【正点原子K210连载】 第十八章 machine.Timer类实验 摘自【正点原子】DNK210使用指南-CanMV版指南

1）实验平台：正点原子ATK-DNK210开发板
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第十八章 machine.Timer类实验

本章将介绍machine模块中的Timer类，即定时器类。通过本章的学习，读者将学习到machine模块中Timer类的使用。
本章分为如下几个小节：
18.1 machine.Timer类介绍
18.2 硬件设计
18.3 程序设计
18.4 运行验证

18.1 machine.Timer类介绍
machine.Timer类是machine模块内提供的类，该类主要用于访问和控制Kendryte K210硬件上的定时器，硬件定时器可以用来定时触发任务或者处理任务，当到了设定的时间，硬件定时器便会触发中断，并且硬件定时器的计时精度相比软件定时器要高得多。CanMV中的machine.Timer类定义了在给定时间段（或在一段延迟后执行一次回调）指定回调的基本操作，并同时可以配置machine.PWM类实现使用硬件定时器输出PWM，其中machine.PWM类将在后续的章节中进行讲解。
machine.Timer类提供了Timer构造函数，用于创建一个Timer对象，Timer构造函数如下所示：

class Timer(id, channel, mode=Timer.MODE_ONE_SHOT, period=1000, unit=Timer.UNIT_MS, callback=None, arg=None, start=True, priority=1, div=0)
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通过Timer构造函数可以通过指定参数创建并初始化一个Timer对象。
id指的是定时器的编号，可以是Timer.TIMER0、Timer.TIMER1或Timer.TIMER2，它们分别对应Kendryte K210硬件上的定时器0、定时器1和定时器2。
channel指的是定时器的通道编号，可以是Timer.CHANNEL0、Timer.CHANNEL1、Timer.CHANNEL2或Timer.CHANNEL3，它们分别对应Kendryte K210硬件定时器的通道0至通道3。
mode指的是Timer对象的模式，当为Timer.MODE_ONE_SHOT时，Timer对象会在超时一次后自动停止（单次定时器），当为Timer.MODE_PERIODIC时，Timer对象会在超时后自动重新开始计时，直到被手动停止计时（周期定时器），当为Timer.MODE_PWM时，Timer对象将用于配合machine.PWM类生成PWM。
period指的是Timer对象的超时时间，具体的时间单位由unit参数决定。
unit指的时Timer对象超时时间的单位，可以是Timer.UNIT_S、Timer.UNIT_MS、Timer.UNIT_US或Timer.UNIT_NS，它们分别对应秒、毫秒、微秒和纳秒。
callback指的是Timer对象的超时回调函数，Timer对象将在计时超时后指定该函数，需要注意的是，该函数是在中断上下文中被指定的。
arg指的是传递给Timer对象超时回调函数的参数。
start指的是是否在Timer对象构造成功后便开始计时，当为True时，Timer对象会在被构造成功后便开始计时，当为False时，Timer对象在被构造成功后并不会开始计时。
priority指的是Timer对象对应硬件定时器的中断优先级，可以指1~7，数值越小，中断优先等级越高。
div指的是Timer对象对应硬件定时器的分频系数。
Timer构造函数的使用示例如下所示：

from machine import Timer

def timer_timeout_cb(timer):
    print("Timer timeout!")

timer0 = Timer(Timer.TIMER0, Timer.CHANNEL0, mode=Timer.MODE_PERIODIC, period=500, unit=Timer.UNIT_MS, callback=timer_timeout_cb, arg={"id": Timer.TIMER0}, start=False, priority=1, div=0)
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machine.Timer类为Timer对象提供了start()方法，用于开启Timer对象的计时，start()方法如下所示：
Timer.start()
start()方法用于开启Timer对象的计时，方法执行后，Timer对象便开始计时。
start()方法的使用示例如下所示：

from machine import Timer

timer = Timer(Timer.TIMER0, Timer.CHANNEL0, start=False)
timer.start()
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machine.Timer类为Timer对象提供了stop()方法，用于停止Timer对象的计时，stop()方法如下所示：
Timer.stop()
stop()方法用于停止Timer对象的计时，方法执行后，Timer对象便会停止计时，也不会再执行超时回调函数。
stop()方法的使用示例如下所示：

from machine import Timer

timer = Timer(Timer.TIMER0, Timer.CHANNEL0, start=True)
timer.stop()
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machine.Timer类为Timer对象提供了restart()方法，用于重新开始Timer对象的计时，restart()方法如下所示：
Timer.restart()
restart()方法用于重新开始Timer对象的计时，不论Timer对象是否处于计时状态，当restart()方法执行后，Timer对象便会重新开始计时。
restart()方法的使用示例如下所示：

from machine import Timer

timer = Timer(Timer.TIMER0, Timer.CHANNEL0, start=True)
timer.restart()
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18.2 硬件设计
18.2.1 例程功能

1. 创建一个超时周期为500毫秒的周期定时器，并再其超时回调函数中控制红色LED切换亮灭状态
2. 按下KEY0按键后启动周期定时器计时
3. 按下KEY1按键后停止周期定时器计时
   18.2.2 硬件资源
4. 双色LED
   LEDR - IO24
5. 独立按键
   KEY0按键 - IO18
   KEY1按键 - IO19
   18.2.3 原理图
   本章实验内容，主要讲解machine.Timer类的使用，无需关注原理图。
   18.3 程序设计
   18.3.1 machine.Timer类
   有关machine.Timer类的介绍，请见第18.1小节《machine.Timer类介绍》。
   18.3.2 程序流程图
   

图18.3.2.1 machine.Timer类实验流程图
18.3.3 main.py代码
main.py中的脚本代码如下所示：

from board import board_info
from fpioa_manager import fm
from maix import GPIO
import time
from machine import Timer

fm.register(board_info.LEDR, fm.fpioa.GPIO0)
fm.register(board_info.KEY0, fm.fpioa.GPIOHS0)
fm.register(board_info.KEY1, fm.fpioa.GPIOHS1)
ledr = GPIO(GPIO.GPIO0, GPIO.OUT, value=1)
key0 = GPIO(GPIO.GPIOHS0, GPIO.IN, GPIO.PULL_UP)
key1 = GPIO(GPIO.GPIOHS1, GPIO.IN, GPIO.PULL_UP)

# Timer超时回调函数
def timer_timeout_cb(timer):
    arg = timer.callback_arg()
    if arg["id"] == Timer.TIMER0:
        ledr.value(not ledr.value())

# 构造Timer对象
timer0 = Timer(Timer.TIMER0, Timer.CHANNEL0, mode=Timer.MODE_PERIODIC, period=500, unit=Timer.UNIT_MS, callback=timer_timeout_cb, arg={"id": Timer.TIMER0}, start=False, priority=1, div=0)

while True:
    if key0.value() == 0:
        time.sleep_ms(20)
        if key0.value() == 0:
            # 启动Timer
            timer0.start()
            while key0.value() == 0:
                pass
    elif key1.value() == 0:
        time.sleep_ms(20)
        if key1.value() == 0:
            # 停止Timer
            timer0.stop()
            while key1.value() == 0:
                pass
    time.sleep_ms(10)
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可以看到，首先是初始化使用到独立按键和LED的IO，然后定义了一个函数作为Timer的超时回调函数，函数主要实验了变更LED状态的功能。
接着便构造了一个Timer对象，Timer对象使用的是硬件定时器0的通道0，并且是一个每间隔500毫秒超时一次的周期定时器。
最后就是在一个循环中读取按键的状态，当读取到KEY0按键被按下，则启动Timer对象计时，当读取到KEY1按键被按下，则停止Timer对象计时。
18.4 运行验证
将DNK210开发板连接CanMV IDE，并点击CanMV IDE上的“开始(运行脚本)”按钮后，此时，若按下KEY0按键，则可以看到红色LED因Timer对象以500毫秒的周期超时而以1000毫秒的周期进行亮灭闪烁，若接着按下KEY1按键，则可以看到红色LED因Timer对象被停止计时而保持当前的状态，不再闪烁。