esp32 freertos us精准延时

Question

esp32 idf 如何实现us精准延时,vtaskdelay都是ms级别

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在ESP32上使用FreeRTOS进行微秒级（μs）精确延迟，可以利用硬件定时器或者中断的方式来实现。这里我会介绍两种方法：使用硬件定时器和使用RTOS中的任务轮询。

方法一：使用硬件定时器

ESP32有多个可编程定时器，例如Timer0、Timer1等，它们可以用来产生精确的时间间隔。下面是一个使用Timer1的例子：

首先，在freertos_tasks.h文件中包含必要的头文件并定义宏：

#include "driver/timer.h"
#include "freertos/queue.h"

#define TIMER_PERIOD_US 1000 // 每个周期为1ms

然后，创建一个硬件定时器：

TimerHandle_t timer_handle;

初始化硬件定时器：

timer_config_t config = {
    .period_us = TIMER_PERIOD_US, // 定时器周期
    .duty_us = 0,
    .counter_mode = TIMER_COUNT_UP counting mode,
    .auto_reload = true
};

timer_handle = timer_create(TIMER_GROUP_0, &config);

编写回调函数：

void timer_callback(TimerHandle_t timer) {
    static uint32_t counter = 0;
    counter++;
    if (counter >= TIMER_PERIOD_US * 1000 / 1000000) { // 当计数达到1s时，重置计数器
        counter = 0;
        // 在这里执行你需要的微秒精度的操作
    }
}

设置定时器回调：

timer_start(timer_handle, pdMS_TO_TICKS(1));
timer_register_callback(timer_handle, timer_callback, NULL);

方法二：使用RTOS任务轮询

这种方法不是真正的微秒级精确延迟，但可以通过循环和tick计量来逼近微秒级别的延迟。这适用于不需要严格实时性的场景。

首先，获取TickPeriod（每次调度之间的ticks数）：

const TickType_t tick_period = xTaskGetTickCountPeriod();

然后，使用while循环等待指定数量的ticks：

uint32_t delay_in_ticks = us_to_ticks(us_delay); // 将微秒转换为ticks
while (delay_in_ticks--) {
    vTaskDelayUntil(&lastWakeTime, tick_period);
}

其中，us_to_ticks()是一个将微秒转换为ticks的函数，可能需要你自己实现，通常会有一个最大误差。这里提供一个简单的实现，注意这个函数可能不适用于所有情况，因为它基于固定的TickPeriod，而实际的TickPeriod可能会因为其他任务的优先级和执行时间而变化。

uint32_t us_to_ticks(uint32_t us_delay) {
    return us_delay * portTICK_PERIOD_MS / 1000; // 假设TickPeriod为portTICK_PERIOD_MS
}

选择哪种方法取决于你的应用需求。硬件定时器提供了更精确的控制，但需要更多的系统资源管理。任务轮询方法简单易用，但可能不够精确。