[其他ST产品]stm32之实时时钟RTC（掉电计时保持、秒中断、闹钟中断、溢出中断）

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stm32之实时时钟RTC（掉电计时保持、秒中断、闹钟中断、溢出中断）

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电梯直达

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梅花香自123

发表于 2022-12-24 15:23

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RTC, ST, STM, STM32, tc

stm32系列产品普遍都有实时时钟RTC模块，它提供一个掉电保持计时功能，掉电后由后备供电区域供电。除了提供时间和日期之外，还可以设置闹钟提醒，且可以在待机模式下设置闹钟唤醒系统。在一些小容量、中容量产品中，只有一个32位的计数寄存器，如果该计数寄存器自增1周期设置为1s，那么软件可以根据该计数寄存器的值算出当前的日期和时、分、秒。在一些大容量的产品中，年、月、日、时、分、秒都是独立的寄存器，可直接读出需要的值。

RTC简介

实时时钟是一个独立的定时器。RTC模块拥有一组连续计数的计数器，在相应软件配置下，可提供时钟日历的功能。修改计数器的值可以重新设置系统当前的时间和日期。

RTC模块和时钟配置系统(RCC_BDCR寄存器)处于后备区域，即在系统复位或从待机模式唤醒后，RTC的设置和时间维持不变。

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沙发

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梅花香自123

发表于 2022-12-24 15:24

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RTC特性

● 可编程的预分频系数：分频系数最高为220220

● 32位的可编程计数器，可用于较长时间段的测量。（若最小单位为秒：232232=4,294,967,295秒=49,710天 大概136年。）

● 2个分离的时钟：用于APB1接口的PCLK1和RTC时钟(RTC时钟的频率必须小于PCLK1时钟频率的四分之一以上)。

● 可以选择以下三种RTC的时钟源：

─ HSE时钟除以128；

─ LSE振荡器时钟；（常用的是外部低速，稳定精准，重要的是VDD掉电后可有后备供电区域给它供电）

─ LSI振荡器时钟。

● 2个独立的复位类型：

─ APB1接口由系统复位；

─ RTC核心(预分频器、闹钟、计数器和分频器)只能由后备域复位。（可导致后备区域复位：侵入事件、软件复位、VBAT掉电）

● 3个专门的可屏蔽中断：

─ 闹钟中断，用来产生一个软件可编程的闹钟中断。

─ 秒中断，用来产生一个可编程的周期性中断信号(最长可达1秒)。

─ 溢出中断，指示内部可编程计数器溢出并回转为0的状态。

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板凳

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梅花香自123

发表于 2022-12-24 15:25

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RTC功能框图

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地板

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梅花香自123

发表于 2022-12-24 15:26

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从左上角开始到右下角看图理解，系统通过APB1总线对后备区域的RTC进行通信，那三斜杠的意思是可断开，因为在系统掉电的时候RTC是独立的，只有在系统运行时才有可能会相通。RTCCLK（RTC时钟输入）必须小于PCLK1（低速AHB时钟）的三分之一以上。

RTC_PRL（预分频装载寄存器）的值决定TR_CLK脉冲产生的周期，RTC_DIV（预分频器余数寄存器）可读不可写，当RTCCLK的一个上升沿到来，RTC_DIV的值减1，减到0后硬件重载为RTC_PRL的值同时产生一个TR_CLK脉冲，一个TR_CLK脉冲的到来会使RTC_CNT（计数器寄存器）的值加1，同时产生一个RTC_Second中断（由软件配置是否使能，“秒中断”并不一定是一秒触发一次，具体是根据RTC时钟和RTC_PRL的值决定）。

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5楼

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梅花香自123

发表于 2022-12-24 15:28

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当RTC_CNT的值溢出后从0开始，并产生一个溢出中断（由软件配置是否使能）。当RTC_CNT等于RTC_CNTRTC_ALR（闹钟寄存器）时，产生一个闹钟中断（由软件配置是否使能，可在用在系统待机模式下唤醒系统）。

RTC_CR（RTC控制寄存器）不在后备区域，所以它的数据会随系统复位而复位，也就是说当系统下电是，秒中断、溢出中断、闹钟中断就不存在了，在下一次系统上电时需要重新初始化。图中“退出待机模式”有两种方法：RTC闹钟、WKUP引脚。

这里说一个图上没有的知识点，PC.13引脚也就是侵入检测引脚，它可以用来输出RTC闹钟脉冲、RTC秒脉冲或者是钟频率为 RTC 时钟除以 64的脉冲，后者在系统下电的情况下无法输出。

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6楼

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梅花香自123

发表于 2022-12-24 15:28

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寄存器的配置不作详细讲解，下面是利用标准库函数进行开发的RTC应用。

代码设计

复制#include "stm32f10x.h"

#include "stdio.h"

#include "string.h"

static void RTC_Configuration(void);

static void NVIC_Configuration(void);

static void USART1_Config(void);

static void Delay(__IO u32 nCount);

static char *USART_GetString(char *s);

char strbuf[50];

unsigned char HH,MM,SS;

static char cmd_SetTime[]="AT+SETTIME";//设置时间的指令

static char cmd_SetAlarm[]="AT+SETALARM";//设置闹钟的指令

int main(void)

{

USART1_Config();//串口1输出调试信息

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);//使能电源管理时钟，后备寄存器模块时钟

PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);//使能RTC和后备寄存器的访问

if(BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5)//如果在后备数据寄存器1读取到的值不是0xA5A5 说明后备寄存器（RTC等）未初始化

{

RTC_Configuration(); //配置RTC，时钟选用LSE（外部低速时钟）,RTC计数器1s自增1

RTC_WaitForLastTask();//等待RTC操作完成

RTC_SetCounter(0); //首次时间设置为 00:00:00

RTC_WaitForLastTask();//等待RTC操作完成

BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5);//后备数据寄存器1写入0xA5A5，标志RTC已初始化

}

else //系统复位，而后备寄存器并没有被复位时，无需再初始化RTC

{

if (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PORRST) != RESET){

printf("POR/PDR 复位\r\n"); //VDD掉电上电

}else if (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PINRST) != RESET){

printf("RESET引脚复位\r\n");

}else if (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_SFTRST) != RESET){

printf("软件复位\r\n");

}else if (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_IWDGRST) != RESET){

printf("独立看门狗复位\r\n");

}else if (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_WWDGRST) != RESET){

printf("窗口看门狗复位\r\n");

}else if (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LPWRRST) != RESET){

printf("低功耗复位\r\n");

}

//以上复位，后备寄存器的数据仍然保持

printf("不需要配置RTC.\r\n");

RTC_WaitForSynchro();//等待 RTC 寄存器与RTC的APB时钟同步

}

NVIC_Configuration();//配置RTC中断优先级

//以下三个中断根据需要开启，三者触发时都是进入RTC_IRQHandler中断函数，通过RTC_GetITStatus判断具体是哪个中断触发

#if 1 //（可选）

RTC_WaitForLastTask();//等待RTC操作完成，下同

RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE);//秒中断使能秒,用来产生一个可编程的周期性中断信号(最长可达1秒)。

RTC_WaitForLastTask();

#endif

#if 1 //（可选）

RTC_WaitForLastTask();

RTC_ITConfig(RTC_IT_ALR, ENABLE);//闹钟中断使能,用来产生一个软件可编程的闹钟中断。

RTC_WaitForLastTask();

#endif

#if 1 //（可选）

RTC_WaitForLastTask();

RTC_ITConfig(RTC_IT_OW, ENABLE);//溢出中断使能,指示内部可编程计数器溢出并回转为0的状态。

RTC_WaitForLastTask();

#endif

#if 1 //（可选）

/*BKP_RTCOutputSource_None 侵入检测管脚(PC.13)上无 RTC 输出

BKP_RTCOutputSource_CalibClock 侵入检测管脚(PC.13)上输出，其时钟频率为 RTC 时钟除以 64

BKP_RTCOutputSource_Alarm 侵入检测管脚(PC.13)上输出 RTC 闹钟脉冲

BKP_RTCOutputSource_Second 侵入检测管脚(PC.13)上输出 RTC 秒脉冲*/

BKP_TamperPinCmd(DISABLE);

BKP_RTCOutputConfig(BKP_RTCOutputSource_Second);

#endif

//清除复位标志

RCC_ClearFlag();

while(1)

{

if(USART_GetString(strbuf)!=NULL){

if(strncmp(strbuf,cmd_SetTime,strlen(cmd_SetTime))==0){

HH = (strbuf[strlen(cmd_SetTime)+1]-'0')*10 +(strbuf[strlen(cmd_SetTime)+2]-'0');

MM = (strbuf[strlen(cmd_SetTime)+4]-'0')*10 +(strbuf[strlen(cmd_SetTime)+5]-'0');

SS = (strbuf[strlen(cmd_SetTime)+7]-'0')*10 +(strbuf[strlen(cmd_SetTime)+8]-'0');

printf("设置RTC时间为 %d:%d:%d\r\n",HH,MM,SS);

RTC_WaitForLastTask();

RTC_SetCounter(HH*3600+MM*60+SS);//设置RTC当前计数寄存器的值

RTC_WaitForLastTask();

printf("设置RTC时间成功!\r\n");

}

if(strncmp(strbuf,cmd_SetAlarm,strlen(cmd_SetAlarm))==0){

HH = (strbuf[strlen(cmd_SetAlarm)+1]-'0')*10 +(strbuf[strlen(cmd_SetAlarm)+2]-'0');

MM = (strbuf[strlen(cmd_SetAlarm)+4]-'0')*10 +(strbuf[strlen(cmd_SetAlarm)+5]-'0');

SS = (strbuf[strlen(cmd_SetAlarm)+7]-'0')*10 +(strbuf[strlen(cmd_SetAlarm)+8]-'0');

printf("设置闹钟时间为 %d:%d:%d\r\n",HH,MM,SS);

RTC_WaitForLastTask();

RTC_SetAlarm(HH*3600+MM*60+SS);//设置RTC闹钟值,记得使能闹钟中断

RTC_WaitForLastTask();

printf("设置闹钟时间成功!\r\n");

}

}

}

}

void NVIC_Configuration(void)//配置RTC中断优先级

{

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = RTC_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

void RTC_Configuration(void)

{

BKP_DeInit();

RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);

while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) == RESET);//等待LSE（外部低速）时钟稳定

RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);//选择LSE时钟作为RTC时钟，此外还可以选择：LSI、HSE_Div128

RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);//使能RTC时钟

RTC_WaitForSynchro();//等待 RTC 寄存器与RTC的APB时钟同步

RTC_SetPrescaler(32767); //RTC period = RTCCLK/RTC_PR = (32.768 KHz)/(32767+1)=1s 这个决定“秒中断”触发的周期

RTC_WaitForLastTask();//等待RTC操作完成

}

void USART1_Config(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

//配置串口1（USART1）时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);

//配置串口1（USART1 Tx (PA.09)）

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

//配置串口1 USART1 Rx (PA.10)

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

//串口1模式（USART1 mode）配置

USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;//一般设置为9600;

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口

USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC);

}

int fputc(int ch, FILE *f)//重写标准库的fputc函数

{

//将Printf内容发往串口

while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)!=SET);

USART_SendData(USART1, (unsigned char) ch);

return (ch);

}

char *USART_GetString(char *s)//从串口阻塞等待一个字符串，遇到0x0d或者0x0a结束

{

char code;

char *str = s;

if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE)==RESET){

*s=0;

return NULL;

}

while(1){

if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE)!=RESET){

USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_RXNE);

code=USART_ReceiveData(USART1);

if(code == 0x0D||code ==0x0A){

*str=0;

break;

}else{

*str++ = code;

}

}

}

return s;

}

void Delay(__IO u32 nCount) //简单的延时函数

{

for(; nCount != 0; nCount--);

}

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7楼

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梅花香自123

发表于 2022-12-24 15:32

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在stm32f10x_it.c加入：复制unsigned int systick;

static unsigned char THH,TMM,TSS;

void RTC_IRQHandler(void)

{

if (RTC_GetITStatus(RTC_IT_SEC) != RESET) //秒中断

{

RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_SEC);

systick = RTC_GetCounter();

RTC_WaitForLastTask();

systick %= 86400; //24小时 = 86400s

THH = systick / 3600;

TMM = (systick % 3600) / 60;

TSS = (systick % 3600) % 60;

printf("当前系统时间：%.2d:%.2d:%.2d\r\n",THH,TMM,TSS);

}

if (RTC_GetITStatus(RTC_IT_ALR) != RESET) //闹钟中断

{

RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_ALR);

RTC_WaitForLastTask();

printf("闹钟中断触发.\r\n");

}

if (RTC_GetITStatus(RTC_IT_OW) != RESET) //溢出中断

{

RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_OW);

RTC_WaitForLastTask();

printf("溢出中断触发.\r\n");

}

}

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8楼

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梅花香自123

发表于 2022-12-24 15:33

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代码已经加入很多注释以便理解，这里不做讲解。编译编译后，串口线连接到电脑，检查VBAT引脚是否接了电池，没有的话接到电源上。

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9楼

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梅花香自123

发表于 2022-12-24 15:33

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在串口助手上操作：

758363a6ab5db6d41.png (76.87 KB, 下载次数: 1)

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10楼

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梅花香自123

发表于 2022-12-24 15:35

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发送两条命令进行调试，勾选发送新行：

设置时间：AT+SETTIME 09:50:10

设置闹钟时间：AT+SETALARM 09:50:15

如果想用示波器监测PC.13输出的脉冲，一定要排除电其他连在该引脚的器件，很多板子都会在该引脚接上一个led，这样会影响示波器检测到的波形。

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11楼

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梅花香自123

发表于 2022-12-24 15:36

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后备供电区域功耗很低，一个纽扣电池可以用很久，而且当VDD上电时会自动切换为VDD供电。由于晶振的性能会受温度的影响，当环境温度改变时会影响计时的准确性，可通过设置RTC 时钟校准值进行补偿。这个校准值需要随温度的变化配置不同的值，所以要进行温度标定实验，统计数据得出两者的关系。在板子上需要加入温度传感器以获取当前温度，再者设置相应的校准值。

代码还有很多不足，需要完善，这里重点是RTC功能的使用方法。如若有误，还望指出，谢谢。

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