【esp32 学习笔记】采用 millis() 函数的非阻塞循环的写法

在ESP32的循环中，为了避免使用 delay(100) 等阻塞循环，有以下写法

*/
#define TimeInterval1  2000   //定义时间间隔1  2s
#define TimeInterval2  4000   //定义时间间隔1  4s
unsigned long tick = 0;       //定义当前系统运行的时间值
void setup() {
            
      
  // put your setup code here, to run once:
Serial.begin(9600);           //初始化串口
}

void loop() {
            
      
  tick = millis() ;           //获取当前系统运行的时间值
  if(tick % TimeInterval1 == 0)   //2s判断一次成功
  {
            
      
    Serial.println("1stask");     //执行2s的代码部分，这里是串口打印
    delay(1);                     //延时1ms，如果没有，会在1ms内多次进入，
  }                               //原因是因为系统运行的很快，执行串口打印，不需要1ms
  if(tick % TimeInterval2 == 0)   //下面同理
  {
            
      
    Serial.println("2stask");
    delay(1);
    
  }

}

另外，除了采用%（除余）方法，也经常采用以下三段式的写法：

void loop() {
  audio.loop(); // 必须频繁调用

  unsigned long currentMillis = millis();
  // 使用millis()检查是否到了执行时间，而不是delay()
  if (currentMillis - previousMillis >= interval) {
    previousMillis = currentMillis;
    doSomething(); // 执行你的其他任务
  }
}

三段分别是：

求当前时间
求上次执行时间和当前时间的间隔（是否超过设定间隔(时间周期））
如果满足，更新上次执行时间为当前时间，并执行任务
回到开头，如此循环....

于是就有了疑问：unsigned long currentMillis = millis();这里不会溢出吗？溢出了怎么办？

简短不看的结论

对于绝大多数ESP32应用：

其最大值为49.7天，这样的连续运行已经非常长了
大多数物联网设备会定期重启（OTA更新、看门狗复位、电源波动等）
即使设备真的连续运行了49.7天，我们的代码也能正确处理回绕

简短回答： 会越界，但完全不需要担心，因为C/C++的无符号长整型算术特性让它能够完美地处理这个"越界"问题。

详细解释

1. `millis()` 返回什么？

millis() 返回一个 unsigned long 类型的值，表示从ESP32启动开始经过的毫秒数。

unsigned long 的范围是 0 到 4,294,967,295 (即 2³² - 1)
当达到最大值后，它会自动回绕到0，就像汽车里程表从99999回到00000一样
这个回绕周期大约是 49.7天 (4,294,967,295 ÷ 1000 ÷ 60 ÷ 60 ÷ 24 ≈ 49.7天)

2. 为什么我们的代码不怕回绕？

关键在于我们使用的是无符号整数的减法运算，这种运算在发生回绕时仍然能给出正确的时间间隔。

让我们通过一个例子来理解：

假设场景：

previousMillis 在接近最大值时被保存
随后发生了回绕，currentMillis 变成了一个很小的值

unsigned long previousMillis = 4294967290; // 非常接近最大值
unsigned long interval = 1000; // 1秒

void loop() {
    unsigned long currentMillis = millis();
    
    // 关键检查：当回绕发生时会发生什么？
    if (currentMillis - previousMillis >= interval) {
        // 这个条件会在回绕时正确触发吗？
    }
}

计算过程：

当 currentMillis 回绕到 10（假设）时：

currentMillis - previousMillis 
= 10 - 4294967290

由于是无符号整数，这个减法会产生一个非常大的正数（实际上是算术上的负数，但被解释为正数）：

10 - 4294967290 = (一个很大的正数，具体是 10 + (4294967296 - 4294967290) = 16)

实际上，由于无符号整数的模运算特性：

10 - 4294967290 = 16 (因为 4294967290 + 16 = 4294967306，模 4294967296 = 10)

这个结果（16）显然大于我们的间隔（1000），所以条件判断为真，代码正确执行！

扩展：Arduino采用定时器实现非阻塞

示例框架如下：

#include <TimerOne.h>  //这个库需要自己去下载，

void setup() {
            
      
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(9600); //开启串口，用于调试
  Timer1.initialize(1000000);   //设置中断时间，1000000us = 1s
  Timer1.attachInterrupt(Timer1Task);  //设置中断服务程序
}

void loop() {
            
      
  // put your main code here, to run repeatedly:

}
void Timer1Task()     //1s执行以下程序
{
            
      

Serial.println("1stask");   //串口打印1s任务

}

参考资料：

https://blog.csdn.net/weixin_67907028/article/details/139886573

posted @ 2025-11-07 01:28 FBshark 阅读(38) 评论(0) 收藏举报

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