Март 2025
Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
« Июл
	1	2
3	4	5	6	7	8	9
10	11	12	13	14	15	16
17	18	19	20	21	22	23
24	25	26	27	28	29	30
31

ESP32 Урок 13. Программные таймеры

Posted on Май 14, 2022 by

Narod Stream Опубликовано в Программирование ESP32 — Нет комментариев ↓

Когда мы знакомились с семейством микроконтроллеров ESP32, то мы видели, что в данном контроллере существует несколько аппаратных таймеров.

Но порой бывают такие задачи, когда нет смысла задействовать аппаратный таймер, обрабатывать лишние прерывания. В таких случаях нам на помощь приходят программные таймеры. И начнём мы изучение таймеров именно с них ещё по той причине, что работа с ними несколько попроще.

В использовании программных таймеров есть свои ограничения, например такие:

Период срабатывания таких таймеров обязательно должен быть кратен системному кванту времени. К примеру, если у нас системный квант 1 милисекунда, то мы не можем запустить таймер с периодом 1500 микросекунд. Либо 1000 либо 2000.
Обратные вызовы таймера отправляются из задачи с низким приоритетом.

Давайте попробуем такие таймеры реализовать в нашем проекте.

Проект был сделан из проекта урока 7 с именем I2C_LCD2004 и получил имя SOFT_TIMER, так как нам пригодится дисплей для мониторинга работы таймеров.

Подключим сразу схему

Откроем наш проект в Espressif IDE и в функции app_main файла main.c удалим весь код, начинающийся после строки

LCD_ini();

до бесконечного цикла.

А в бесконечном цикле оставим только задержку

  while (1) {
    vTaskDelay(100 / portTICK_PERIOD_MS);
  }

while (1) {

vTaskDelay(100 / portTICK_PERIOD_MS);

}

Также в данной функции удалим переменную для счётчика и массив

~~uint16_t i=0;~~
~~char str01[10];~~

И ещё удалим переменную для параметров очереди

~~qLCDData xLCDData;~~

В файле main.h подключим заголовочный файл для работы с программными таймерами

#include "driver/i2c.h"
#include "esp_timer.h"

1 2	#include "driver/i2c.h" #include "esp_timer.h"

Мы создадим один таймер для периодического срабатывания, другой — для однократного.

Вернёмся в файл main.c и выше функции app_main добавим пока пустотелые функции обратного вызова для обоих таймеров

//------------------------------------------------
static void periodic_timer_callback(void* arg)
{
}
//------------------------------------------------
static void oneshot_timer_callback(void* arg)
{
}
//------------------------------------------------

//------------------------------------------------

static void periodic_timer_callback(void* arg)

{

}

//------------------------------------------------

static void oneshot_timer_callback(void* arg)

{

}

//------------------------------------------------

В функции app_main объявим переменную типа структуры для параметры первого таймера и сразу проинициализируем её

  LCD_ini();
  const esp_timer_create_args_t periodic_timer_args = {
          .callback = &periodic_timer_callback,
          .name = "periodic"
  };

LCD_ini();

const esp_timer_create_args_t periodic_timer_args = {

.callback = &periodic_timer_callback,

.name = "periodic"

};

После сборки мы получим ошибку, так как такой указатель должен быть обязательно использован.

Объявим указатель-ссылку для первого таймера

          .name = "periodic"
  };
  esp_timer_handle_t periodic_timer;

.name = "periodic"

};

esp_timer_handle_t periodic_timer;

Создадим наш первый таймер, указав в параметрах всё вышеобъявленное

  esp_timer_handle_t periodic_timer;
  ret = esp_timer_create(&periodic_timer_args, &periodic_timer);
  ESP_LOGI(TAG, "esp_timer_create: %d", ret);

esp_timer_handle_t periodic_timer;

ret = esp_timer_create(&periodic_timer_args, &periodic_timer);

ESP_LOGI(TAG, "esp_timer_create: %d", ret);

Теперь проект соберётся без ошибок.

Мы пока проверим работу одного таймера, а уж потом возьмёмся за другой.

Запустим наш таймер, указав в параметре период срабатывания в микросекунднах

  ESP_LOGI(TAG, "esp_timer_create: %d", ret);
  ret = esp_timer_start_periodic(periodic_timer, 500000);
  ESP_LOGI(TAG, "esp_timer_start_periodic: %d", ret);

ESP_LOGI(TAG, "esp_timer_create: %d", ret);

ret = esp_timer_start_periodic(periodic_timer, 500000);

ESP_LOGI(TAG, "esp_timer_start_periodic: %d", ret);

Перейдём в функцию обратного вызова данного таймера periodic_timer_callback и объявим там символьный массив, переменную для параметров очереди, проинициализируем в ней координаты вывода на дисплей и приравняем указатель на символьный массив

static void periodic_timer_callback(void* arg)
{
  char str1[15] = {0};
  qLCDData xLCDData;
  xLCDData.x_pos = 0;
  xLCDData.y_pos = 0;
  xLCDData.str = str1;

static void periodic_timer_callback(void* arg)

{

char str1[15] = {0};

qLCDData xLCDData;

xLCDData.x_pos = 0;

xLCDData.y_pos = 0;

xLCDData.str = str1;

Затем с помощью специальной функции узнаем время с момента загрузки таймера и выводим его на экран дисплея с помощью очереди

  xLCDData.str = str1;
  int64_t time_since_boot = esp_timer_get_time();
  sprintf(str1,"%010lld", time_since_boot);
  xQueueSendToBack(lcd_string_queue, &xLCDData, 0);

xLCDData.str = str1;

int64_t time_since_boot = esp_timer_get_time();

sprintf(str1,"%010lld", time_since_boot);

xQueueSendToBack(lcd_string_queue, &xLCDData, 0);

Соберём код, прошьём контроллер.

Мы видим, что счётчик наш постоянно увеличивается, причём младшие пять разрядов не меняются, так как выводится время в микросекундах

В функции app_main создадим переменную типа структуры параметров для второго — однократного таймера

  ESP_LOGI(TAG, "esp_timer_start_periodic: %d", ret);
  const esp_timer_create_args_t oneshot_timer_args = {
          .callback = &oneshot_timer_callback,
          .arg = (void*) periodic_timer,
          .name = "one-shot"
  };

ESP_LOGI(TAG, "esp_timer_start_periodic: %d", ret);

const esp_timer_create_args_t oneshot_timer_args = {

.callback = &oneshot_timer_callback,

.arg = (void*) periodic_timer,

.name = "one-shot"

};

Только здесь мы произвели инициализацию ещё одного параметра — это аргумент, который передаётся в функцию обратного вызова. В качестве аргумента мы передадим указатель на первый периодический таймер. Позже мы увидим смысл этого указателя.

Создадим наш таймер

          .name = "one-shot"
  };
  esp_timer_handle_t oneshot_timer;
  ret = esp_timer_create(&oneshot_timer_args, &oneshot_timer);
  ESP_LOGI(TAG, "esp_timer_create: %d", ret);

.name = "one-shot"

};

esp_timer_handle_t oneshot_timer;

ret = esp_timer_create(&oneshot_timer_args, &oneshot_timer);

ESP_LOGI(TAG, "esp_timer_create: %d", ret);

После запуска периодического таймера немного подождём и запустим наш второй таймер

  ESP_LOGI(TAG, "esp_timer_create: %d", ret);
  vTaskDelay(250 / portTICK_PERIOD_MS);
  ret = esp_timer_start_once(oneshot_timer, 10000000);
  ESP_LOGI(TAG, "esp_timer_start_once: %d", ret);

ESP_LOGI(TAG, "esp_timer_create: %d", ret);

vTaskDelay(250 / portTICK_PERIOD_MS);

ret = esp_timer_start_once(oneshot_timer, 10000000);

ESP_LOGI(TAG, "esp_timer_start_once: %d", ret);

В функции обратного вызова для однократного таймера oneshot_timer_callback мы объявим переменную для кода ошибки, а также символьный массив и переменную для параметров очереди, проинициализировав в ней также поля позиции вывода текста и указателя на символьный массив

static void oneshot_timer_callback(void* arg)
{
  esp_err_t ret;
  char str1[15] = {0};
  qLCDData xLCDData;
  xLCDData.x_pos = 0;
  xLCDData.y_pos = 1;
  xLCDData.str = str1;

static void oneshot_timer_callback(void* arg)

{

esp_err_t ret;

char str1[15] = {0};

qLCDData xLCDData;

xLCDData.x_pos = 0;

xLCDData.y_pos = 1;

xLCDData.str = str1;

Выведем на экран дисплея количество микросекунд, прошедших с момента запуска таймера

  xLCDData.str = str1;
  int64_t time_since_boot = esp_timer_get_time();
  sprintf(str1,"%010lld", time_since_boot);
  xQueueSendToBack(lcd_string_queue, &xLCDData, 0);

xLCDData.str = str1;

int64_t time_since_boot = esp_timer_get_time();

sprintf(str1,"%010lld", time_since_boot);

xQueueSendToBack(lcd_string_queue, &xLCDData, 0);

Из аргументов получим указатель на первый таймер и попытаемся его остановить

  xQueueSendToBack(lcd_string_queue, &xLCDData, 0);
  esp_timer_handle_t periodic_timer_handle = (esp_timer_handle_t) arg;
  ret = esp_timer_stop(periodic_timer_handle);
  ESP_LOGI(TAG, "esp_timer_stop: %d", ret);

xQueueSendToBack(lcd_string_queue, &xLCDData, 0);

esp_timer_handle_t periodic_timer_handle = (esp_timer_handle_t) arg;

ret = esp_timer_stop(periodic_timer_handle);

ESP_LOGI(TAG, "esp_timer_stop: %d", ret);

Затем запустим его, но уже с другим интервалом

  ESP_LOGI(TAG, "esp_timer_stop: %d", ret);
  ret = esp_timer_start_periodic(periodic_timer_handle, 1000000);
  ESP_LOGI(TAG, "esp_timer_start_periodic: %d", ret);

ESP_LOGI(TAG, "esp_timer_stop: %d", ret);

ret = esp_timer_start_periodic(periodic_timer_handle, 1000000);

ESP_LOGI(TAG, "esp_timer_start_periodic: %d", ret);

Соберём код, прошьём контроллер и увидим, что через 10 секунд у нас на дисплее появится вторая строка с временем, прошедшим с момента запуска второго таймера, и после этого в верхней строке счётчик будет обновляться уже раз не в полсекунды, а раз в секунду (неизменными будут шесть младших разрядов)