一、概述

使用ESP定时器可以创建软件定时器并在超时时调用其回调函数（分发回调函数）。尤其适用于当软件需要执行延迟操作或周期性操作的场景，例如：延迟启动设备或停止设备、周期性采样传感器数据等。

ESP定时器可以简化一些操作，例如：管理多个定时器、分发回调函数、处理时钟频率变化（如果启用了动态调频），以及从浅睡眠中唤醒后保持准确的时间。

如果应用场景对实时性能要求较高（例如需要生成波形），或要求定时器分辨率可配置，建议使用GPTimer。此外，GPTimer还提供一些其它功能，例如事件捕获。

FreeRTOS有其单独的软件定时器，但分辨率比ESP定时器低得多，优势在于 FreeRTOS 定时器有更好的移植性，因为它不依赖于 ESP-IDF。

二、功能与概念

ESP定时器API提供：

• 一次性和周期性定时器

• 多种分发回调函数的方法

• 处理过期回调函数

• 计数器位宽：52位

• 时间分辨率：1 us

1. 一次性和周期性定时器

• 一次性定时器

一次性定时器到期时仅调用一次回调函数便停止运行。一次性定时器适用于单次延迟操作，例如在指定时间间隔后关闭设备或读取传感器。

• 周期性定时器

周期性定时器在到期时会调用回调函数并自动重启，回调函数会在指定时间间隔内被反复调用，直至手动暂停周期性定时器。周期性定时器适用于重复操作，例如采样传感器数据、更新显示信息或生成波形。

2. 分发回调函数的方法

定时器回调函数可以使用以下方法进行分发：

• 任务分发法（默认）

从单个高优先级ESP定时器任务中分发定时器回调函数（esp_timer任务（由ISR通知）> 回调）。适用于对时序要求不高的定时器回调函数。

• 中断分发法 (ESP_TIMER_ISR)

直接从中断处理程序分发定时器回调函数（ISR > 回调）。适合运行时间仅为几微秒的简单、低延迟定时器回调函数。能确保事件和执行回调之间的延迟较短。不受其它活动任务影响。

（1）任务分发细节

在ESP定时器任务中，回调函数是串行执行的，若多个超时同时发生，执行前一项回调函数会延迟后续回调函数的执行。因此，建议尽量保持回调函数简短。如果需要回调函数执行更多工作，应使用FreeRTOS原语（如队列和信号量）将工作推迟到低优先级任务中执行。

如果有其它更高优先级的FreeRTOS任务正在运行（例如SPI flash操作），则回调函数的分发将被延迟，直到ESP定时器任务有机会再次运行。

为了确保任务的可预测性和及时执行，回调函数不应进行阻塞（等待资源）或让步（放弃控制）操作，否则将中断回调函数的串行执行。

（2）中断分发细节

使用中断分发法的定时器，其回调由中断处理程序执行。由于中断可以抢占所有任务，中断分发法带来的延迟较低。中断分发的定时器回调函数不应尝试阻塞，也不应尝试通过portYIELD_FROM_ISR()触发上下文切换，而应使用 esp_timer_isr_dispatch_need_yield() 函数。上下文切换将在处理完所有使用ISR分发法的定时器后进行。

使用中断分发的定时器时，应避免使用标准的日志记录或调试方法（例如printf）。若想调试应用程序或在控制台中显示某些信息，应使用ESP-IDF日志宏，例如ESP_DRAM_LOGI和 ESP_EARLY_LOGI等。这些宏专为在各种上下文（包括中断服务程序）中工作而设计。

3. 获取当前时间

可以使用便捷函数 esp_timer_get_time() 获取自ESP定时器初始化以来经过的时间。在调用app_main函数之前不久，ESP定时器会开始初始化。该便捷函数速度极快，没有能引入延迟或冲突的锁机制，因此可用于细粒度定时，在任务和ISR例程中的精度为1 μs。

与gettimeofday函数不同，esp_timer_get_time() 具有以下特点：

• 从深睡眠状态中唤醒后，初始化定时器将从零开始。

• 返回值没有时区设置或夏令时调整。

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