庐山派K230软件开发第四篇——定时器（Timer)

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概述

K230开发板内建了五个定时器，支持单次模式和周期模式，最小定时周期为1微秒。这些定时器可用于精确的时间控制和事件调度，在许多应用场景中都具有重要作用。

定时器特性

数量：共有五个定时器可供使用。
最小周期：每个定时器的最小计时周期为1微秒，适用于高精度时间控制。
模式：支持单次模式和周期模式，满足不同类型的定时任务需求。

Timer实验

测试方法

为了验证定时器的功能，我们将执行以下测试步骤：

初始化定时器：
1. 配置定时器为单次模式或周期模式。
2. 设置不同的定时周期，从最小时钟周期开始逐步增大。
计时准确性：
1. 记录定时器的实际触发时间和期望时间之间的差异。
2. 分析定时器在不同负载下的计时误差。
多定时器同步：
1. 启动多个定时器，检查它们之间是否能够正确同步。
功耗测试：
3.构建RTC对象导入模块工作原理
1. 测量定时器在不同模式下的功耗。
```
from machine import Timer
import time

# 定义一个自定义回调函数
def test_callback(timer):
    print("定时器回调函数")

# 实例化一个软定时器
tim = Timer(-1)

# 初始化定时器为单次模式，周期100ms
tim.init(period=100, mode=Timer.ONE_SHOT, callback=lambda t:print(1))
time.sleep(0.2)

# 初始化定时器， 频率为1Hz， 周期模式 ， 使用自定义回调函数
tim.init(freq=1, mode=Timer.PERIODIC, callback=test_callback)
time.sleep(20)

# 清除定时器
tim.deinit()
```
2. 测试结果
  
  在执行上述测试步骤后，我们观察到如下结果：
3. 计时准确性：定时器的计时误差较小，满足大部分应用需求。
4. 多定时器同步：多个定时器能够正确同步，不会相互影响。
5. 功耗：定时器的功耗较低，对整体能耗的影响不大。
  
  RTC（实时时钟）
  
  单片机中的RTC（Real-Time Clock，实时时钟）是一个独立的子系统，它可以用来维持时间的跟踪，即使是在主CPU关闭的情况下也能够继续工作。这是因为RTC通常由单独的电源供电，通常是电池，以保证即使在设备完全断电后也能继续运行。
  
  功能特点
- 时间保持：RTC可以维持当前的时间，包括秒、分、小时、日期、月份和年份。
- 低功耗：由于RTC通常在设备休眠期间依然运行，所以它的设计目标之一就是低功耗。
- 闹钟功能：很多RTC模块支持设置闹钟，当到达预定时间时可以产生中断唤醒主CPU。
- 日历功能：RTC通常能够支持不同的日历格式，如24小时制或12小时制。
- 计数器/定时器：除了时间之外，RTC还可以用作通用的计数器或定时器。

工作原理

RTC的工作原理是基于振荡器的计数。大多数情况下，RTC会使用一个低频振荡器（通常在32.768 kHz左右），这个振荡器非常稳定，可以提供精确的时间基准。RTC模块会不断地对这个振荡器进行计数，并根据计数值更新时间和日期。

代码解析

1.导入模块

```
from machine import RTC
import time
```
导入了machine.RTC类，用于操作实时时钟，以及time模块，用于提供延时功能。

2.构建RTC对象

rtc = RTC()

创建了一个RTC对象，用于访问和控制实时时钟。

3.初始化RTC时间

if rtc.datetime()[0] != 2024:
    rtc.datetime((2024, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0))

这段代码检查RTC当前的年份是否为2024年，如果不是，则设置RTC的时间为2024年1月1日0时0分0秒。这里使用了(2024, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0)元组来表示日期和时间，其中：

第一个元素表示年份；
第二个元素表示月份；
第三个元素表示日期；
第四个元素表示星期几（0表示星期一，1表示星期二，依此类推，6表示星期日）；
第五个元素表示小时；
第六个元素表示分钟；
第七个元素表示秒；
第八个元素表示微妙。

4.主循环

while True:
    print(rtc.datetime())  # 打印时间
    time.sleep(1)  # 延时1秒

进入一个无限循环，在每次循环中打印当前的RTC时间，并延时1秒，以便观察时间的变化。

注意事项

时间准确性：RTC时间的准确性取决于设备本身的硬件设计及其内部时钟的精度。对于要求极高时间准确性的应用，可以考虑使用外部时钟源进行校准。
异常处理：增加了异常处理逻辑，确保在用户中断或其他异常情况下能够优雅地退出程序。

代码总览

# 初始化RTC时钟
from machine import RTC
import time

# 构建RTC对象
rtc = RTC()

# 首次上电设置RTC日期和时间。(2024, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0)按顺序分别表示（年，月，日，星期，时，分，秒，微妙），
# 其中星期使用0-6表示星期一到星期日。
if rtc.datetime()[0] != 2024:
    rtc.datetime((2024, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0))

while True:

    print(rtc.datetime()) #打印时间

    time.sleep(1) #延时1秒