STM32F4X RTC

什么是RTC

RTC全程叫Real-Time Clock实时时钟，是MCU中一个用来计时的模块。RTC的一个主要作用是用来显示实时时间，就像日常生活中的时钟一样，RTC除了可以显示时间之外，还有闹钟功能，唤醒功能等。很多的MCU里面都会有RTC模块，当然也可以外接RTC芯片使用。

STM32F4X RTC

STM32F4X RTC框图

1. RTC时钟源:RTC的时钟源有3个，分别是外部低频晶振(LSE)、内部低频晶振(LSI)和外部高频晶振(HSE)。一般来说我们都会选择32768Hz的LSE作为RTC的时钟源。
2. RTC分频器:时钟源选择好之后，就需要对时钟源进行分频。STM32F4X的RTC分频器有两个，分别是异步分频器7位的PREDIV_A和15位的同步分频器 PREDIV_A。RTC的分频由这两个分频器共同决定。
3. RTC闹钟:STM32F4X的RTC有两个闹钟，用户可以通过设置闹钟的触发条件，当闹钟设置的触发条件跟当前RTC的计数时间一致时就会产生一个信号，如果使能了闹钟中断，就会触发闹钟中断
4. RTC唤醒:当系统进入低功耗模式时，可以通过RTC唤醒系统。RTC有一个唤醒预分频器，可以设置2/4/6/8分频，还有一个16位的唤醒自动重装载寄存器，用来设置唤醒时间。
5. RTC影子寄存器:影子寄存器的作用是提供给用户读取日历使用，用户不能直接访问影子寄存器，由STM32F4X每隔两个TRCCLK周期进行复制。

STM32F4X RTC计数频率

对于RTC来说，我们需要得到一个1秒的计数频率，这样才符合日常生活的习惯。下面就以RTC的时钟源为32768Hz来计算，看如何得到1Hz的频率。
STM32F4X给出了RTC时钟频率的计算公式

STM32F4X的RTC分频需要PREDIV_A和PREDIV_S两个分频器共同决定。其中PREDIV_A为7位，PREDIV_S为15位。我们可以设置PREDIV_A为0x7F，PREDIV_S为0xFF。

F = 32768 / (0x7F + 1) * (0xFF + 1) = 32768 / 32768 = 1Hz
刚好可以得到1Hz的频率，这样就可以让RTC以1秒的频率进行计数。

STM32F4X RTC日历

用户可以设置RTC的日历功能，通过RTC_TR和RTC_DR寄存器可以设置日历。

STM32F4X RTC闹钟

STM32F4X的RTC有两个闹钟，分别是ALARM A和ALARM B。可以通过RTC_ALRMAR和RTC_ALRMBR进行设置。可以设置闹钟的触发条件和触发时间。

STM32F4X RTC例程

#include "rtc.h"
#define ALARM_HOUR_MIN_SEC  1 // 闹钟匹配 时分秒
#define ALARM_HOUR_MIN      2 // 闹钟匹配 时分
#define ALARM_MIN_SEC       3 // 闹钟匹配 分秒
#define ALARM_HOUR          4 // 闹钟匹配 时
#define ALARM_MIN           5 // 闹钟匹配 分
#define ALARM_SEC           6 // 闹钟匹配 秒
ErrorStatus rtc_set_time(u8 hour,u8 min,u8 sec,u8 ampm)
{
	RTC_TimeTypeDef RTC_TimeStruct;
	RTC_TimeStruct.RTC_H12 = ampm;
	RTC_TimeStruct.RTC_Hours = hour; // 设置小时
	RTC_TimeStruct.RTC_Minutes = min; // 设置分钟
	RTC_TimeStruct.RTC_Seconds = sec;// 设置秒
	return RTC_SetTime(RTC_Format_BIN,&RTC_TimeStruct);
}
ErrorStatus rtc_set_date(u8 year,u8 mon,u8 day,u8 week)
{
	RTC_DateTypeDef RTC_DateStruct;
	
	RTC_DateStruct.RTC_Date = day; // 设置日
	RTC_DateStruct.RTC_Month = mon; // 设置月
	RTC_DateStruct.RTC_WeekDay = week;// 设置周
	RTC_DateStruct.RTC_Year = year;//设置年
	return RTC_SetDate(RTC_Format_BIN,&RTC_DateStruct);
}

void set_alarm_time(u32 alarmx,u8 hour,u8 min,u8 sec,u8 week,u8 alarm_type)
{
	RTC_AlarmTypeDef RTC_AlarmStruct;
	RTC_TimeTypeDef RTC_AlarmTime; 
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
	EXTI_InitTypeDef   EXTI_InitStructure;
	
	
	RTC_AlarmCmd(alarmx,DISABLE); // 关闭闹钟
	
	RTC_AlarmTime.RTC_H12 = RTC_H12_AM;
	RTC_AlarmTime.RTC_Hours = hour; // 闹钟小时
	RTC_AlarmTime.RTC_Minutes = min; // 闹钟分
	RTC_AlarmTime.RTC_Seconds = sec;// 闹钟秒
	
	
	RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmDateWeekDay = week; // 闹钟周
	RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmDateWeekDaySel = RTC_AlarmDateWeekDaySel_Date;
	
	// 闹钟类型选择
	if(alarm_type == ALARM_HOUR_MIN_SEC)
		RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmMask = RTC_AlarmMask_DateWeekDay ;
	else if(alarm_type == ALARM_HOUR_MIN)
		RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmMask = RTC_AlarmMask_DateWeekDay | RTC_AlarmMask_Seconds;
	else if(alarm_type == ALARM_MIN_SEC)
		RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmMask = RTC_AlarmMask_DateWeekDay | RTC_AlarmMask_Hours;
	else if(alarm_type == ALARM_HOUR)
		RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmMask = RTC_AlarmMask_DateWeekDay | RTC_AlarmMask_Minutes | RTC_AlarmMask_Seconds;
	else if(alarm_type == ALARM_MIN)
		RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmMask = RTC_AlarmMask_DateWeekDay | RTC_AlarmMask_Hours | RTC_AlarmMask_Seconds;
	else if(alarm_type == ALARM_SEC)
		RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmMask = RTC_AlarmMask_DateWeekDay | RTC_AlarmMask_Hours | RTC_AlarmMask_Minutes;
	else
		RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmMask = RTC_AlarmMask_DateWeekDay | RTC_AlarmMask_Hours | RTC_AlarmMask_Minutes;
		
	RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmTime = RTC_AlarmTime;
	RTC_SetAlarm(RTC_Format_BIN,alarmx,&RTC_AlarmStruct);
	
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = RTC_Alarm_IRQn; // RTC 闹钟中断号
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority  = 2;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
	
	EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line17;//LINE17
	EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;//中断事件
	EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising; //上升沿触发 
	EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;//使能LINE17
	EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);//配置
	
	if (alarmx == RTC_Alarm_A)
	{
		RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_ALRA);
		RTC_ITConfig( RTC_IT_ALRA,ENABLE);
	}
	else if(alarmx == RTC_Alarm_B)
	{
		RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_ALRB);
		RTC_ITConfig( RTC_IT_ALRB,ENABLE);
	}
		
	RTC_AlarmCmd(alarmx,ENABLE);
}
	
u8 bsp_rtc_init(void)
{
	u32 lse_rdy_count = 0xFFFF;
	RTC_InitTypeDef RTC_InitStruct;
	
	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);//使能PWR时钟
	PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);	//使能后备寄存器访问 
	RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON); // 使能LSE时钟
	
	if(RTC_ReadBackupRegister(RTC_BKP_DR0) != 0x525443)  // 判断是不是第一次配置
	{
		while(1)
		{
			if(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) == SET) // 等待LSE时钟稳定
				break;
			
			lse_rdy_count--;
			delay_ms(10);
			if(lse_rdy_count == 0)
				return 1;
		}
		RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE); // RTC时钟源选择LSE时钟
		RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);                  // RTC使能
		
		
		// RTC最终的计数频率 = 32768 / (0x7F + 1) * (0xFF + 1) 
		RTC_InitStruct.RTC_AsynchPrediv = 0x7F; // 设置异步分频器
		RTC_InitStruct.RTC_HourFormat = RTC_HourFormat_24; // 24小时制
		RTC_InitStruct.RTC_SynchPrediv = 0xFF;  // 设置同步分频器
		RTC_Init(&RTC_InitStruct);

		
		rtc_set_time(4,7,4,RTC_H12_AM); // 设置时间 4:7:4
		rtc_set_date(23,9,8,5);         // 设置日期 2023-9-8 
		
		RTC_WriteBackupRegister(RTC_BKP_DR0,0x525443); // 如果是第一次就往备份寄存器写一个值
	}
	
	return 0;
	
}

void RTC_Alarm_IRQHandler(void)
{
	if(RTC_GetITStatus(RTC_IT_ALRA) == SET)
	{
		printf("Alarm A\r\n");
		RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_ALRA);
	}
	if(RTC_GetITStatus(RTC_IT_ALRB) == SET)
	{
		printf("Alarm B\r\n");
		RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_ALRB);
	}
	EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line17);	//清除中断线17的中断标志 	
}
int main(void)
{
	RTC_TimeTypeDef RTC_TimeStruct;
	RTC_DateTypeDef RTC_DateStruct;
	uint32_t crc_value = 0;
	NVIC_PriorityGroupConfig(2);
	system_tick_init();
	
	bsp_usart_init(115200);
	bsp_rtc_init();
	set_alarm_time(RTC_Alarm_A,10,0,55,2,ALARM_SEC); // 设置闹钟A 按秒闹 
	set_alarm_time(RTC_Alarm_B,10,1,45,2,ALARM_SEC); // 设置闹钟B 按秒闹
	
  while(1){

	  delay_ms(1000);
	  RTC_GetTime(RTC_Format_BIN,&RTC_TimeStruct);	// 获取时间
	  RTC_GetDate(RTC_Format_BIN, &RTC_DateStruct); // 获取日期
	  printf("20%02d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\r\n",RTC_DateStruct.RTC_Year,RTC_DateStruct.RTC_Month,RTC_DateStruct.RTC_Date,RTC_TimeStruct.RTC_Hours,RTC_TimeStruct.RTC_Minutes,RTC_TimeStruct.RTC_Seconds); 
		
	}
  
}
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