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Arduino millis函数

在Arduino编程中，时间控制是一个非常重要的概念。无论是控制LED的闪烁频率，还是定时读取传感器数据，时间管理都是不可或缺的。Arduino提供了多种时间管理函数，其中最常用的是delay()函数。然而，delay()函数有一个明显的缺点：它会阻塞程序的执行，导致其他任务无法在延迟期间运行。为了解决这个问题，Arduino提供了millis()函数。

什么是millis函数？​

millis()函数返回自Arduino板开始运行当前程序以来的毫秒数。这个值是一个无符号长整型（unsigned long），最大值为4,294,967,295毫秒（约49.7天）。之后，它会从0重新开始计数。

与delay()不同，millis()不会阻塞程序的执行。它只是返回一个时间值，因此你可以在程序的其他部分继续执行任务。

如何使用millis函数？​

使用millis()函数的基本思路是记录一个时间点，然后在未来的某个时间点检查是否已经过了指定的时间间隔。以下是一个简单的示例，展示了如何使用millis()来控制LED的闪烁频率。

cpp
const int ledPin = 13;  // LED连接到数字引脚13
unsigned long previousMillis = 0;  // 存储上次LED状态改变的时间
const long interval = 1000;  // 闪烁间隔为1秒

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  unsigned long currentMillis = millis();  // 获取当前时间

  if (currentMillis - previousMillis >= interval) {
    // 如果时间间隔已过，改变LED状态
    previousMillis = currentMillis;  // 更新上次改变的时间
    digitalWrite(ledPin, !digitalRead(ledPin));  // 切换LED状态
  }
}

在这个示例中，previousMillis变量存储了上次LED状态改变的时间。每次循环中，currentMillis变量获取当前时间，并与previousMillis进行比较。如果时间间隔（interval）已经过去，LED的状态将被切换，并且previousMillis被更新为当前时间。

实际应用场景​

1. 多任务处理​

millis()函数非常适合用于多任务处理。例如，你可以在一个Arduino项目中同时控制多个LED的闪烁频率，而不会因为一个LED的闪烁而阻塞其他LED的控制。

cpp
const int ledPin1 = 13;
const int ledPin2 = 12;
unsigned long previousMillis1 = 0;
unsigned long previousMillis2 = 0;
const long interval1 = 1000;
const long interval2 = 500;

void setup() {
  pinMode(ledPin1, OUTPUT);
  pinMode(ledPin2, OUTPUT);
}

void loop() {
  unsigned long currentMillis = millis();

  if (currentMillis - previousMillis1 >= interval1) {
    previousMillis1 = currentMillis;
    digitalWrite(ledPin1, !digitalRead(ledPin1));
  }

  if (currentMillis - previousMillis2 >= interval2) {
    previousMillis2 = currentMillis;
    digitalWrite(ledPin2, !digitalRead(ledPin2));
  }
}

在这个示例中，两个LED分别以1秒和0.5秒的间隔闪烁，互不干扰。

2. 定时读取传感器数据​

另一个常见的应用场景是定时读取传感器数据。例如，你可以每隔5秒读取一次温度传感器的数据，而不影响其他任务的执行。

cpp
const int sensorPin = A0;
unsigned long previousMillis = 0;
const long interval = 5000;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  unsigned long currentMillis = millis();

  if (currentMillis - previousMillis >= interval) {
    previousMillis = currentMillis;
    int sensorValue = analogRead(sensorPin);
    Serial.println(sensorValue);
  }
}

在这个示例中，温度传感器的数据每隔5秒被读取一次，并通过串口输出。

总结​

millis()函数是Arduino中一个非常强大的工具，它允许你在不阻塞程序执行的情况下进行时间控制。通过使用millis()，你可以轻松实现多任务处理、定时读取传感器数据等功能。

提示

提示：在使用millis()时，务必注意unsigned long类型的溢出问题。虽然溢出后millis()会重新从0开始计数，但在某些情况下，你可能需要处理这种溢出情况。

附加资源与练习​

  1. 练习：尝试使用millis()函数控制三个LED，分别以不同的频率闪烁。
  2. 扩展阅读：了解Arduino的micros()函数，它与millis()类似，但返回的是微秒数。
  3. 挑战：设计一个Arduino项目，使用millis()函数实现一个简单的定时器，每隔一段时间执行一次特定任务。

通过掌握millis()函数，你将能够编写更加高效和灵活的Arduino程序。继续探索和实践，你会发现它在各种项目中的广泛应用。