目錄

RTC實(shí)時時鐘

功能框圖

UNIX時間戳

初始化結(jié)構(gòu)體

RTC時間結(jié)構(gòu)體

RTC日期結(jié)構(gòu)體

RTC鬧鐘結(jié)構(gòu)體

進(jìn)入和退出配置函數(shù)

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)1：顯示日歷

常規(guī)配置

RTC配置

測試環(huán)節(jié)

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)2：鬧鐘

常規(guī)配置

RTC配置

測試環(huán)節(jié)

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

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RTC實(shí)時時鐘

STM32的RTC外設(shè)，實(shí)質(zhì)上是一個掉電后還繼續(xù)運(yùn)行的定時器。類似于通用定時器TIM外設(shè)，可以計(jì)時和觸發(fā)中斷。

掉電指的是電源VDD斷開時為了RTC外設(shè)掉電繼續(xù)運(yùn)行，必須接上鋰電池給STM32的RTC、備份發(fā)卡通過Vbat引腳供電。當(dāng)主電源VDD有效時由VDD給RTC外設(shè)供電，當(dāng)CDD掉電后，由Vbat給RTC外設(shè)供電。但無論由什么電源供電，RTC的數(shù)據(jù)都保存在屬于RTC的備份域中，若主電源VDD和Vbat都掉電，則備份域保存的所有數(shù)據(jù)將丟失。備份域除了RTC模塊的寄存器，還有42個16位的寄存器可以在VDD掉電時保存用戶程序的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)復(fù)位或電源復(fù)位時，數(shù)據(jù)也不會清空。

從RTC的定時器特性來說，是一個32位的遞增計(jì)數(shù)器。時鐘源有三種：HSE/128、LSI和LSE。

使用LSI或HSE/8時鐘源，在主電源VDD掉電時，這兩個時鐘來源都會受到影響，因此無法保證RTC正常工作。因此RTC一般使用LSE。在設(shè)計(jì)中，頻率通常為32.768kHz。

在主電源VDD有效并處于待機(jī)模式時，RTC還可以配置鬧鐘事件時STM32退出待機(jī)模式。

功能框圖

淺灰色部分屬于備份域，VDD掉電時可在Vbat的驅(qū)動下繼續(xù)運(yùn)行。包括了RTC分頻器、計(jì)數(shù)器、鬧鐘控制器。

若VDD電源有效，RTC可以觸發(fā)RTC_Second（秒中斷）、RTC_Overflow（溢出事件）和RTC_Alarm（鬧鐘中斷）。從結(jié)構(gòu)圖可以分析出，定時器溢出中斷無法被配置為中斷。

若STM32處于待機(jī)模式，可由鬧鐘事件或WKUP事件（外部喚醒事件，屬于EXTI模塊，不屬于RTC）退出待機(jī)模式。

鬧鐘事件在計(jì)數(shù)器RTC_CNT的值等于鬧鐘寄存器RTC_ALR的值時觸發(fā)。

在備份域中所有寄存器都是16位的，RTC控制相關(guān)的寄存器也不例外。它的計(jì)數(shù)器RTC_CNT的32位由RTC_CNTL和RTC_CNTH這兩個寄存器組成。

在配置RTC模塊的時鐘時，通常把輸入的32768Hz的RTCCLK進(jìn)行32768分頻得到實(shí)際驅(qū)動計(jì)數(shù)器的時鐘TR_CLK =?RTCCLK / 32768 =1Hz，計(jì)數(shù)周期為1s，計(jì)數(shù)器在TR_CLK的驅(qū)動下計(jì)數(shù)，即每秒計(jì)數(shù)器RTC_CNT的值+1。

由于備份域的存在，使得RTC核具有了完全獨(dú)立于APB1接口的特性，也因此對RTC寄存器的訪問要遵守一定的規(guī)則。

系統(tǒng)復(fù)位后，默認(rèn)禁止訪問后備寄存器和RTC，防止對后備區(qū)域（BKP）的意外寫操作。執(zhí)行以下操作使能對后備寄存器和RTC的訪問：

? ? ? ? 設(shè)置RCC_APB1ENR：PWREN、BKPEN位來使能電源和后備接口時鐘。

? ? ? ? 設(shè)置PWR_CR：DBP位使能對后備寄存器和RTC的訪問。

設(shè)置后備寄存器為可寫訪問后，在第一次通過APB1接口訪問RTC時，因?yàn)闀r鐘頻率的差異，所以必須等待APB1和RTC外設(shè)同步，確保被讀取出來的RTC寄存器值是正確的。若在同步后，一直沒有關(guān)閉APB1的RTC外設(shè)接口，就不需要再次同步了。

如果內(nèi)核要對RTC寄存器進(jìn)行任何寫操作，在內(nèi)核寫出寫指令后，RTC模塊在3個RTCCLK時鐘后才開始正式的寫RTC寄存器操作。由于RTCCLK的頻率比內(nèi)核主頻低得多，所以每次操作后都必須檢查RTC關(guān)閉操作標(biāo)志位RTOFF，當(dāng)這個標(biāo)志位被置1，寫操作才正式完成。

當(dāng)然，以上操作都具有對應(yīng)的庫函數(shù)，不需要具體的查閱寄存器。?

UNIX時間戳

RTC_CNT是32位寄存器，可存儲的最大值為2^32-1，即約等于136年。

如某個時刻讀取計(jì)數(shù)器的值為2天的秒數(shù)，以2011.1.1 0:0:0時間置0計(jì)數(shù)器的，則可以算出是2011.1.3 0:0:0時間，計(jì)數(shù)器會在2011+136年左右溢出。定時器被置0的時間為計(jì)數(shù)元年，相對計(jì)時元年的秒數(shù)為時間戳（計(jì)數(shù)器的值）。

大多數(shù)操作系統(tǒng)都是利用時間戳和計(jì)時元年來計(jì)算當(dāng)前時間的，有個標(biāo)準(zhǔn)：UNIX時間戳和UNIX計(jì)時元年。

UNIX計(jì)時元年被設(shè)置為格林威治時間1970.1.1 0:0:0時間。

在這個計(jì)時系統(tǒng)上，使用的是有符號的32位整形變量來保存UNIX時間戳，因此最高位表示符號，時間戳能顯示的范圍更小了，會在2038.1.19 3:14:07時間溢出。

網(wǎng)頁上可搜：UNIX時間戳?？蓪?shí)時查看。

初始化結(jié)構(gòu)體

STM32 HAL庫對RTC控制提供了完善的函數(shù)。

typedef struct {uint32_t AsynchPrediv;    /* 配置RTC_CLK的異步分頻因子（0x00~0x7F ) ，具體由RTC_PRER：PREDIV_A[6:0]配置 */uint32_t OutPut;          /* RTCEx輸出通道設(shè)置，指定哪一路信號作為RTC的輸出，禁止輸出/鬧鐘A輸出/鬧鐘B輸出/喚醒輸出 */} RTC_InitTypeDef;

RTC時間結(jié)構(gòu)體

用來設(shè)置初始時間，配置的是RTC時間寄存器RTC_TR。

 typedef struct {uint8_t Hours;    /* 小時設(shè)置。12小時制式時，0~11；24小時制式時，0~23 */uint8_t Minutes;  /* 分鐘設(shè)置，0~59 */uint8_t Seconds;  /* 秒設(shè)置，0~59 */} RTC_TimeTypeDef;

RTC日期結(jié)構(gòu)體

用來設(shè)置初始日期，配置的是RTC日期寄存器RTC_DR。

typedef struct {uint8_t WeekDay; /* 星期幾設(shè)置，1~7 */uint8_t Month;   /* 月份設(shè)置，1~12 */uint8_t Date;    /* 日期設(shè)置，1~31 */uint8_t Year;    /* 年份設(shè)置，0~99 */} RTC_DateTypeDef;

RTC鬧鐘結(jié)構(gòu)體

用來設(shè)置鬧鐘時間，設(shè)置的格式為[星期/日期]-[時]-[分]-[秒]，4個字段，每個字段可以設(shè)置為有效或無效（MASK）。如果MASK掉[星期/日期]字段，則每天鬧鐘都會響。

typedef struct {RTC_TimeTypeDef AlarmTime;     /* 設(shè)定RTC時間寄存器的值：時/分/秒 */uint32_t Alarm;                /* RTC 鬧鐘選擇：鬧鐘A、鬧鐘B */} RTC_AlarmTypeDef;

進(jìn)入和退出配置函數(shù)

/*** @brief  進(jìn)入 RTC 配置模式 .* @param  None* @retval None*/void RTC_EnterConfigMode(void){/* 設(shè)置 CNF 位進(jìn)入配置模式 */RTC->CRL |= RTC_CRL_CNF;}/** @brief  退出 RTC 配置模式 .* @param  None* @retval None*/void RTC_ExitConfigMode(void){/* 清空  CNF 位退出配置模式 */RTC->CRL &= (uint16_t)~((uint16_t)RTC_CRL_CNF);}

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)1：顯示日歷

常規(guī)配置

USART1：帶中斷，支持printf輸出。

RTC配置

RTC_HandleTypeDef hrtc;/* RTC init function */
void MX_RTC_Init(void)
{RTC_TimeTypeDef sTime = {0};RTC_DateTypeDef DateToUpdate = {0};/* USER CODE BEGIN RTC_Init 1 *//* 判斷是否首次上電 */if (HAL_RTCEx_BKUPRead(&hrtc, RTC_BKP_DR1) != 0x5050){HAL_RTCEx_BKUPWrite(&hrtc, RTC_BKP_DR1, 0x5050);	// 插入BKP數(shù)值判斷/* USER CODE END RTC_Init 1 *//** Initialize RTC Only*/hrtc.Instance = RTC;hrtc.Init.AsynchPrediv = RTC_AUTO_1_SECOND;hrtc.Init.OutPut = RTC_OUTPUTSOURCE_NONE;if (HAL_RTC_Init(&hrtc) != HAL_OK){Error_Handler();}/** Initialize RTC and set the Time and Date*/sTime.Hours = 0x0;sTime.Minutes = 0x0;sTime.Seconds = 0x0;if (HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK){Error_Handler();}DateToUpdate.WeekDay = RTC_WEEKDAY_MONDAY;DateToUpdate.Month = RTC_MONTH_JANUARY;DateToUpdate.Date = 0x1;DateToUpdate.Year = 0x0;if (HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &DateToUpdate, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK){Error_Handler();}/* USER CODE BEGIN RTC_Init 2 */}/* USER CODE END RTC_Init 2 */
}void HAL_RTC_MspInit(RTC_HandleTypeDef *rtcHandle)
{if (rtcHandle->Instance == RTC){HAL_PWR_EnableBkUpAccess();	// 取消BKP區(qū)域?qū)懕Ｗo(hù)，才能進(jìn)行時間保存和計(jì)時/* Enable BKP CLK enable for backup registers */__HAL_RCC_BKP_CLK_ENABLE();	// 開啟BKP時鐘/* RTC clock enable */__HAL_RCC_RTC_ENABLE();}
}void HAL_RTC_MspDeInit(RTC_HandleTypeDef *rtcHandle)
{if (rtcHandle->Instance == RTC){__HAL_RCC_RTC_DISABLE();}
}

測試環(huán)節(jié)

#include "string.h"uint8_t RxBuffer[20];void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{if(huart == &huart1){}
}void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{if(huart == &huart1){// A5 5A 00 01 01 00 00 00if(RxBuffer[0]==0xA5 && RxBuffer[1]==0x5A){RTC_DateTypeDef RtcDate;RTC_TimeTypeDef RtcTime;RtcTime.Hours = RxBuffer[5];RtcTime.Minutes = RxBuffer[6];RtcTime.Seconds = RxBuffer[7];if (HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &RtcTime, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK){Error_Handler();}// 星期內(nèi)部自動校正RtcDate.WeekDay = RTC_WEEKDAY_MONDAY;RtcDate.Month = RxBuffer[3];RtcDate.Date = RxBuffer[4];RtcDate.Year = RxBuffer[2];if (HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &RtcDate, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK){Error_Handler();}memset(RxBuffer, 0, sizeof(RxBuffer));HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&RxBuffer, 8);}}	
}void test(void)
{RTC_DateTypeDef RtcDate;RTC_TimeTypeDef RtcTime;HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&RxBuffer, 8);while(1){HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &RtcTime,  RTC_FORMAT_BIN);	// 讀出時間值HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &RtcDate,  RTC_FORMAT_BIN);	// 一定要先讀時間后讀日期，這樣才能校正星期參數(shù)printf("實(shí)時時間：%04d-%02d-%02d  %02d:%02d:%02d 星期：%2d\r\n", 2000+RtcDate.Year, RtcDate.Month, RtcDate.Date, RtcTime.Hours, RtcTime.Minutes, RtcTime.Seconds, RtcDate.WeekDay);//顯示日期時間HAL_Delay(1000);}
}

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)2：鬧鐘

常規(guī)配置

USART1：帶中斷，支持printf輸出。

蜂鳴器配置。

RTC配置

RTC_HandleTypeDef hrtc;void MX_RTC_Init(void)
{RTC_TimeTypeDef sTime = {0};RTC_DateTypeDef DateToUpdate = {0};RTC_AlarmTypeDef sAlarm = {0};/* USER CODE BEGIN RTC_Init 1 *//* 判斷是否首次上電 */if (HAL_RTCEx_BKUPRead(&hrtc, RTC_BKP_DR1) != 0x5050){HAL_RTCEx_BKUPWrite(&hrtc, RTC_BKP_DR1, 0x5050);	// 插入BKP數(shù)值判斷/* USER CODE END RTC_Init 1 *//** Initialize RTC Only*/hrtc.Instance = RTC;hrtc.Init.AsynchPrediv = RTC_AUTO_1_SECOND;hrtc.Init.OutPut = RTC_OUTPUTSOURCE_ALARM;if (HAL_RTC_Init(&hrtc) != HAL_OK){Error_Handler();}/** Initialize RTC and set the Time and Date*/sTime.Hours = 0x0;sTime.Minutes = 0x0;sTime.Seconds = 0x0;if (HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK){Error_Handler();}DateToUpdate.WeekDay = RTC_WEEKDAY_MONDAY;DateToUpdate.Month = RTC_MONTH_JANUARY;DateToUpdate.Date = 0x1;DateToUpdate.Year = 0x0;if (HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &DateToUpdate, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK){Error_Handler();}/** Enable the Alarm A*/sAlarm.AlarmTime.Hours = 0x0;sAlarm.AlarmTime.Minutes = 0x1;sAlarm.AlarmTime.Seconds = 0x0;sAlarm.Alarm = RTC_ALARM_A;if (HAL_RTC_SetAlarm_IT(&hrtc, &sAlarm, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK){Error_Handler();}/* USER CODE BEGIN RTC_Init 2 */}/* USER CODE END RTC_Init 2 */
}void HAL_RTC_MspInit(RTC_HandleTypeDef *rtcHandle)
{if (rtcHandle->Instance == RTC){HAL_PWR_EnableBkUpAccess();/* Enable BKP CLK enable for backup registers */__HAL_RCC_BKP_CLK_ENABLE();/* RTC clock enable */__HAL_RCC_RTC_ENABLE();/* RTC interrupt Init */HAL_NVIC_SetPriority(RTC_Alarm_IRQn, 0, 0);HAL_NVIC_EnableIRQ(RTC_Alarm_IRQn);}
}void HAL_RTC_MspDeInit(RTC_HandleTypeDef *rtcHandle)
{if (rtcHandle->Instance == RTC){__HAL_RCC_RTC_DISABLE();/* RTC interrupt Deinit */HAL_NVIC_DisableIRQ(RTC_Alarm_IRQn);}
}

測試環(huán)節(jié)

#include "string.h"uint8_t RxBuffer[20];void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{if(huart == &huart1){}
}void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{if(huart == &huart1){// A5 5A 00 01 01 00 00 00if(RxBuffer[0]==0xA5 && RxBuffer[1]==0x5A){RTC_DateTypeDef RtcDate;RTC_TimeTypeDef RtcTime;RTC_AlarmTypeDef RtcAlarm;RtcTime.Hours = RxBuffer[5];RtcTime.Minutes = RxBuffer[6];RtcTime.Seconds = RxBuffer[7];if (HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &RtcTime, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK){Error_Handler();}// 星期內(nèi)部自動校正RtcDate.WeekDay = RTC_WEEKDAY_MONDAY;RtcDate.Month = RxBuffer[3];RtcDate.Date = RxBuffer[4];RtcDate.Year = RxBuffer[2];if (HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &RtcDate, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK){Error_Handler();}RtcAlarm.AlarmTime.Hours = RxBuffer[5];RtcAlarm.AlarmTime.Minutes = RxBuffer[6];RtcAlarm.AlarmTime.Seconds = RxBuffer[7] + 0x10;RtcAlarm.Alarm = RTC_ALARM_A;if (HAL_RTC_SetAlarm_IT(&hrtc, &RtcAlarm, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK){Error_Handler();}memset(RxBuffer, 0, sizeof(RxBuffer));HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&RxBuffer, 8);}}	
}void HAL_RTC_AlarmAEventCallback(RTC_HandleTypeDef *hrtc)
{HAL_GPIO_TogglePin(LED_G_GPIO_Port, LED_G_Pin);
}void test(void)
{RTC_DateTypeDef RtcDate;RTC_TimeTypeDef RtcTime;初始化HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&RxBuffer, 8);while(1){HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &RtcTime,  RTC_FORMAT_BIN);	// 讀出時間值HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &RtcDate,  RTC_FORMAT_BIN);	// 一定要先讀時間后讀日期，這樣才能校正星期參數(shù)printf("實(shí)時時間：%04d-%02d-%02d  %02d:%02d:%02d 星期：%2d\r\n", 2000+RtcDate.Year, RtcDate.Month, RtcDate.Date, RtcTime.Hours, RtcTime.Minutes, RtcTime.Seconds, RtcDate.WeekDay);//顯示日期時間HAL_Delay(1000);}
}

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

上電運(yùn)行，LED默認(rèn)滅。一分鐘后LED亮綠燈。

通過串口調(diào)試助手發(fā)送A55A231101000000，10秒后LED滅。