使用Arduino开发ESP32（07）：系统时间和定时任务调度器Ticker

目的

开发中经常会用到时间相关操作，主要就是用到系统时间、延时操作、定时任务调度等，本文介绍Arduino core for the ESP32中相关的一些功能。

系统时间及应用

系统时间相关方法如下：

unsigned long micros(); //返回微秒为单位系统时间
unsigned long millis(); //返回毫秒为单位系统时间
void delay(uint32_t); //设置毫秒级延时
void delayMicroseconds(uint32_t us); //设置微秒级延时

上图中微秒时间差稍大于1000us，因为读取时间及串口操作本身有一定耗时；

系统时间还可以像下面那样使用：

//该程序用于每一秒或以上时间打印输出一次时间

unsigned long previousMillis = 0; //毫秒时间记录
const long interval = 1000;       //时间间隔

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  Serial.println();
}

void loop()
{
  unsigned long currentMillis = millis();         //读取当前时间
  if (currentMillis - previousMillis >= interval) //如果和前次时间大于等于时间间隔
  {
    previousMillis = currentMillis; //更新时间记录
    Serial.println(millis());       //打印当前时间
  }
}

定时任务调度器Ticker

Ticker可以让你设置以固定时间间隔反复执行某个任务，相比上面的方法，使用Ticker时间上会更加精确，并且代码编写维护也更加方便；

使用步骤

• 引入头文件#include ；
• 建立Ticker对象；
• 编写回调函数（同之前文章中的事件方法一样，这个回调函数中不推荐进行耗时操作）；
• 设置调度时间间隔并启用调度任务；

常用方法

• void attach(float seconds, callback_t callback)
void attach(float seconds, void (*callback)(TArg), TArg arg)
  设置调度任务，该任务会反复执行，输入参数分别为时间间隔（秒）、回调函数、不大于四字节的数据；
• void attach_ms(uint32_t milliseconds, callback_t callback)
void attach_ms(uint32_t milliseconds, void (*callback)(TArg), TArg arg)
  设置调度任务，该任务会反复执行，输入参数分别为时间间隔（毫秒）、回调函数、不大于四字节的数据；
• void once(float seconds, callback_t callback)
void once(float seconds, void (*callback)(TArg), TArg arg)
  设置调度任务，该任务只执行一次，输入参数分别为时间间隔（秒）、回调函数、不大于四字节的数据；
• void once_ms(uint32_t milliseconds, callback_t callback)
void once_ms(uint32_t milliseconds, void (*callback)(TArg), TArg arg)
  设置调度任务，该任务只执行一次，输入参数分别为时间间隔（毫秒）、回调函数、不大于四字节的数据；
• void detach()
  停止任务调度；

使用事例

事例一

#include  //调用Ticker.h库

Ticker ticker1; //声明Ticker对象
Ticker ticker2; //声明Ticker对象

void callback1() //回调函数
{
  Serial.print(millis());
  Serial.println(": callback1 triggered!");
}

void callback2() //回调函数
{
  Serial.print(millis());
  Serial.println(": callback2 triggered!");
}

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  Serial.println();

  ticker1.attach(0.5, callback1);   //每0.5秒调用callback1
  ticker2.once_ms(2000, callback2); //2000毫秒后调用一次callback2
}

void loop()
{
}

事例二

#include  //调用Ticker.h库

Ticker ticker1; //声明Ticker对象
Ticker ticker2; //声明Ticker对象

void callback2(int data) //回调函数
{
  Serial.print(millis());
  Serial.print(": callback2 data is ");
  Serial.println(data);
}

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  Serial.println();

  ticker1.attach_ms(500, [](){Serial.printf("%d: callback1 triggered!\r\n", millis());}); //匿名函数方式

  ticker2.once(2, callback2, 1234567890); //2秒后调用一次callback2

  // ticker2.once(4, callback2, std::bind(callback2, millis())); //使用绑定方式...用不了-.-!
}

void loop()
{
}

事例三

#include  //调用Ticker.h库

Ticker ticker1; //声明Ticker对象
Ticker ticker2; //声明Ticker对象
Ticker ticker3; //声明Ticker对象

void callback1() //回调函数
{
  Serial.print(millis());
  Serial.println(": callback1 triggered!");
}

void callback2() //回调函数
{
  Serial.print(millis());
  Serial.println(": callback2 triggered!");
  ticker1.detach(); //停止ticker1
}

void callback3() //回调函数
{
  Serial.print(millis());
  Serial.println(": callback3 triggered!");
  ticker1.attach(0.5, callback1); //重新设置ticker1
}

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  Serial.println();

  ticker1.attach(0.5, callback1);
  ticker2.once(2, callback2);
  ticker3.once(4, callback3);
}

void loop()
{
}

总结

上面两块主要用来为程序设计提供便利性，在多任务应用开发中协调各项任务运行，更多内容可以参考如下：
https://github.com/espressif/arduino-esp32/tree/master/libraries/Ticker