Bài 4. Bộ đếm thời gian và ngắt timer trên ESP32

Bộ đếm thời gian trên ESP32

• Đọc dữ liệu từ cảm biến: Đọc giá trị cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng,… theo khoảng thời gian nhất định.
• Hiển thị màn hình: Hiển thị thông tin giá trị của cảm biến hoặc trạng thái thiết bị ra màn hình.
• Điều khiển các thiết bị: hẹn giờ Bật/tắt đèn, động cơ, hoặc các thiết bị khác theo lịch trình.
• Đọc ghi và ghi dữ liệu lên server: Định thời đọc và ghi dữ liệu với cloud server.

Các hàm đếm thời gian trong Arduino IDE

Hàm millis( )

Ví dụ:

unsigned long previousMillis = 0;
const long interval = 1000; // 1 giây

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

void loop() {
  unsigned long currentMillis = millis();
  
  if (currentMillis - previousMillis >= interval) {
    previousMillis = currentMillis;
    Serial.println("1 giây đã trôi qua");
  }
}

Hàm micros( )

Hàm micros() trả về số micro giây đã trôi qua kể từ khi chương trình bắt đầu chạy. Nó hữu ích cho các tác vụ cần độ chính xác cao hơn, như đo thời gian xung, hoặc các ứng dụng yêu cầu thời gian phản hồi nhanh.

Ví dụ:

unsigned long previousMicros = 0;
const long interval = 1000000; // 1 giây

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

void loop() {
  unsigned long currentMicros = micros();
  
  if (currentMicros - previousMicros >= interval) {
    previousMicros = currentMicros;
    Serial.println("1 giây đã trôi qua");
  }
}

Ưu và nhược điểm của hàm đếm thời gian

Ưu điểm

• Không chặn: Các hàm này không chặn chương trình, cho phép bạn thực hiện các tác vụ khác trong khi chờ đợi.
• Dễ sử dụng: Chỉ cần gọi hàm và so sánh giá trị trả về với thời gian mong muốn.
• Độ chính xác: millis() có độ chính xác đến mili giây, còn micros() có độ chính xác đến micro giây.

Nhược điểm

• Giới hạn thời gian: millis() sẽ tràn (overflow) sau khoảng 50 ngày, và micros() sẽ tràn sau khoảng 70 phút. Tuy nhiên, bạn có thể xử lý tràn bằng cách sử dụng phép toán modulo.

Bộ đếm thời gian dùng thư viện Ticker

1. Khai báo thư viện và biến:

Trong phần khai báo của chương trình, bạn cần khai báo thư viện Ticker và tạo một đối tượng Ticker. Ví dụ:

• Khai báo thư viện: #include <Ticker.h>
• Tạo đối tượng Ticker: Ticker ticker;

2. Thiết lập hàm callback:

Tạo một hàm callback để thực hiện tác vụ khi bộ đếm thời gian hết hạn. Ví dụ, nếu bạn muốn nhấp nháy đèn LED:

Tạo hàm callback: 

void blink() { 
  digitalWrite(LED_BUILTIN, !digitalRead(LED_BUILTIN)); 
}

3. Cấu hình Ticker trong setup( ):

Trong hàm setup(), cấu hình Ticker để gọi hàm callback sau một khoảng thời gian nhất định. Ví dụ, để nhấp nháy đèn LED mỗi giây:

Cấu hình Ticker: ticker.attach(1.0, blink);

4. Hàm loop( ):

Trong hàm loop(), bạn không cần làm gì đặc biệt vì Ticker sẽ tự động gọi hàm callback theo lịch trình đã thiết lập.

Code mẫu:

#include <Ticker.h>

Ticker ticker;

#define LED_BUILTIN 2

void blink() {
    digitalWrite(LED_BUILTIN, !digitalRead(LED_BUILTIN));
}

void setup() {
    pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
    ticker.attach(1.0, blink); // Gọi hàm blink mỗi 1 giây
}

void loop() {
    // Không cần làm gì trong loop
}

Ngắt timer trên ESP32

Các bước thiết lập ngắt Timer trên ESP32

1. Khởi tạo bộ đếm thời gian

2. Thiết lập giá trị đếm

Sau khi khởi tạo, bạn cần thiết lập giá trị đếm ban đầu cho bộ đếm thời gian. Điều này giúp xác định điểm bắt đầu của quá trình đếm. Bạn có thể đặt giá trị đếm về 0 bằng lệnh timerWrite(timer, 0).

3. Gắn hàm ngắt

Tiếp theo, bạn cần gắn một hàm ngắt để xử lý sự kiện khi bộ đếm thời gian đạt đến giá trị xác định. Hàm ngắt này sẽ được gọi mỗi khi ngắt xảy ra. Bạn có thể gắn hàm ngắt bằng lệnh timerAttachInterrupt(timer, &onTimer, true).

4. Thiết lập ngắt timer trên ESP32

5. Hàm phục vụ ngắt timer trên ESP32

Hàm ngắt là nơi bạn đặt mã xử lý khi ngắt xảy ra. Ví dụ, bạn có thể in ra một thông báo trên Serial Monitor để kiểm tra xem ngắt có hoạt động hay không. Hàm ngắt có thể được định nghĩa như sau: 

void IRAM_ATTR onTimer() { 
  Serial.println("Timer interrupt triggered"); 
}

Cách xác định các giá trị khi dùng ngắt timer trên ESP32

Ví dụ: Yêu cầu thiết lập ngắt timer trên ESP32 hoạt động với chu kỳ 1 giây.

Code sử dụng ngắt timer trên ESP32:

hw_timer_t *timer = NULL;

void IRAM_ATTR onTimer() {
  // Mã xử lý ngắt
  Serial.println("Timer interrupt triggered");
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  
  // Khởi tạo bộ đếm thời gian
  timer = timerBegin(0, 80, true);//Bộ chia tỷ lệ là 80
  
  // Đặt giá trị đếm về 0
  timerWrite(timer, 0);
  
  // Gắn hàm ngắt
  timerAttachInterrupt(timer, &onTimer, true);
  
  // Thiết lập giá trị đếm và bắt đầu bộ đếm thời gian
  timerAlarmWrite(timer, 1000000, true); // 1 giây(giá trị đếm 1.000.000)
  timerAlarmEnable(timer);
}

void loop() {
  // Mã chính
}

Kết luận