数。
本例中，中断服务程序非常简单，仅对中断计数器进行递增，以告知主循环发生了一次中断。代码位于portENTER_CRITICAL和portEXIT_CRITICAL宏指定的关键代码段内。两次函数调用所使用的输入参数都是先前声明的portMUX_TYPE全局变量的地址。
更新：为使编译器将代码分配到IRAM内，中断处理程序应该具有 IRAM_ATTR属性。而且，根据IDF文档的说明(参见此处)，中断处理程序只能调用同样位于IRAM内的函数。感谢Manuato指出这一点。
该函数的完整代码如下所示。
[mw_shl_code=applescript,true]void IRAM_ATTR onTimer() {
portENTER_CRITICAL_ISR(&timerMux);
interruptCounter++;
portEXIT_CRITICAL_ISR(&timerMux);
}[/mw_shl_code]
最终代码
周期计数器中断程序的最终源代码如下所示。
[mw_shl_code=applescript,true]volatile int interruptCounter;
int totalInterruptCounter;
hw_timer_t * timer = NULL;
portMUX_TYPE timerMux = portMUX_INITIALIZER_UNLOCKED;
void IRAM_ATTR onTimer() {
portENTER_CRITICAL_ISR(&timerMux);
interruptCounter++;
portEXIT_CRITICAL_ISR(&timerMux);
}
void setup() {
Serial.begin(115200);
timer = timerBegin(0, 80, true);
timerAttachInterrupt(timer, &onTimer, true);
timerAlarmWrite(timer, 1000000, true);
timerAlarmEnable(timer);
}
void loop() {
if (interruptCounter > 0) {
portENTER_CRITICAL(&timerMux);
interruptCounter--;
portEXIT_CRITICAL(&timerMux);
totalInterruptCounter++;
Serial.print("An interrupt as occurred. Total number: ");
Serial.println(totalInterruptCounter);
}
}[/mw_shl_code]
测试代码
将程序上传到您的ESP32开发板并打开Arduino IDE串口监测器，即可对代码进行测试。输出结果如图1所示，相关消息会周期性地显示出来(每秒显示一条消息)。
esp32-arduino-timer-interrupt.png (240.4 KB, 下载次数: 0)
2019-5-30 23:40 上传
图1 - 定时器中断程序的输出。
注：本文作者是Nuno Santos，他是一位和蔼可亲的电子和计算机工程师，住在葡萄牙里斯本 (Lisbon)。
他写了200多篇有关ESP32、ESP8266的有用的教程和项目。
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