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外观

4. 延时 ​

延时功能在计算机编程中十分常见，它可以暂停程序的执行一段时间，以实现各种应用需求。

4.1 延时的作用 ​

  在Arduino或其他微控制器的编程中，延时被广泛使用，主要有以下一些原因：

处理硬件 ​

  许多硬件都需要一些时间来响应某个命令。例如，如果在一个程序中你启动一个电动机然后立即检查其状态，你可能会得到一个错误的读数，因为电动机可能还没有足够的时间开始旋转。此时你需要使用 delay() 函数让系统等待一段时间，使得电动机有足够的时间响应。

用户交互 ​

  我们常常需要在用户交互中实现延迟效果。例如，在蜂鸣器播放音乐时，音符之间需要一段沉默的时间。或者，在闪烁LED灯的情况下，"开"和"关"状态之间需要延时以控制闪烁的速度。

节省能源 ​

  在一些应用中，比如电池供电的系统，如果不在需要的时候长期保持系统的高速运转，那么电池的寿命会大大缩短。在此情况下，我们可以让系统在一段时间后进入待机或低功耗模式，直到下一个处理周期到来。

定时操作 ​

  在许多项目中，我们常常需要实现一些特定时间点的操作。例如，在自动灌溉系统中，我们可能需要在每天的特定时间点进行灌溉。在间隔测量中，我们可能每隔一段时间采集一次数据。

  尽管延时函数在很多情况下非常有用，但也需要注意其阻塞性质。过度依赖阻塞延时可能会导致程序对其他事件的响应不及时。为了更好的在Arduino上进行多任务编程，我们还可以学习一些非阻塞延时的编程技术。

❓什么是阻塞延时？

  阻塞延时是在程序执行过程中，当某个操作或函数需要一定时间才能完成时，程序会暂停执行直至该操作完成，这段时间程序被阻塞了。阻塞延时可能会导致程序运行速度变慢或出现假死现象。   举个例子，假设你想要煮开水来泡茶。通常情况下，你会将水壶放在炉灶上加热，等待水烧开后才能使用。在这个过程中，存在阻塞延时。   当你将水壶放在炉灶上加热时，程序可以看作是“等待”水烧开的操作。在这个等待过程中，你不能立即得到热水来泡茶，需要耐心等待水煮沸。期间，你无法做其他与烧水无关的事情，因为你需要留意水壶，并等待时机。即便家里着火了，你也还是在等待烧水。

4.2 延时的实现 ​

  在 Arduino 中，延时操作可以通过使用 delay()函数实现。delay() 函数只接收一个参数，表示要延迟的毫秒数。这个函数会阻塞代码执行，导致程序在指定的时间内暂停，然后继续执行。

例如，要在 Arduino 中实现 1 秒的延时，可以编写以下代码：

c
delay(1000); // 延时1000毫秒，等于1秒

注意，由于 delay() 函数是阻塞性的，程序在等待延时期间无法执行其他任务。对于需要同时处理多个任务或使用非阻塞延时的程序，可以使用 millis() 函数来获取自程序启动以来的毫秒数并进行计时。

以下是一个使用 millis() 实现非阻塞延时的示例：

c
const int ledPin = 48; //定义LED引脚
unsigned long previousMillis = 0;//定义一个变量，记录时间
unsigned long interval = 1000; // 延时1000毫秒，等于1秒
bool ledState = LOW;//定义LED状态为低电平

//只执行一次
void setup()
{
  //设置 ledPin 引脚为 输出模式（OUTPUT）
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
}

//循环执行
void loop()
{
  //定义一个变量用于存储 millis() 函数返回的值
  unsigned long currentMillis = millis();
  //如果当前运行的时间 减去 之前运行的时间 大于 1000毫秒
  //说明已经过去了1000ms的时间
  if (currentMillis - previousMillis >= interval)
  {
    //更新之前的时间为当前时间，方便下次计算
    previousMillis = currentMillis;

    // 切换 LED 的状态
    ledState = !ledState;
    digitalWrite(ledPin, ledState);

  }
// 此处之后可以执行其他任务，而无需等待延时

}

在此示例中，使用了 millis() 函数和一个变量 previousMillis 来跟踪时间，从而实现延时操作。这种方法可以更有效地处理多任务，而不受延时阻塞的影响。

4.3 闪烁灯验证 ​

  将开发板连接LED的GPIO48引脚设置为输出模式，通过延时函数delay()，控制LED亮一会灭一会，达到闪烁的效果。

c
void setup()
{
  // 设置 GPIO48 Pin 为输出模式
  pinMode(48,OUTPUT);
  // 设置48引脚 输出低电平
  digitalWrite(48,LOW);
}

void loop()
{
  // 设置48引脚 输出低电平
  digitalWrite(48,LOW);
  //延时100ms
  delay(100);
  // 设置48引脚 输出高电平
  digitalWrite(48,HIGH);
  //延时100ms
  delay(100);
}

4.4 闪烁灯效果 ​

开发板上标记着G48的LED灯，下载代码后将一会亮一会灭，持续循环。

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