esp8266 硬件定时器中断 esp32 定时器中断

MicroPython是为了在嵌入式系统中运行Python 3编程语言而设计的轻量级版本解释器。与常规Python相比，MicroPython解释器体积小(仅100KB左右)，通过编译成二进制Executable文件运行，执行效率较高。它使用了轻量级的垃圾回收机制并移除了大部分Python标准库，以适应资源限制的微控制器。

MicroPython主要特点包括:
1、语法和功能与标准Python兼容,易学易用。支持Python大多数核心语法。
2、对硬件直接访问和控制,像Arduino一样控制GPIO、I2C、SPI等。
3、强大的模块系统,提供文件系统、网络、图形界面等功能。
4、支持交叉编译生成高效的原生代码,速度比解释器快10-100倍。
5、代码量少,内存占用小,适合运行在MCU和内存小的开发板上。
6、开源许可,免费使用。Shell交互环境为开发测试提供便利。
7、内置I/O驱动支持大量微控制器平台，如ESP8266、ESP32、STM32、micro:bit、掌控板和PyBoard等。有活跃的社区。

MicroPython的应用场景包括:
1、为嵌入式产品快速构建原型和用户交互。
2、制作一些小型的可 programmable 硬件项目。
3、作为教育工具,帮助初学者学习Python和物联网编程。
4、构建智能设备固件,实现高级控制和云连接。
5、各种微控制器应用如物联网、嵌入式智能、机器人等。

使用MicroPython需要注意:
1、内存和Flash空间有限。
2、解释执行效率不如C语言。
3、部分库函数与标准版有差异。
4、针对平台优化语法,订正与标准Python的差异。
5、合理使用内存资源,避免频繁分配大内存块。
6、利用原生代码提升速度关键部位的性能。
7、适当使用抽象来封装底层硬件操作。

ESP32-S2是一款低功耗且集成多种功能的WiFi微控制器芯片,其主要参数如下:

使用Xtensa单核32位LX7 CPU,主频高达240MHz

320KB SRAM、2M PSRAN （板载）

集成802.11b/g/n HT40 Wi-Fi

支持Bluetooth 5.0 BR/EDR 和Bluetooth Low Energy

丰富外设接口:SPI、SPI Slave、SDIO Slave、I2C、I2S、RMT等

USB OTG 接口,可配置为host或device

支持时钟和功耗管理,节能模式功耗仅2uA

内置安全启动和flash 加密功能

工作温度范围:-40°C到105°C

封装规格:QFN48 7x7 mm

综上,ESP32-S2集成度高,有更好的功耗性能,非常适合物联网和可穿戴应用。相比ESP32,该款芯片在无线网络和功耗管理方面进行了优化。

MicroPython的ESP32-S2提供了定时器功能，下面从专业的视角详细解释其主要特点、应用场景以及需要注意的事项。

主要特点：

多个定时器：ESP32-S2内置了多个硬件定时器，可以同时使用多个定时器来执行不同的定时任务。每个定时器都有独立的计数器和配置寄存器，可以根据需求进行灵活配置和使用。

精确的定时触发：ESP32-S2的定时器可以实现精确的定时触发功能。可以根据指定的时间间隔（以微秒为单位）设置定时器，当计数器达到指定值时，会触发相应的中断或执行特定的操作。

周期性任务：定时器可以用于周期性任务的触发。通过设置定时器的重载值，可以实现定时器在固定时间间隔内不断循环触发的功能。

应用场景：

时间敏感应用：定时器适用于对时间敏感的应用场景。例如，可以利用定时器进行精确的时间测量、时间同步、时间戳记录等操作。

调度和任务管理：定时器可以用于调度和管理多个任务。通过设置不同的定时器以不同的时间间隔触发，可以实现任务的优先级控制和时间片轮转调度等功能。

周期性数据采集：定时器的周期性触发功能可用于周期性数据采集。例如，可以设置定时器每隔一定时间执行一次数据采集操作，用于传感器数据的定期获取。

需要注意的事项：

资源冲突：ESP32-S2的定时器资源是有限的，如果需要同时使用多个定时器，请确保它们之间没有资源冲突。在设计应用时，需仔细规划和管理定时器资源。

中断处理：定时器触发时通常会通过中断来处理。在使用定时器时，需要编写相应的中断处理程序，确保及时响应定时器触发事件。

精度和误差：定时器的精度和误差受到系统时钟频率和定时器配置等因素的影响。在对定时器精度要求较高的应用中，需要进行实际测试和调整，以确保满足要求的精度。

总之，MicroPython的ESP32-S2的定时器功能提供了多个定时器、精确的定时触发和周期性任务的支持。它适用于时间敏感应用、调度和任务管理以及周期性数据采集等场景。在使用时，需要注意资源冲突、中断处理和精度误差等方面的问题，以确保定时器的准确性和稳定性。利用ESP32-S2的定时器功能，可以实现精确的定时任务和时间敏感应用的需求。

案例一：定时器0

from machine import Timer
import time

def tick(timer):
    print("Tick")

# 创建一个定时器对象，设置触发时间为1秒（1000毫秒）
timer = Timer(0)
timer.init(period=1000, mode=Timer.PERIODIC, callback=tick)

while True:
    time.sleep(1)

要点解读：这个程序使用MicroPython的ESP32-S2的定时器0，每隔1秒触发一次回调函数tick。在回调函数中，我们打印出"Tick"。通过timer.init()方法，我们可以设置定时器的触发时间、模式和回调函数。在这个例子中，我们设置了触发时间为1秒，模式为周期性，回调函数为tick。

案例二：定时器1

from machine import Timer
import time

def blink_led():
    led.value(not led.value())

# 创建一个定时器对象，设置触发时间为500毫秒
timer = Timer(1)
timer.init(period=500, mode=Timer.PERIODIC, callback=blink_led)

while True:
    time.sleep(1)

要点解读：这个程序使用MicroPython的ESP32-S2的定时器1，每隔500毫秒触发一次回调函数blink_led。在回调函数中，我们切换LED的状态（开或关）。通过timer.init()方法，我们可以设置定时器的触发时间、模式和回调函数。在这个例子中，我们设置了触发时间为500毫秒，模式为周期性，回调函数为blink_led。

案例三：定时器2

from machine import Timer
import time

def print_time():
    print("Current time:", time.localtime())

# 创建一个定时器对象，设置触发时间为10秒
timer = Timer(2)
timer.init(period=10000, mode=Timer.ONE_SHOT, callback=print_time)

while True:
    time.sleep(1)

要点解读：这个程序使用MicroPython的ESP32-S2的定时器2，触发时间为10秒。当定时器到达设定的时间时，它会执行一次回调函数print_time，打印当前的时间。通过timer.init()方法，我们可以设置定时器的触发时间、模式和回调函数。在这个例子中，我们设置了触发时间为10秒，模式为一次性，回调函数为print_time。

案例四：使用定时器实现LED闪烁

import machine  
import time  
  
# 设置LED为输出模式  
pin = machine.Pin(2, machine.Pin.OUT)  
  
# 定义定时器回调函数，实现LED闪烁  
def led_blink():  
    pin.value(1)  # LED亮  
    time.sleep(1)  # 延时1秒  
    pin.value(0)  # LED灭  
    time.sleep(1)  # 延时1秒  
  
# 设置定时器，每隔2秒触发一次回调函数  
timer = machine.Timer(0, 2000)  
timer.callback(led_blink)  # 回调函数内容为LED闪烁  
timer.start()  # 启动定时器  
  
while True:  # 让程序一直运行下去，保持定时器的触发状态  
    pass

要点解读：这个例子使用了MicroPython的machine模块中的Timer类来实现定时器功能。在这个例子中，我们首先将GPIO2设置为输出模式，然后定义了一个定时器回调函数，用于实现LED闪烁。在回调函数中，我们设置GPIO输出为高电平，让LED亮起，然后延时1秒钟，再设置GPIO输出为低电平，让LED熄灭，再延时1秒钟。然后我们设置一个定时器，每隔2秒钟触发一次回调函数，最后启动定时器，并使用一个无限循环来保持程序运行，以便定时器可以持续触发。

案例五：使用定时器实现温度检测

import machine  
import time  
import temperature  
  
# 设置温度传感器为输入模式  
pin = machine.Pin(32, machine.Pin.IN)  
sensor = temperature.Temperature(pin)  
  
# 定义定时器回调函数，实现温度检测和输出  
def temperature_check():  
    temp = sensor.temperature()  # 获取温度值  
    print("当前温度：{:.2f}°C".format(temp))  # 输出温度值  
  
# 设置定时器，每隔5秒触发一次回调函数  
timer = machine.Timer(0, 5000)  
timer.callback(temperature_check)  # 回调函数内容为温度检测和输出  
timer.start()  # 启动定时器  
  
while True:  # 让程序一直运行下去，保持定时器的触发状态  
    pass

要点解读：这个例子使用了MicroPython的machine模块中的Timer类来实现定时器功能。在这个例子中，我们首先将GPIO32设置为输入模式，并将温度传感器连接到该引脚上。然后定义了一个定时器回调函数，用于实现温度检测和输出。在回调函数中，我们首先获取温度传感器的温度值，并将其输出到控制台上。然后我们设置一个定时器，每隔5秒钟触发一次回调函数，最后启动定时器，并使用一个无限循环来保持程序运行，以便定时器可以持续触发。

案例六：定时执行任务

import machine
import time

# 定时器回调函数
def timer_callback(timer):
    print("定时器触发")

# 创建定时器对象
timer = machine.Timer(0)

# 设置定时器定时周期为1秒
timer.init(period=1000, mode=machine.Timer.PERIODIC, callback=timer_callback)

# 主循环
while True:
    # 执行其他任务
    print("执行其他任务")
    time.sleep(0.5)

要点解读：
该示例程序创建了一个定时器对象，并设置定时周期为1秒。
定时器的回调函数timer_callback在每次定时器触发时被调用。
在主循环中执行其他任务，每隔0.5秒打印一次。
定时器以周期性的方式触发，每秒执行一次回调函数。

案例七：单次执行任务

import machine
import time

# 定时器回调函数
def timer_callback(timer):
    print("定时器触发")
    # 停止定时器
    timer.deinit()

# 创建定时器对象
timer = machine.Timer(0)

# 设置定时器定时周期为1秒
timer.init(period=1000, mode=machine.Timer.ONE_SHOT, callback=timer_callback)

# 主循环
while True:
    # 执行其他任务
    print("执行其他任务")
    time.sleep(0.5)

要点解读：
该示例程序创建了一个定时器对象，并设置定时周期为1秒。
定时器的回调函数timer_callback在定时器触发时被调用。
在回调函数中执行任务后，调用timer.deinit()停止定时器。
主循环中执行其他任务，每隔0.5秒打印一次。
定时器以单次方式触发，即触发一次后自动停止。

案例八：周期性调整定时器周期

import machine
import time

# 定时器回调函数
def timer_callback(timer):
    global period
    print("定时器触发，周期:", period)
    # 调整定时器周期
    period += 1000
    timer.init(period=period, mode=machine.Timer.PERIODIC, callback=timer_callback)

# 创建定时器对象
timer = machine.Timer(0)

# 初始定时周期为1秒
period = 1000

# 设置定时器定时周期为1秒
timer.init(period=period, mode=machine.Timer.PERIODIC, callback=timer_callback)

# 主循环
while True:
    # 执行其他任务
    print("执行其他任务")
    time.sleep(0.5)

要点解读：
该示例程序创建了一个定时器对象，并设置初始定时周期为1秒。
定时器的回调函数timer_callback在每次定时器触发时被调用。
在回调函数中，打印当前定时周期，并将周期增加1秒后再次设置定时器周期。
主循环中执行其他任务，每隔0.5秒打印一次。
定时器以周期性方式触发，每次触发后调整定时周期。
这些示例程序展示了ESP32-S2上MicroPython的定时器功能。您可以根据具体的应用需求进行适当的修改和扩展。请注意，在使用定时器之前，您需要导入machine模块。

请注意，以上案例只是为了拓展思路，可能存在错误或不适用的情况。不同的硬件平台、使用场景和MicroPython版本可能会导致不同的使用方法。在实际编程中，您需要根据您的硬件配置和具体需求进行调整，并进行多次实际测试。需要正确连接硬件并了解所使用的传感器和设备的规范和特性非常重要。对于涉及到硬件操作的代码，请确保在使用之前充分了解和确认所使用的引脚和电平等参数的正确性和安全性。