一、简介
ESP32 芯片包含两个硬件定时器组。每组有两个通用硬件定时器。它们都是基于 16 位预分频器和 64 位递增/递减计数器的 64 位通用定时器，能够自动重新加载。
二、API说明
以下硬件定时器接口位于 driver/include/driver/timer.h。
2.1 timer_init
2.2 timer_set_counter_value
2.3 timer_set_alarm_value
2.4 timer_enable_intr
2.5 timer_isr_register
2.6 timer_start
2.7 timer_get_counter_value
2.8 timer_spinlock_take
2.9 timer_spinlock_give
2.10 timer_group_get_intr_status_in_isr
2.11 timer_group_get_counter_value_in_isr
2.12 timer_group_clr_intr_status_in_isr
2.13 timer_group_set_alarm_value_in_isr
2.14 timer_group_enable_alarm_in_isr
三、编程流程
3.1 定时器初始化
首先，应该通过调用函数timer_init()并传递一个结构体timer_config_t来定义定时器应该如何操作来初始化定时器。特别是，可以设置以下定时器参数：
timer_config_t config = {
.divider = TIMER_DIVIDER, //分频倍数
.counter_dir = TIMER_COUNT_UP, //向上计数(1)/向下计数(0)
.counter_en = TIMER_PAUSE, //定时器运行开(1)关(0)
.alarm_en = TIMER_ALARM_EN, //定时器中断开(1)关(0)
.auto_reload = TIMER_AUTORELOAD_EN, //是(1)否(0)自动重装载
}; // default clock source is APB
要获取计时器设置的当前值，请使用函数timer_get_config()。
3.2 定时器控制
一旦定时器被启用，它的计数器就会开始运行。要启用计时器，请timer_init()使用counter_enset调用该函数true，或调用timer_start()。
您可以通过调用指定计时器的初始计数器值timer_set_counter_value()。
要检查计时器的当前值，请调用timer_get_counter_value()或timer_get_counter_time_sec()。
要随时暂停计时器，请调用timer_pause()。
要恢复它，请调用timer_start()。
要重新配置计时器，您可以调用timer_init()。
3.3 定时器中断
3.3.1 中断设置
要设置中断报警，请调用该函数timer_set_alarm_value()，然后使用启用报警timer_set_alarm()。报警也可以在定时器初始化阶段启用，当timer_init()被调用时。
开启报警后，定时器达到报警值后，根据配置的不同，会发生以下两种动作：
- 如果先前已配置，将触发中断。有关如何配置中断，请参阅中断部分。
- 当
auto_reload启用时，定时器计数器将自动重新加载开始从以前配置的值重新计数。这个值应该提前设置timer_set_counter_value()。
- 如果设置了报警值并且计时器已经达到该值，则会立即触发报警。
- 一旦触发，报警将自动禁用，需要重新启用才能再次触发。
3.3.2 中断回调
ESP32 的硬件定时器中断有两种处理方式：
-
回调配置法【推荐】：
ESP32 硬件定时器在默认情况下有一个 ISR 程序，称作 “总 ISR 程序” 。它为我们执行我们配置的定时器的回调。换句话说，我们写的回调函数，配置后将属于这个ISR程序的一部分。因此这个回调函数又称为ISR 回调（ISR callback）
这样做要求你的回调程序要尽可能的简短。① 创建ISR Callback函数
static bool timer_callback(void *args){ uint64_t val; BaseType_t pxHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE; // xQueueSendFromISR(queue, (void*)&val, &pxHigherPriorityTaskWoken); return pxHigherPriorityTaskWoken;//请看第 3 行 }② 添加、删除定时器Callback（注册中断）
调用函数timer_isr_callback_add()添加回调
调用函数timer_isr_callback_remove()删除回调 -
自定义ISR法：
如果使用此函数重新注册 ISR，则需要编写完整的 ISR。例如需要清除中断标志位，配置自旋锁之类。一般情况下必要的事：
- 获取自旋锁
timer_spinlock_take() - 显式清除中断状态
timer_group_clr_intr_status_in_isr() - 再次使能中断
timer_group_enable_alarm_in_isr() - 释放自旋锁
timer_spinlock_take()
① 创建ISR中断服务程序
void IRAM_ATTR timerIsr(void *arg){ timer_spinlock_take(0); // 获取自旋锁 /* 代码区一 */ timer_group_clr_intr_status_in_isr(0, 0); timer_group_enable_alarm_in_isr(0, 0); /* 代码区二 */ timer_spinlock_give(0); // 释放自旋锁 }注意：必须显式清除中断标志，以及重新使能中断。如上代码区一和代码区二之间的两个函数。（两个函数参数都是定时器组索引和定时器索引）② 注册中断
调用函数timer_isr_register()配置
例如，为定时器组0中的定时器0配置一个完整的ISR程序timer_isr_register(0, 0, timerIsr, &config, ESP_INTR_FLAG_IRAM, NULL); - 获取自旋锁
四、示例代码
定义一个硬件定时器，时长为3秒，每一次中断向一个任务传递定时器计数值。
根据 examples\peripherals\timer_group 中的例程修改
4.1 配置回调法
#include <stdio.h>
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "driver/timer.h"
#include "freertos/queue.h"
#define TIMER_DIVIDER 16 // 硬件定时器分频器
#define TIMER_FREQ (TIMER_BASE_CLK / TIMER_DIVIDER) // 定时器计数频率
static xQueueHandle queue;
static bool timer_callback(void *args){
uint64_t val;
BaseType_t pxHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;
val = timer_group_get_counter_value_in_isr(0, 0);
/*
* 上行代码：
* ————————————————————
* 将定时器的值传给一个任务
*（由于本示例使用的自动重装载模式，
* 所以在本示例中这个val值无意义。
* 只是为了展示在isr callback中获
* 取定时器值函数的使用【必须
* 调用带有_in_isr的函数】）
* ————————————————————
*/
//通过队列将 val 传给任务
xQueueSendFromISR(queue, (void*)&val, &pxHigherPriorityTaskWoken);
return pxHigherPriorityTaskWoken;
}
static void task(void *arg){
uint64_t counts = 0ull;
while(1){
counts ++;
uint64_t val;
if(xQueueReceive(queue, &val, portMAX_DELAY)){
printf("val %lld\n", val);
printf("定时器第 %llu 次中断\n", counts);
}
}
}
void app_main(void)
{
queue = xQueueCreate(10, sizeof(uint64_t));
timer_config_t config = {
.divider = TIMER_DIVIDER,
.counter_dir = TIMER_COUNT_UP,
.counter_en = TIMER_PAUSE,
.alarm_en = TIMER_ALARM_EN,
.auto_reload = TIMER_AUTORELOAD_EN,
};
timer_init(0, 0, &config);
timer_set_counter_value(0, 0, 0x00ull);
timer_set_alarm_value(0, 0, TIMER_FREQ * 3);
timer_enable_intr(0, 0);
timer_isr_callback_add(0, 0, timer_callback, NULL, ESP_INTR_FLAG_IRAM);
xTaskCreate(task, "timer_test_task", 2048, NULL, 5, NULL);
timer_start(0, 0);
printf("定时器启动成功！");
}
4.2 自定义ISR法
#include <stdio.h>
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "driver/timer.h"
#include "freertos/queue.h"
#define TIMER_DIVIDER 16 // Hardware timer clock divider
#define TIMER_FREQ (TIMER_BASE_CLK / TIMER_DIVIDER) // convert counter value to seconds
static xQueueHandle queue;
//回调函数
static void IRAM_ATTR timerIsr(void *arg){
timer_spinlock_take(0);
uint64_t val = 0;
val = timer_group_get_counter_value_in_isr(0, 0);
/*
* 上行代码：
* ————————————————————
* 将定时器的值传给一个任务
*（由于本示例使用的自动重装载模式，
* 所以在本示例中这个val值无意义。
* 只是为了展示在isr callback中获
* 取定时器值函数的使用【必须
* 调用带有_in_isr的函数】）
* ————————————————————
*/
timer_group_clr_intr_status_in_isr(0, 0);
timer_group_enable_alarm_in_isr(0, 0);
xQueueSendFromISR(queue, &val, NULL);
timer_spinlock_give(0);
}
static void task(void *arg){
uint64_t counts = 0ull;
while(1){
counts ++;
uint64_t val;
if(xQueueReceive(queue, &val, portMAX_DELAY)){
printf("val %lld\n", val);
printf("定时器第 %llu 次中断\n", counts);
}
}
}
void app_main(void)
{
queue = xQueueCreate(10, sizeof(uint64_t));
timer_config_t config = {
.divider = TIMER_DIVIDER,
.counter_dir = TIMER_COUNT_UP,
.counter_en = TIMER_PAUSE,
.alarm_en = TIMER_ALARM_EN,
.auto_reload = TIMER_AUTORELOAD_EN,
};
timer_init(0, 0, &config);
timer_set_counter_value(0, 0, 0x00ull);
timer_set_alarm_value(0, 0, TIMER_FREQ * 3);
timer_enable_intr(0, 0);
timer_isr_register(0, 0, timerIsr, &config, ESP_INTR_FLAG_IRAM, NULL);
xTaskCreate(task, "timer_test_task", 2048, NULL, 5, NULL);
timer_start(0, 0);
printf("定时器启动成功！");
}
• 由 Leung 写于 2021 年 8 月 9 日
