在 Arduino 编程中，delay() 函数是一个常见的工具，用于创建代码执行的延时。然而，delay() 函数的一个显著缺点是它会阻塞代码的执行。这意味着当 delay() 函数运行时，Arduino 将暂停其他所有的操作，直到延时结束。这种阻塞行为在某些简单的项目中可能是可接受的，但在需要同时运行多个任务的复杂项目中，这种方式会带来严重的问题。
例如，在一个需要同时读取传感器数据、控制输出设备和处理用户输入的项目中，使用 delay() 函数会导致其他任务无法按时执行，影响整个系统的响应能力和效率。为了解决这个问题，我们可以使用 millis() 函数来实现非阻塞延时。
millis() 函数返回自 Arduino 开机以来经过的毫秒数。这使得我们可以通过记录特定时刻的时间戳，并在后续的代码中检查是否已经经过了预定的时间，从而实现非阻塞延时。这种方法的核心思想是持续检查当前时间与记录的时间之间的差值，而不是暂停代码执行。
实现非阻塞延时的步骤
- 记录初始时间：在执行延时操作之前，使用
millis()函数记录当前时间。 - 检查时间差：在循环中持续检查当前时间与初始时间的差值，判断是否已经经过了预定的延时时间。
- 继续其他任务：在等待时间达到的过程中，允许代码继续执行其他任务。
以下是一个简单的例子，演示如何使用 millis() 函数实现非阻塞延时：
unsigned long previousMillis = 0; // 记录上一次更新的时间
const long interval = 1000; // 延时间隔（毫秒）void setup() {Serial.begin(9600);
}void loop() {unsigned long currentMillis = millis(); // 获取当前时间// 检查是否已经到达预定时间间隔if (currentMillis - previousMillis >= interval) {previousMillis = currentMillis; // 更新记录的时间// 执行需要延时的操作Serial.println("1秒已过");}// 执行其他任务// 例如，读取传感器数据或处理用户输入int sensorValue = analogRead(A0);Serial.println(sensorValue);
}
在这个例子中，程序每隔1秒钟执行一次特定的任务，同时在等待时间到达的过程中继续执行其他任务，如读取传感器数据。通过这种方式，我们避免了 delay() 函数带来的阻塞问题。
优势
使用 millis() 函数实现非阻塞延时有以下几个主要优势：
- 提高响应能力：代码可以在等待时间到达的过程中继续运行其他任务，提高了系统的响应速度。
- 多任务处理：允许多个任务并行运行，而不是因为一个延时操作而暂停整个系统。
- 更灵活的时间管理：可以轻松实现不同任务的不同延时要求，而不需要嵌套多个
delay()调用。
应用场景
在实际应用中，非阻塞延时的使用场景非常广泛。典型的应用包括：
- 实时数据采集：在传感器数据采集中，定期读取数据而不影响其他处理逻辑。
- LED 控制：在 LED 闪烁或其他定时控制中，同时处理按钮输入和状态显示。
- 机器人控制：在机器人项目中，处理多个传感器输入和执行动作，而不会因为单一的延时操作而影响整体协调。
总之，使用 millis() 函数来实现非阻塞延时是提升 Arduino 项目效率和响应能力的有效方法。通过理解和应用这种技术，开发者可以设计出更为复杂和功能强大的嵌入式系统。
