充分利用开发板上所有的计时器。
音响、方波、延迟任务、定时重复，这些任务都需要应用开发板上的计时器才能完成。有时你甚至需要多个计时器同步运行，实现多线程任务。但是，当前Arduino社区并没有提供比较完善的计时器运行库。它们能够执行的任务模式非常有限，而且用户无法指定具体要使用哪个计时器。其结果就是，经常有一些使用计时器的库发生冲突，或者和用户自己的应用发生冲突。本项目旨在将计时器可能需要使用的所有功能在所有计时器上实现，最关键的是允许用户手动指定要使用的硬件计时器，避免冲突。
为了避免任何冲突，本库默认不会占用任何计时器，因而也无法使用。你需要在包含头文件前通过宏定义指定要使用的硬件计时器。如果你的项目只有一个翻译单元，可以直接按如下写法，根据实际需求注释或取消注释对应的计时器宏：
//AVR和SAM架构都支持的计时器
//#define TOFA_TIMER0
#define TOFA_TIMER1
//#define TOFA_TIMER2
#define TOFA_TIMER3
#define TOFA_TIMER4
#define TOFA_TIMER5
//SAM架构特有的计时器
#ifdef ARDUINO_ARCH_SAM
#define TOFA_TIMER6
#define TOFA_TIMER7
#define TOFA_TIMER8
//#define TOFA_REALTIMER
//#define TOFA_SYSTIMER
#endif
#include <TimersOneForAll_Declare.hpp>
#include <TimersOneForAll_Define.hpp>
using namespace Timers_one_for_all;用户应当查询Arduino标准库文档和任何其它第三方库文档，确认那些库占用了哪些计时器。不要定义那些被占用的计时器宏，这样本库就不会使用那些计时器，也就不会和那些库发生冲突。
另外，对于有多个翻译单元的项目，需要注意遵守单一定义规则，参阅跨翻译单元链接与单一定义规则。
此架构编译器必须启用C++17。打开“%LOCALAPPDATA%\Arduino15\packages\arduino\hardware\avr<版本号>\platform.txt”并将参数“-std=gnu++11”更改为-std=gnu++17。此架构最多支持0~5共6个计时器。
HardwareTimer0，该计时器有8位，即$2^8=256$个计时状态，支持COMPA和COMPB中断，但不支持OVF中断，因为该中断被内置函数millis();delay();micros();占用了。本库考虑到这个情况，用COMPA和COMPB中断同样能实现所有的计时功能，因此该计时器仍然可用，但会付出一些微妙的性能代价。此外，一旦使用此计时器后，再使用相关内置函数将产生未定义行为。因此，您仍应避免使用该计时器，除非其它计时器都处于繁忙状态。
HardwareTimer1/3/4/5，这些计时器都具有16位，即65536个计时状态，因此比8位计时器更精确。COMPA、COMPB和OVF三个中断都为可用。绝大多数情况下，这些计时器是您的首选。注意，3~5号计时器仅在Mega2560系列开发板中支持。
HardwareTimer2该计时器也是8位，但和0号计时器有些方面不同：
- 该计时器支持7种预分频模式，而所有其它计时器都只支持5种。因此该计时器比0号略微精确一些，但仍不如16位计时器。如果尚有空闲的16位计时器，应避免使用该计时器。
- 和16位计时器一样，该计时器的COMPA、COMPB和OVF中断都可用，没有被内置函数占用。
本架构部分代码参考DueTimer。此架构有11个计时器可用：
PeripheralTimers[]，周边计时器，这些是绝大多数情况下应尽可能使用的计时器，具有32位计数和84㎒精度，是最通用、精确且无副作用的计时器
RealTimer，实时计时器，具有32位计数和29.4㎑精度。较长的计时周期（跨天级别）中，通常对精度要求不高，使用此计时器可以降低功耗。由于人耳最高可听到约达20㎑的声音，与此计时器精度接近，在高音频段能够听出明显的音调偏差，一般不宜将此计时器用于产生音频。
SystemTimer，系统计时器，具有24位计数和84㎒精度。但是，此计时器为一些内置函数如millis();delay();micros();等依赖，使用系统计时器后再调用这些内置函数将产生未定义行为。一般应避免使用系统计时器。
通过宏定义指定要使用的硬件计时器后，如果不关心具体哪个任务使用哪个计时器，可以使用自动分配，获取一个通用的TimerClass指针（或具有自动释放功能的等效std::unique_ptr），而无需关心硬件实现细节：
// 可用的计时器个数
constexpr uint8_t NumTimers = (uint8_t)TimerEnum::_NumTimers;
// 计时器的最小精度单位
using Tick = std::chrono::duration<uint64_t, std::ratio<1, F_CPU>>;
// 使用此常数表示无限重复，直到手动停止
constexpr uint64_t InfiniteRepeat = -1;
// 分配一个接受自动分配的计时器。如果没有这样的计时器，返回nullptr。此方法优先分配序数较大的的计时器（对SAM架构，优后分配实时计时器和系统计时器）。在进入setup之前调用此方法是未定义行为。被此方法分配返回的计时器将不再接受自动分配，需要手动设置Allocatable才能使其重新接受自动分配。
TimerClass const* AllocateTimer();
// 分配一个接受自动分配的计时器unique_ptr。如果没有这样的计时器，返回指针值为nullptr。此方法优先分配序数较大的的计时器（对SAM架构，优后分配实时计时器和系统计时器）。在进入setup之前调用此方法是未定义行为。此unique_ptr析构前计时器将不再接受自动分配。
inline std::unique_ptr<TimerClass const, void (*)(TimerClass const*)> AllocateTimerUnique();指针指向一个具体的硬件计时器，调用TimerClass的成员方法布置任何计时任务。包括：
// 暂停计时器，使其相关功能暂时失效，但可以用Continue恢复，不会将计时器设为空闲。暂停一个已暂停的计时器将不做任何事。
void Pause() const;
// 继续计时器。继续一个非处于暂停状态的计时器将不做任何事
void Continue() const;
// 指示当前计时器是否接受自动分配。接受分配的计时器不一定空闲，应以Busy的返回值为准
bool Allocatable() const;
// 设置当前计时器是否接受自动分配。此项设置不会改变即使器的忙闲状态。
void Allocatable(bool A) const;
// 检查计时器是否忙碌。暂停的计时器也属于忙碌。忙碌的计时器也可能被自动分配，应以Allocatable的返回值为准
bool Busy() const;
// 终止计时器并设为空闲。一旦终止，任务将不能恢复。此操作不会改变计时器是否接受自动分配的状态。如果需要用新任务覆盖计时器上正在执行的其它任务，可以直接布置那个任务而无需先Stop。Stop确保上次布置任务的中断处理代码不再被执行，但不会还原已被任务修改的全局状态（如全局变量、引脚电平等）。
void Stop() const;
// 开始计时任务。稍后可用GetTiming获取已记录的时间。
void StartTiming() const;
// 获取从上次调用StartTiming以来经历的时间，排除中间暂停的时间。模板参数指定要返回的std::chrono::duration时间格式。如果上次StartTiming之后还调用了Stop或布置了其它任务，此方法将产生未定义行为。
template <typename T>
T GetTiming() const;
// 阻塞Duration时长。此方法一定会覆盖计时器的上一个任务，即使时长为0。此方法只能在主线程中使用，在中断处理函数中使用可能会永不返回。
template <typename T>
void Delay(T Duration) const;
// 在After时间后执行Do。不同于Delay，此方法不会阻塞当前线程，而是在指定时间后发起新的中断线程来执行任务。此方法一定会覆盖计时器的上一个任务，即使延时为0。
template <typename T>
void DoAfter(T After, std::move_only_function<void() const>&& Do) const;
// 每隔指定时间就重复执行任务，第一次执行也在指定时间之后。可选额外指定重复次数（默认无限重复）和所有重复结束后立即执行的回调。如果重复次数为0，此方法立即执行DoneCallback，不会覆盖计时器的上一个任务。
template <typename T>
void RepeatEvery(T Every, std::move_only_function<void() const>&& Do, uint64_t RepeatTimes = InfiniteRepeat, std::move_only_function<void() const>&& DoneCallback = []() {}) const;
// 每隔指定时间就重复执行任务，第一次执行也在指定时间之后。在指定的持续时间结束后执行回调。如果指定了DoneCallback，一定会覆盖计时器的上一个任务，即使持续时间为0。
template <typename T>
void RepeatEvery(T Every, std::move_only_function<void() const>&& Do, T RepeatDuration, std::move_only_function<void() const>&& DoneCallback = nullptr) const;
// 先在AfterA之后DoA，再在AfterB之后DoB，如此循环指定半周期数（即NumHalfPeriods为DoA和DoB被执行的次数之和，如果指定为奇数则DoA会比DoB多执行一次）。所有循环完毕后，可选执行一个回调。如果重复半周期数为0，此方法立即执行DoneCallback，不会覆盖计时器的上一个任务。
template <typename T>
void DoubleRepeat(T AfterA, std::move_only_function<void() const>&& DoA, T AfterB, std::move_only_function<void() const>&& DoB, uint64_t NumHalfPeriods = InfiniteRepeat, std::move_only_function<void() const>&& DoneCallback = []() {}) const;
// 先在AfterA之后DoA，再在AfterB之后DoB，如此循环指定时长（时间到后立即停止，因此DoA可能会比DoB多执行一次）。所有循环完毕后，可选执行一个回调。如果指定了DoneCallback，一定会覆盖计时器的上一个任务，即使持续时间为0。
template <typename T>
void DoubleRepeat(T AfterA, std::move_only_function<void() const>&& DoA, T AfterB, std::move_only_function<void() const>&& DoB, T RepeatDuration, std::move_only_function<void() const>&& DoneCallback = nullptr) const;所有时间参数都必须是std::chrono::duration的特化类型。一个函数中有多个时间参数的，那些参数必须是相同的特化类型。不同的特化类型可以用std::chrono_duration_cast相互转换。
绝大多数简单应用场景下，所有的std::move_only_function<void()const>&&实参都可以指定为（非成员）函数指针或一个临时的λ表达式。对于复杂场景，特别是涉及特殊资源的管理和释放时，需要注意输入的std::move_only_function<void()const>&&将会被移动构造而转移所有权，原对象将失效。对象直到被新任务覆盖前都不会自动析构，拥有的资源不会释放。如果这不是预期的行为，应当仅移交资源的引用，然后另外手动管理资源释放。
任务结束后，一般应当释放计时器，使其再次接受自动分配。但若使用unique_ptr则可以借助RAII机制自动释放计时器，而无需手动管理。
TimerClass const* Timer = AllocateTimer();
Timer->Delay(std::chrono::seconds(3));
//使用完毕后用Allocatable(true)释放计时器
Timer->Allocatable(true);
//如果使用unique_ptr，则可以自动释放：
{
std::unique_ptr<TimerClass const, void (*)(TimerClass const*)> TimerUnique = AllocateTimerUnique();
TimerUnique->Delay(std::chrono::seconds(3));
//TimerUnique析构时自动释放计时器
}如果你想用自定义的策略调度某些计时器，也可以使用Allocatable(false)禁止那些计时器参与自动分配。
本库包含两个头文件，一个Declare头TimersOneForAll_Declare.hpp，一个Define头TimersOneForAll_Define.hpp。如果你的项目只有一个翻译单元，则只需依次定义硬件计时器宏、包含Declare头、包含Define头即可。但是，如果你的项目包含多个翻译单元，需要特别小心遵守单一定义规则。这是因为TimersOneForAll_Define.hpp中包含非内联的函数和变量定义，C++语言标准不允许这样的定义被包含在多个翻译单元中。此外，Define头依赖Declare头，因此Define头的包含必须在Declare头之后。
换句话说，对于具有多个翻译单元的项目：
- 所有使用了本库功能的翻译单元，必须均包含完全相同的硬件计时器宏定义和Declare头
- 在包含了Declare头的所有翻译单元中，必须有且仅有唯一一个单元还包含Define头
在每个翻译单元中重复包含相同的硬件计时器宏定义可能会显得繁琐。所以推荐的做法是，创建一个专门的头文件包含硬件计时器宏定义和Declare头，然后在所有使用了本库功能的翻译单元中包含这个专门的头文件，然后任选其中一个翻译单元再额外包含Define头。具体写法可以参考MultiTU示例项目。
这个设计可能相比于一般的库来说显得繁琐，但这是Arduino（而非作者）的计时器中断系统设计使然。Arduino为每个计时器规定了一个具有特定名称的非内联的中断处理函数，根据单一定义规则，这些函数只能在一个翻译单元中定义。Arduino为实现一些内置函数，已经预先占用了一些定义，但使用了GCC的弱符号扩展功能，以允许用户或第三方的定义将其覆盖掉——但也只能覆盖一次，本库无法再次定义弱符号，否则编译器不知道该选哪个。当用户除了本库之外还使用了其它直接使用计时器的库时，就会出现中断处理函数的多重定义问题。
为了适应各种可能的计时器争用环境，唯一的解决方法就是由用户通过宏定义来指明本库应当定义哪些中断处理函数。由于这些定义无法事先确定，因此也只能存在于用户提供的翻译单元中，那么单一定义规则的处理也只能由用户来负责。即由用户负责提供一个翻译单元来存放唯一一次中断函数定义，而其它翻译单元通过Declare头来引用它们。
而从本库往上，调用本库的上层结构是在运行时动态地提供可调用对象，因此不会出现定义冲突，所有调用本库的代码都可以共享所有硬件计时器。如果你是库开发者，建议调用本库实现计时相关功能，而不要直接定义最底层的中断处理函数。