• STM32 Cortex-M4 RTC实时时钟保姆级别总结

    一、概述

    实时时钟的缩写是RTC，RTC是集成电路，通常称为时钟芯片。RTC通常情况下需要外接32.768kHz晶体，匹配电容、备份电源等元件。

    作用：经常用来做时间的计算和显示来源。使用定时器，通过定时一秒钟也可以达到这个时间的计算和显示，定时器程序复位会回复到默认的数值。

    RTC的优点是：只要优点，时间就会一直的走下去，就算程序复位，时间也不会重置，有纽扣电池，就算单片机没电，时间也会一直计算下去，就算没有纽扣电池，拔掉单片机所有的输入电源，RTC才会停止。

    二、 特性

    包含亚秒、秒、分钟、小时（ 12/24 小时制）、星期几、日期、月份和年份的日历。软件可编程的夏令时补偿。

    两个具有中断功能的可编程闹钟。可通过任意日历字段的组合驱动闹钟。
    ● 自动唤醒单元，可周期性地生成标志以触发自动唤醒中断。
    ● 参考时钟检测：可使用更加精确的第二时钟源（50 Hz 或 60 Hz）来提高日历的精确度。
    ● 利用亚秒级移位特性与外部时钟实现精确同步。
    ● 可屏蔽中断/事件：
    — 闹钟 A
    — 闹钟 B
    — 唤醒中断
    — 时间戳
    — 入侵检测
    ● 数字校准电路（周期性计数器调整）
    — 精度为 5 ppm
    — 精度为 0.95 ppm，在数秒钟的校准窗口中获得
    ● 用于事件保存的时间戳功能（ 1 个事件）
    ● 入侵检测：
    — 2 个带可配置过滤器和内部上拉的入侵事件
    ● 20 个备份寄存器（ 80 字节）。发生入侵检测时间时，可以复位备份寄存器。

    三、RTC的时钟

       LSE：外部低速时钟

     

    初始化配置

    RTC寄存器是一个32位的寄出去你，除了当BYPSHAD=0时对日历影子寄存器执行的读访问之外，APB接口会在访问RTC寄存器时引入2个等待周期。

     日历配置

      系统复位后，应用可读取 RTC_ISR 寄存器中的 INITS 标志，以检查日历是否已初始化。如 
    果该标志为 0，表明日历尚未初始化，因为年份字段设置为其上电复位时的默认值 (0x00)。
    要在初始化之后读取日历，必须首先用软件检查 RTC_ISR 寄存器的 RSF 标志是否置 1。

    复位RTC

     

     同步RTC

      初始化平移操作前，用户必须检查确认 SS[15] = 0，以确保不会发生上溢。对 RTC_SHIFTR 寄存器执行写操作以启动平移操作时，硬件会将 SHPF 标志置 1 以指示平 移操作挂起。完成平移操作时，硬件会将将该位清零。该同步功能与参考时钟检测功能不兼容：当 REFCKON=1 时，固件不能对 RTC_SHIFTR 执 行写操作。

    RTC初始化步骤

    1、选择时钟源

     在时钟树开启相应的时钟，顺序如下：

     

    这一步的代码

    1. void rtc_init()
    2. {
    3.  
    4. 	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);//开电源
    5. 	PWR_BackupAccessCmd(ENABLE ); //使能后备寄存器访问
    6. }

    打开LSE后，需要进行精密校准，需要精密校准RTC的LSE时钟。

    使能RTC时钟，RCC文件里面专门为RTC提供时钟函数 ；

     

     2、使能PWR时钟

    使能PWR的电源接口时钟，

     想要激活RTC的写保护，那么必须显示使能PWR电源控制寄存器，因为这个控制器控制这RTC的写保护。

    接下来，就要进行对备份区的使能操作，

     

    3、使能后备区寄存器访问

    后备区和RTC内存是一起，所以后备区也需要使能，作用：第一次初始化完后，写入一个值，用于记录已经初始化过RTC的时间了，系统重启或者复位，我们需要读取这个备份区的数据，判断是否需要重新设置初始化时间。

     

    4、初始化RTC结构体

    在设置时间格式、预分频、初始化时间和日期，需要先进入初始化模式，时间和日期的值才可以更新。

    rtc.c

    1. void rtc_init()
    2. {
    3. 	RTC_InitTypeDef RTC_InitStructure;
    4. 	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);//开电源
    5. 	PWR_BackupAccessCmd(ENABLE ); //使能后备寄存器访问
    6. 	if(RTC_ReadBackupRegister(RTC_BKP_DR0)!=0X11)
    7. 	{
    8. 		RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);//LSE开启
    9. 		while(!RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY));//等待lse稳定
    10. 		RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);//设置LSE为RTC时钟
    11. 		RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
    12. 		rtc_SetTimeData(11,22,54,22,4,26,2);
    13. 		RTC_WriteBackupRegister(RTC_BKP_DR0,0X11);
    14. 	}
    15. 	 RTC_Set_AlarmA(2,11,38,20);
    16. 	 RTC_Set_AlarmB(2,16,21,0);
    17. }

    5、设置时间

    1. 	RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Hours=hour;
    2. 	RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Minutes=min;
    3. 	RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Seconds=sec;
    4. 	RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_H12=RTC_H12_AM;

     6、时钟日期

    现在相应的功能文件stm32f407x.rtc.h找到相应的时间和日期结构体函数；

     设置日期

    1. 	RTC_DateTypeInitStructure.RTC_Date=date;
    2. 	RTC_DateTypeInitStructure.RTC_Month=month;
    3. 	RTC_DateTypeInitStructure.RTC_WeekDay=week;
    4. 	RTC_DateTypeInitStructure.RTC_Year=year;

     7、备份区读写，用于判断是否初始化过时间

    1. void rtc_init()
    2. {
    3. 	RTC_InitTypeDef RTC_InitStructure;
    4. 	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);//开电源
    5. 	PWR_BackupAccessCmd(ENABLE ); //使能后备寄存器访问
    6. 	if(RTC_ReadBackupRegister(RTC_BKP_DR0)!=0X11)
    7. 	{
    8. 		RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);//LSE开启
    9. 		while(!RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY));//等待lse稳定
    10. 		RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);//设置LSE为RTC时钟
    11. 		RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
    12. 		rtc_SetTimeData(11,22,54,22,4,26,2);
    13. 		RTC_WriteBackupRegister(RTC_BKP_DR0,0X11);
    14. 	}
    15. 	 RTC_Set_AlarmA(2,11,38,20);
    16. 	 RTC_Set_AlarmB(2,16,21,0);
    17. }

     完整代码

    rtc.c

    1. #include "rtc.h" 
    2. #include "beep.h"
    3. #include "lcd.h"  
    4. #include "stdio.h"
    5.  
    6. u32 rct_AlarmA_flag;
    7. RTC_TimeTypeDef RTC_TimeTypeInitStructure;
    8. RTC_DateTypeDef RTC_DateTypeInitStructure;
    9. RTC_AlarmTypeDef RTC_AlarmStruct;
    10. //RTC时间设置函数
    11. //hour,min,sec:时,分,秒设定值
    12. //ampm:@RTC_AM_PM_Definitions:RTC_H12_AM/RTC_H12_PM
    13. //返回值:SUCEE(1),成功；ERROR(0),进入初始化模式失败 
    14.  
    15. void rtc_SetTimeData(u8 hour,u8 min,u8 sec,u8 year,
    16. 	u8 month,u8 date,u8 week)
    17. {
    18. 	RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Hours=hour;
    19. 	RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Minutes=min;
    20. 	RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Seconds=sec;
    21. 	RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_H12=RTC_H12_AM;
    22. 	
    23.   RTC_SetTime(RTC_Format_BIN,&RTC_TimeTypeInitStructure);
    24.     
    25. 	RTC_DateTypeInitStructure.RTC_Date=date;
    26. 	RTC_DateTypeInitStructure.RTC_Month=month;
    27. 	RTC_DateTypeInitStructure.RTC_WeekDay=week;
    28. 	RTC_DateTypeInitStructure.RTC_Year=year;
    29.     
    30.  RTC_SetDate(RTC_Format_BIN,&RTC_DateTypeInitStructure);
    31. }
    32.  
    33. void RTC_GetTimeDate(void)
    34. {
    35. 	 static u8 temp=0;
    36. 	 RTC_GetTime(RTC_Format_BIN,&RTC_TimeTypeInitStructure);
    37. 	 RTC_GetDate(RTC_Format_BIN,&RTC_DateTypeInitStructure);
    38. 	if(temp !=RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Seconds)
    39. 	{
    40. 		temp=RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Seconds;
    41. 		printf("%d:%d:%d\r\n",RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Hours,RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Minutes,RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Seconds);
    42. 	}
    43. 	
    44. }
    45.  
    46. void RTC_Set_AlarmA(u8 week,u8 hour,u8 min,u8 sec)
    47. {
    48. 	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
    49. 	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;
    50. 	RTC_AlarmCmd(RTC_Alarm_A, DISABLE);//关闭闹钟A
    51. 	
    52. 	RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Hours=hour;
    53. 	RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Minutes=min;
    54. 	RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Seconds=sec;
    55. 	RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_H12=RTC_H12_AM;
    56. 	
    57. 	RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmDateWeekDay=week;
    58. 	RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmDateWeekDaySel=RTC_AlarmDateWeekDaySel_WeekDay;
    59. 	RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmMask=RTC_AlarmMask_None; 
    60. 	RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmTime=RTC_TimeTypeInitStructure;
    61. 	RTC_SetAlarm(RTC_Format_BIN, RTC_Alarm_A,&RTC_AlarmStruct);
    62. 	
    63. 	
    64. 	EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line17;//中断线号0
    65. 	EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE; //中断线使能
    66. 	EXTI_InitStruct.EXTI_Mode   = EXTI_Mode_Interrupt;//中断模式
    67. 	EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;//上升沿触发
    68. 	EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
    69. 	
    70. 	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel =  RTC_Alarm_IRQn ;//中断源
    71. 	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//使能中断
    72. 	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;//抢占优先级
    73. 	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;//响应优先级
    74. 	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
    75. 	
    76. 	RTC_ITConfig( RTC_IT_ALRA, ENABLE);//S使能闹钟A中断
    77. 	RTC_AlarmCmd(RTC_Alarm_A, ENABLE);//开启闹钟A
    78. }
    79.  
    80. void RTC_Alarm_IRQHandler (void)
    81. {
    82. 	if(RTC_GetFlagStatus(RTC_FLAG_ALRAF))
    83. 	{
    84. 		rct_AlarmA_flag=1;
    85. 		RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_ALRA);
    86. 		EXTI_ClearITPendingBit( EXTI_Line17);
    87. 	}
    88. 	else if(RTC_GetFlagStatus(RTC_FLAG_ALRBF ))
    89. 	{
    90. 		RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_ALRB);
    91. 		EXTI_ClearITPendingBit( EXTI_Line17);
    92. 	}
    93. }
    94.  
    95. void RTC_Set_AlarmB(u8 week,u8 hour,u8 min,u8 sec)
    96. {
    97. 	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
    98. 	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;
    99. 	RTC_AlarmCmd(RTC_Alarm_B, DISABLE);//关闭闹钟B
    100. 	
    101. 	RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Hours=hour;
    102. 	RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Minutes=min;
    103. 	RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Seconds=sec;
    104. 	RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_H12=RTC_H12_AM;
    105. 	
    106. 	RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmDateWeekDay=week;
    107. 	RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmDateWeekDaySel=RTC_AlarmDateWeekDaySel_WeekDay;
    108. 	RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmMask=RTC_AlarmMask_None; 
    109. 	RTC_AlarmStruct.RTC_AlarmTime=RTC_TimeTypeInitStructure;
    110. 	RTC_SetAlarm(RTC_Format_BIN, RTC_Alarm_B,&RTC_AlarmStruct);
    111. 	
    112. 	
    113. 	EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line17;//中断线号0
    114. 	EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE; //中断线使能
    115. 	EXTI_InitStruct.EXTI_Mode   = EXTI_Mode_Interrupt;//中断模式
    116. 	EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;//上升沿触发
    117. 	EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
    118. 	
    119. 	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel =  RTC_Alarm_IRQn ;//中断源
    120. 	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//使能中断
    121. 	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;//抢占优先级
    122. 	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;//响应优先级
    123. 	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
    124. 	
    125. 	RTC_ITConfig( RTC_IT_ALRB, ENABLE);//S使能闹钟A中断
    126. 	RTC_AlarmCmd(RTC_Alarm_B, ENABLE);//开启闹钟A
    127. }
    128.  
    129. void Rtc_Lcd_Display(void)
    130. {
    131. 	char hour[10];
    132. 	char min[10];
    133. 	char sec[10];
    134. 	 RTC_GetTimeDate();
    135. 	sprintf(hour,"%.2d",RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Hours);
    136. 	sprintf(min,"%.2d",RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Minutes);
    137. 	sprintf(sec,"%.2d",RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Seconds);
    138. 	LCD_Show_Str_ChineseorChar(50,70,(u8 *)hour,BLACK,WHITE);
    139. 	LCD_Show_Str_ChineseorChar(80,70,(u8 *)min,BLACK,WHITE);
    140. 	LCD_Show_Str_ChineseorChar(110,70,(u8 *)sec,BLACK,WHITE);
    141. }
    142.  
    143. void rtc_init()
    144. {
    145. 	RTC_InitTypeDef RTC_InitStructure;
    146. 	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);//开电源
    147. 	PWR_BackupAccessCmd(ENABLE ); //使能后备寄存器访问
    148. 	if(RTC_ReadBackupRegister(RTC_BKP_DR0)!=0X11)
    149. 	{
    150. 		RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);//LSE开启
    151. 		while(!RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY));//等待lse稳定
    152. 		RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);//设置LSE为RTC时钟
    153. 		RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
    154. 		rtc_SetTimeData(11,22,54,22,4,26,2);
    155. 		RTC_WriteBackupRegister(RTC_BKP_DR0,0X11);
    156. 	}
    157. 	 RTC_Set_AlarmA(2,11,38,20);
    158. 	 RTC_Set_AlarmB(2,16,21,0);
    159. }
    160.  
    161.

     rtc.h

    1. #ifndef __RTC_DECLS
    2. #define __RTC_DECLS
    3.  
    4. #include "stm32f4xx.h" 
    5. #include "io_bit.h"
    6.  
    7.  
    8.  extern u32 rct_AlarmA_flag;
    9.  
    10. void beep_init(void);
    11. void rtc_init(void);
    12. void RTC_GetTimeDate(void);
    13.  
    14. void Rtc_Lcd_Display(void);
    15.  
    16. #endif

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