【ESP32_8266_WiFi (十四)】ESP8266多任务处理 – Ticker库使用说明

ESP8266多任务处理 – Ticker库使用说明

ESP8266在运行过程中，只能一条线式的依次执行任务。但是我们在开发物联网项目时，可能需要ESP8266在执行某一任务的过程中，还能处理其它任务。比如，我们使用ESP8266来控制电机运行的同时，还需要定时检查某一个引脚上连接按钮有没有被用户按下。

为了解决以上问题，我们可以使用Ticker库来解决这一问题。下面我们来通过一系列示例程序向您讲解Ticker库的使用方法。

1 Ticker库基本操作

利用Ticker库，我们可以让ESP8266定时调用某一个函数。通过以下示例程序我们可以看到，ESP8266将会每隔一秒钟通过串口监视器输出一次信息。我们是通过语句ticker.attach(1, sayHi)来实现这一操作的。

该语句中的attach函数有两个参数。第一个参数可控制调用函数的时间间隔，单位是秒。这里的数字1说明ESP8266将会每隔一秒钟调用一次函数。那么具体调用哪一个函数呢？这个函数名称正是是通过第二个参数来限定的。也就是名称为sayHi的函数。该函数将会让ESP8266定时通过串口监视器输出一次信息。信息内容是“Hi”后面跟一个数值。这个数值是为了标注sayHi函数被调用了多少次。

/**********************************************************************
项目名称/Project          : 零基础入门学用物联网
程序名称/Program name     : a_basic_tinker
团队/Team                : 太极创客团队 / Taichi-Maker (www.taichi-maker.com)
作者/Author              : CYNO朔
日期/Date（YYYYMMDD）     : 20200703
程序目的/Purpose          : 
本程序旨在演示如何使用Ticker库来定时执行操作。
如需了解本程序的详细说明，请参考以下函数：
http://www.taichi-maker.com/homepage/esp8266-nodemcu-iot/iot-c/esp8266-tips/ticker/
-----------------------------------------------------------------------
其它说明 / Other Description：
本程序为太极创客团队制作的免费视频教程《零基础入门学用物联网 》中一部分。该教程系统的
向您讲述ESP8266的物联网应用相关的软件和硬件知识。以下是该教程目录页：
http://www.taichi-maker.com/homepage/esp8266-nodemcu-iot/                    
***********************************************************************/
#include <Ticker.h>
 
Ticker ticker;// 建立Ticker用于实现定时功能
int count;    // 计数用变量
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
 
  // 每隔一秒钟调用sayHi函数一次，attach函数的第一个参数
  // 是控制定时间隔的变量。该参数的单位为秒。第二个参数是
  // 定时执行的函数名称。
  ticker.attach(1, sayHi);
}
 
void loop() {
  // 用LED呼吸灯效果来演示在Tinker对象控制下，ESP8266可以定时
  // 执行其它任务
  for (int fadeValue = 0 ; fadeValue <= 1023; fadeValue += 5) {
    analogWrite(LED_BUILTIN, fadeValue);
    delay(10);
  }
 
  for (int fadeValue = 1023 ; fadeValue >= 0; fadeValue -= 5) {
    analogWrite(LED_BUILTIN, fadeValue);
    delay(10);
  }
  delay(3000);
}
 
// 在Tinker对象控制下，此函数将会定时执行。
void sayHi(){
  count++;
  Serial.print("Hi ");
  Serial.println(count);
}

2 停止定时执行函数

当Ticker定时调用某一函数执行到一定次数后，我们可以使用detach函数来停止定时调用函数。以下示例程序中的语句ticker.detach()将会让ticker对象停止调用函数。

/**********************************************************************
项目名称/Project          : 零基础入门学用物联网
程序名称/Program name     : b_detach
团队/Team                : 太极创客团队 / Taichi-Maker (www.taichi-maker.com)
作者/Author              : CYNO朔
日期/Date（YYYYMMDD）     : 20200703
程序目的/Purpose          : 
本程序旨在演示如何停止Ticker库定时调用函数。
如需了解本程序的详细说明，请参考以下函数：
http://www.taichi-maker.com/homepage/esp8266-nodemcu-iot/iot-c/esp8266-tips/tinker/
-----------------------------------------------------------------------
其它说明 / Other Description：
本程序为太极创客团队制作的免费视频教程《零基础入门学用物联网 》中一部分。该教程系统的
向您讲述ESP8266的物联网应用相关的软件和硬件知识。以下是该教程目录页：
http://www.taichi-maker.com/homepage/esp8266-nodemcu-iot/                    
***********************************************************************/
#include <Ticker.h>
 
Ticker ticker;// 建立Ticker用于实现定时功能
int count;    // 计数用变量
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  
  // 每隔一秒钟调用sayHi函数一次
  ticker.attach(1, sayHi);
}
 
void loop() {
  // 用LED呼吸灯效果来演示在Tinker对象控制下，ESP8266可以定时
  // 执行其它任务  
  for (int fadeValue = 0 ; fadeValue <= 1023; fadeValue += 5) {
    analogWrite(LED_BUILTIN, fadeValue);
    delay(10);
  }
 
  for (int fadeValue = 1023 ; fadeValue >= 0; fadeValue -= 5) {
    analogWrite(LED_BUILTIN, fadeValue);
    delay(10);
  }
  delay(3000);
}
 
// 在Tinker对象控制下，此函数将会定时执行。
void sayHi(){
  count++;
  Serial.print("Hi ");
  Serial.println(count);
 
  // 当定时调用了6次后，停止定时调用函数
  if (count >= 6) {
    ticker.detach();  // 使用detach来停止ticker对象定时调用函数
    Serial.print("ticker.detach()");
  }
}

3 向定时调用函数传递参数

我们可以向Ticker库定时调用的函数来传递参数。不过要注意的是，传递参数的数量只能时一个。如下示例程序所示，语句ticker.attach(1, sayHi, 8)有3个参数。其中第三个参数就是向定时调用的sayHi函数所传递的参数。

注意：attach函数所能传递的参数最多只有一个。另外该参数仅能是以下类型中的一种：char, short, int, float, void*, char*。</ font>

/**********************************************************************
项目名称/Project          : 零基础入门学用物联网
程序名称/Program name     : c_parameter
团队/Team                : 太极创客团队 / Taichi-Maker (www.taichi-maker.com)
作者/Author              : CYNO朔
日期/Date（YYYYMMDD）     : 20200703
程序目的/Purpose          : 
本程序旨在演示如何向Ticker库定时调用函数来传递参数。
请注意：attach函数所能传递的参数最多只有一个。
另外该参数仅能是这些类型中的一种：char, short, int, float, void*, char*
 
如需了解本程序的详细说明，请参考以下函数：
http://www.taichi-maker.com/homepage/esp8266-nodemcu-iot/iot-c/esp8266-tips/tinker/
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其它说明 / Other Description：
本程序为太极创客团队制作的免费视频教程《零基础入门学用物联网 》中一部分。该教程系统的
向您讲述ESP8266的物联网应用相关的软件和硬件知识。以下是该教程目录页：
http://www.taichi-maker.com/homepage/esp8266-nodemcu-iot/                    
***********************************************************************/
#include <Ticker.h>
 
Ticker ticker;
 
int count;
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  
  ticker.attach(1, sayHi, 8);
}
 
void loop() {
  for (int fadeValue = 0 ; fadeValue <= 1023; fadeValue += 5) {
    analogWrite(LED_BUILTIN, fadeValue);
    delay(10);
  }
 
  for (int fadeValue = 1023 ; fadeValue >= 0; fadeValue -= 5) {
    analogWrite(LED_BUILTIN, fadeValue);
    delay(10);
  }
  delay(3000);
}
 
void sayHi(int hiTimes){
  count++;
  Serial.print("Hi ");
  Serial.println(count);
 
  if (count >= hiTimes) {
    ticker.detach();
    Serial.print("ticker.detach();");
  }
}

4 利用多个Ticker对象让ESP8266处理多任务

我们可以建立多个Ticker对象。让多个Ticker对象来实现ESP8266的多任务处理。如下实例程序所示，我们通过语句Ticker buttonTicker;来建立第二个Ticker对象。

接下来我们使用buttonTicker.attach_ms(100, buttonCheck)来实现第二个Ticker对象的任务处理。这里我们使用了attach_ms函数，该函数与attach函数功能相似，唯一区别是。attach函数的时间单位是秒，而attach_ms的时间单位是毫秒。也就是说，这条语句将会让ESP8266每隔100毫秒执行一次buttonCheck函数。

/**********************************************************************
项目名称/Project          : 零基础入门学用物联网
程序名称/Program name     : d_multi_ms
团队/Team                : 太极创客团队 / Taichi-Maker (www.taichi-maker.com)
作者/Author              : CYNO朔
日期/Date（YYYYMMDD）     : 20200703
程序目的/Purpose          : 
本程序旨在演示如何使用多个Ticker对象来让ESP8266处理多个任务。
 
如需了解本程序的详细说明，请参考以下函数：
http://www.taichi-maker.com/homepage/esp8266-nodemcu-iot/iot-c/esp8266-tips/tinker/
-----------------------------------------------------------------------
其它说明 / Other Description：
本程序为太极创客团队制作的免费视频教程《零基础入门学用物联网 》中一部分。该教程系统的
向您讲述ESP8266的物联网应用相关的软件和硬件知识。以下是该教程目录页：
http://www.taichi-maker.com/homepage/esp8266-nodemcu-iot/                    
***********************************************************************/
#include <Ticker.h>
 
Ticker ticker;
Ticker buttonTicker;
 
int count;
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  pinMode(D3, INPUT_PULLUP);
  
  ticker.attach(1, sayHi, 60);
  buttonTicker.attach_ms(100, buttonCheck);
}
 
void loop() {
  for (int fadeValue = 0 ; fadeValue <= 1023; fadeValue += 5) {
    analogWrite(LED_BUILTIN, fadeValue);
    delay(10);
  }
 
  for (int fadeValue = 1023 ; fadeValue >= 0; fadeValue -= 5) {
    analogWrite(LED_BUILTIN, fadeValue);
    delay(10);
  }
  delay(3000);
}
 
void sayHi(int hiTimes){
  count++;
  Serial.print("Hi ");
  Serial.println(count);
 
  if (count >= hiTimes) {
    ticker.detach();
    Serial.print("ticker.detach();");
  }
}
 
void buttonCheck(){
  if (digitalRead(D3) == LOW){
    Serial.println("D3 Button Pushed...");
  }
}

5 使用”计数器”来控制ESP8266定时执行较复杂的函数

Ticker定时调用的函数必须要“短小精悍”。比如以上一系列的示例程序中，我们仅仅让Ticker定时调用函数执行简单的串口数据输出，以及很基本的运算。事实上，在使用Ticker库时，定时调用函数必须要很快的执行完毕。否则会产生难以预料的问题。

这就产生了一个问题。假如我们需要ESP8266定时执行的操作较为复杂，这该如何是好呢？

假设我们让ESP8266定时向example.com网站服务器发送一个http请求，并且将服务器响应通过串口监视器显示出来。

这个问题的答案就在以下示例程序中。在这段示例程序里，我们建立了一个计数变量count。在程序的第55到第59行中，Ticker定时调用的函数tickerCount仅仅对count变量进行自加。

当计数变量count达到我们需要的数值后，则让ESP8266执行较为复杂的函数。这一点是通过程序的第49到52行逻辑判断语句所实现的。

请注意，在每一次执行完操作后，我们都需要对count变量进行清零。否则程序将无法定时通过互联网向服务器发送请求。

/**********************************************************************
项目名称/Project          : 零基础入门学用物联网
程序名称/Program name     : e_timer_http
团队/Team                : 太极创客团队 / Taichi-Maker (www.taichi-maker.com)
作者/Author              : CYNO朔
日期/Date（YYYYMMDD）     : 20200703
程序目的/Purpose          : 
本程序旨在演示如何使用计数器来控制ESP8266定时执行较复杂的函数。Ticker定时调用的函数必须要“短小精悍”。
而不能是复杂且占用时间较长的函数。对于较为复杂的函数，我们可以使用计数器的方法来实现。
 
本程序将会定时让ESP8266向example网络服务器发送请求，并且将服务器响应信息显示在屏幕中。
 
如需了解本程序的详细说明，请参考以下函数：
http://www.taichi-maker.com/homepage/esp8266-nodemcu-iot/iot-c/esp8266-tips/tinker/
-----------------------------------------------------------------------
其它说明 / Other Description：
本程序为太极创客团队制作的免费视频教程《零基础入门学用物联网 》中一部分。该教程系统的
向您讲述ESP8266的物联网应用相关的软件和硬件知识。以下是该教程目录页：
http://www.taichi-maker.com/homepage/esp8266-nodemcu-iot/                    
***********************************************************************/
#include <Ticker.h>
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <ESP8266HTTPClient.h>
 
#define URL "http://www.example.com"
 
// 设置wifi接入信息(请根据您的WiFi信息进行修改)
const char* ssid = "taichimaker";
const char* password = "12345678";
 
Ticker ticker;
 
int count;
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
 
  //设置ESP8266工作模式为无线终端模式
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  
  //连接WiFi
  connectWifi();
 
  ticker.attach(1, tickerCount);
}
 
void loop() {  
  if (count >= 5){   
    httpRequest();
    count = 0;
  }
}
 
void tickerCount(){
  count++;
  Serial.print("count = ");
  Serial.println(count);
}
 
// 发送HTTP请求并且将服务器响应通过串口输出
void httpRequest(){
  HTTPClient httpClient;
 
  httpClient.begin(URL); 
  Serial.print("URL: "); Serial.println(URL);
 
  int httpCode = httpClient.GET();
  Serial.print("Send GET request to URL: ");
  Serial.println(URL);
  
  if (httpCode == HTTP_CODE_OK) {
    // 使用getString函数获取服务器响应体内容
    String responsePayload = httpClient.getString();
    Serial.println("Server Response Payload: ");
    Serial.println(responsePayload);
  } else {
    Serial.println("Server Respose Code：");
    Serial.println(httpCode);
  }
  httpClient.end();
}
 
void connectWifi(){
//开始连接wifi
  WiFi.begin(ssid, password);
 
  //等待WiFi连接,连接成功打印IP
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(1000);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("");
  Serial.print("WiFi Connected!");   
}

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http://www.taichi-maker.com