Air780E的心跳：定時器精確計時的科學(xué)與藝術(shù)

大家都知道定時器在多種應(yīng)用場景中都發(fā)揮著重要作用，如定時發(fā)送數(shù)據(jù)、周期性檢查傳感器狀態(tài)等，今天我以Air780E模組為例。

一、定時器(timer)的概述

在Air780E模組搭載的LuatOS系統(tǒng)中，定時器（timer）是一項基礎(chǔ)且關(guān)鍵的服務(wù)。它允許開發(fā)者在特定的時間點或周期性地執(zhí)行代碼段，為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的運行提供了精確的時間控制。

二、準備硬件環(huán)境

在深入介紹本功能示例之前，我們首先需要確保以下硬件環(huán)境的準備工作已經(jīng)完成。

2.1 Air780E 開發(fā)板

本demo使用的是 Air780E 核心板，

此核心板的詳細使用說明參考：

https://docs.openluat.com/air780e/product/

Air780E 產(chǎn)品手冊公用產(chǎn)品資料 - 模組資料中心 (openluat.com)中的 << 開發(fā)板 Core_Air780E 使用說明 VX.X.X.pdf>>，寫這篇文章時最新版本的使用說明為：20240419155721583_開發(fā)板Core_Air780E使用說明V1.0.5.pdf (vue2.cn)；核心板使用過程中遇到任何問題，可以直接參考這份使用說明 pdf 文檔。

2.2 SIM 卡

請準備一張可正常上網(wǎng)的SIM卡，該卡可以是物聯(lián)網(wǎng)卡或您的個人手機卡。

特別提醒：

請確保SIM卡未欠費且網(wǎng)絡(luò)功能正常，以便順利進行后續(xù)操作。

2.3 PC 電腦

請準備一臺配備USB接口且能夠正常上網(wǎng)的電腦。

2.4 數(shù)據(jù)通信線

請準備一根用于連接 Air780E 開發(fā)板和 PC 電腦的數(shù)據(jù)線，該數(shù)據(jù)線將實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯的控制與交互。您有兩種選擇：

USB 數(shù)據(jù)線（其一端為 Type-C 接口，用于連接 Air780E 開發(fā)板）。通常，這種數(shù)據(jù)線的外觀如下示意圖所示：

普通的手機USB數(shù)據(jù)線一般都可以直接使用。

2.5 組裝硬件環(huán)境

2.5.1 請按照 SIM 卡槽上的指示方向正確插入 SIM 卡，務(wù)必確保插入方向正確，避免插反導(dǎo)致?lián)p壞！

通常，插入 SIM 卡的步驟如下：

將 SIM 卡的金屬接觸面朝下，對準卡槽的開口。

用力平穩(wěn)地將 SIM 卡推入卡槽，直至聽到“咔嚓”一聲，表示 SIM 卡已正確安裝到位。

2.5.2 USB 數(shù)據(jù)線，連接電腦和 Air780E 開發(fā)板，如下圖所示：

三、準備軟件環(huán)境

在詳細闡述本功能示例之前，我們需先精心籌備好以下軟件環(huán)境。

3.1 Luatools 工具

要想燒錄 AT 固件到 4G 模組中，需要用到的調(diào)試工具：Luatools；

下載地址：

https://docs.openluat.com/Luatools/Luatools 工具集具備以下幾大核心功能：

一鍵獲取最新固件：自動連接服務(wù)器，輕松下載最新的模組固件。

固件與腳本燒錄：便捷地將固件及腳本文件燒錄至目標(biāo)模組中。

串口日志管理：實時查看模組通過串口輸出的日志信息，并支持保存功能。

串口調(diào)試助手：提供簡潔的串口調(diào)試界面，滿足基本的串口通信測試需求。

Luatools 下載之后， 無需安裝， 解壓到你的硬盤，點擊 Luatools_v3.exe 運行，出現(xiàn)如下界面，就代表 Luatools 安裝成功了：

3.2 燒錄代碼

首先要說明一點：腳本代碼， 要和固件的 LuatOS-SoC_V1112_EC618_FULL.soc 文件一起燒錄。

整體壓縮文件：內(nèi)含有 文件一：Core 固件 和 文件二：定時器(timer)腳本文件 如下圖所示。

3.2.1 壓縮文件：完整文件包

下載地址：

https://docs.openluat.com/air780e/luatos/app/service/timer/

3.2.2 壓縮包內(nèi)部文件

文件一：Core 固件文件二：定時器(timer)腳本文件

3.2.3找到燒錄的固件文件

官網(wǎng)下載,底層 core 下載地址：SDK&Demo - 文檔中心 (openluat.com)LuatOS 底層 core 注：本 demo 使用如圖所示固件

3.2.4正確連接電腦和4G模組電路板

使用帶有數(shù)據(jù)通信功能的數(shù)據(jù)線，不要使用僅有充電功能的數(shù)據(jù)線；

3.2.5識別4G模組的boot引腳

在下載之前，要用模組的boot引腳觸發(fā)下載，也就是說，要把4G模組的boot引腳拉到1.8v，或者直接把boot引腳和VDD_EXT引腳相連。我們要在按下BOOT按鍵時讓模塊開機，就可以進入下載模式了。具體到Air780E開發(fā)板：1、當(dāng)我們模塊沒開機時，按著BOOT鍵然后長按PWR開機。2、當(dāng)我們模塊開機時，按著BOOT鍵然后點按重啟鍵即可。

3.2.6識別電腦的正確端口

判斷是否進入 BOOT 模式：模塊上電，此時在電腦的設(shè)備管理器中，查看串口設(shè)備， 會出現(xiàn)一個端口表示進入了 boot 下載模式，如下圖所示：

當(dāng)設(shè)備管理器出現(xiàn)了 3 個連續(xù)數(shù)字的 com 端口，并且每個數(shù)字都大于 4，這時候， 硬件連接上就緒狀態(tài)，恭喜你，可以進行燒錄了！

3.2.7新建項目

首先，確保你的 Luatools 的版本大于或者等于 3.0.6 版本.在 Luatools 的左上角上有版本顯示的，如圖所示：

Luatools 版本沒問題的話， 就點擊 Luatools 右上角的“項目管理測試”按鈕，如下圖所示：

這時會彈出項目管理和燒錄管理的對話框，如下圖：

3.2.8開始燒錄

選擇780E板子對應(yīng)的底層core和剛改的main.lua腳本文件。下載到板子中。

點擊下載后，我們需要進入 boot 模式才能正常下載。

四、定時器(timer)基本用法

4.1 本教程實現(xiàn)的功能定義：

此次 demo 驗證單次觸發(fā)定時器和周期性觸發(fā)定時器的基本功能。

嘗試展示了如何通過定時器回調(diào)函數(shù)執(zhí)行特定任務(wù)。

驗證定時 sys.timerStopAll 和 sys.timerStop 的用法。

4.2 文章內(nèi)容引用

780E 開發(fā)板軟硬件資料 ：
Air780E 產(chǎn)品手冊公用產(chǎn)品資料
https://docs.openluat.com/air780e/luatos/app/service/timer/

以上接口函數(shù)不做詳細介紹，可通過此鏈接查看具體介紹：sys 庫；sys - sys庫 - LuatOS 文檔

4.3sys.timerStart

功能：

啟動一個定時器，該定時器在指定的延遲時間后執(zhí)行回調(diào)函數(shù)，或者如果指定了重復(fù)次數(shù)，則周期性地執(zhí)行回調(diào)函數(shù)。

函數(shù)原型：

local timerId = sys.timerStart(func, timeout, repeat, arg1, arg2, ..., argN)

參數(shù)：

func：定時器觸發(fā)時要執(zhí)行的回調(diào)函數(shù)。

timeout：定時器啟動后的延遲時間（以毫秒為單位），即定時器觸發(fā)前需要等待的時間。

repeat（可選）：指定定時器是否重復(fù)觸發(fā)。如果為 0，則定時器只觸發(fā)一次；如果為正整數(shù)，則定時器會重復(fù)觸發(fā)指定的次數(shù)；如果為負整數(shù)（如-1），則定時器可能表示無限重復(fù)（具體取決于 LuatOS 的實現(xiàn)，但通常-1 用于無限循環(huán)）。

arg1, arg2, ..., argN（可選）：傳遞給回調(diào)函數(shù)的參數(shù)，可以是多個。

例子：

4.4 sys.timerStop

功能：

停止一個已啟動的定時器。

函數(shù)原型：

sys.timerStop(timerId)

參數(shù)：

timerId：要停止的定時器的唯一標(biāo)識符。

例子：

4.5 sys.timerLoopStart

功能：

啟動一個周期性定時器，該定時器會按照指定的時間間隔反復(fù)執(zhí)行回調(diào)函數(shù)。。

函數(shù)原型：

local timerId = sys.timerLoopStart(func, timeout, arg1, arg2, ..., argN)

參數(shù)：

func：定時器觸發(fā)時要執(zhí)行的回調(diào)函數(shù)。

timeout：定時器的時間間隔（以毫秒為單位），即每次觸發(fā)之間的等待時間。

arg1, arg2, ..., argN：傳遞給回調(diào)函數(shù)的參數(shù)（可選），可以是多個。

返回值：

返回定時器的唯一標(biāo)識符

timerId

，該標(biāo)識符可用于后續(xù)停止定時器。

例子：

4.6sys.timerStopAll

功能：

停止所有由指定回調(diào)函數(shù)啟動的定時器，或者如果沒有提供回調(diào)函數(shù)參數(shù)，則停止所有定時器。

函數(shù)原型：

sys.timerStopAll([fnc])

參數(shù)：

fnc

（可選）：一個回調(diào)函數(shù)。如果提供了這個參數(shù)，那么只有由這個回調(diào)函數(shù)啟動的定時器會被停止。如果沒有提供這個參數(shù)，那么所有的定時器都會被停止。

返回值：

無。

例子：

五、定時器(timer)整體演示

5.1 成果演示與深度解析：視頻 + 圖文全面展示

5.1.1成果運行精彩呈現(xiàn)

5.1.2完整實例深度剖析

六、常見問題

6.1 回調(diào)函數(shù)執(zhí)行異常：

如果定時器的回調(diào)函數(shù)中存在異常處理不當(dāng)?shù)那闆r，可能會導(dǎo)致程序崩潰或產(chǎn)生不可預(yù)知的行為。

需要在回調(diào)函數(shù)中做好異常處理，確保程序的健壯性。

6.2 定時器沖突：

在多個定時器同時存在的情況下，可能會存在定時器沖突的問題，即多個定時器同時觸發(fā)或相互干擾。

需要合理設(shè)計定時器的觸發(fā)時間和周期，避免沖突的發(fā)生。

6.3 資源占用問題：

定時器的創(chuàng)建、啟動和停止等操作可能會占用一定的系統(tǒng)資源，如內(nèi)存、CPU 等。

在資源受限的嵌入式系統(tǒng)中，需要合理管理定時器的使用，避免資源過度占用。

6.4 定時器 ID 管理：

在使用定時器接口函數(shù)時，通常會返回一個定時器 ID 用于后續(xù)操作。如果定時器 ID 管理不當(dāng)，可能會導(dǎo)致無法正確停止或刪除定時器。

需要建立良好的定時器 ID 管理機制，確保定時器的正確操作。

6.5 定時器重復(fù)啟動問題：

在某些情況下，可能會不小心重復(fù)啟動同一個定時器，導(dǎo)致多個相同的定時器同時存在。

這可能會導(dǎo)致資源浪費或任務(wù)重復(fù)執(zhí)行。需要確保定時器的唯一性和正確性。

七、擴展

7.1 定時器的嵌套與遞歸

嵌套定時器：在某些情況下，一個定時器的回調(diào)函數(shù)可能會啟動另一個定時器。這種嵌套定時器的使用需要特別小心，以避免無限遞歸或資源耗盡。

遞歸定時器：遞歸定時器是指一個定時器在其回調(diào)函數(shù)中重新啟動自己。這種用法需要特別注意避免無限循環(huán)和堆棧溢出。

7.2 定時器的動態(tài)調(diào)整

周期調(diào)整：在某些應(yīng)用中，可能需要動態(tài)調(diào)整定時器的周期。這通常涉及停止當(dāng)前定時器并重新啟動一個新周期的定時器。

任務(wù)優(yōu)先級調(diào)整：對于某些實時性要求較高的任務(wù)，可能需要動態(tài)調(diào)整定時器的優(yōu)先級，以確保任務(wù)能夠及時執(zhí)行。

分享完畢

審核編輯 黃宇