代码收藏家技术教程 2024-01-03

STM32实时时钟（RTC）详解

1.RTC简介

本质：计数器

RTC中断是外部中断（EXTI）

当VDD掉电的时候，Vbat可以通过电源—>实时计时

STM32的RTC外设（Real Time Clock），实质是一个掉电后还继续运行的定时器。从定时器的角度来说，相对于通用定时器TIM外设，它十分简单， 只有很纯粹的计时和触发中断的功能；但从 掉电还继续运行 的角度来说，它却是STM32中唯一一个具有如此强大功能的外设。所以RTC外设的复杂之处并不在于它的定时功能，而在于它掉电还继续运行的特性。

常用的RTC方案

1）一般都需要设计RTC外围电路（例如晶振，电源等）

2）一般都可以给RTC设置独立的电源（当内部Soc的内部电源VDD失效时，可以使用外部电源进行供电，实现掉电还能运行）

3）多数RTC的寄存器采用BCD码此处时间信息

RTC使用场景

2.STM32RTC框图介绍

一般分频后的时钟频率为1HZ

浅灰色的部分都是属于备份域的，在VDD掉电时可在VBAT的驱动下继续运行。这部分仅包括RTC的分频器，计数器，和闹钟控制器。

时钟源的选择

它使用的时钟源有三种，分别为高速外部时钟的128分频（HSE/128）、低速内部时钟LSI以及低速外部时钟LSE；使HSE分频时钟或LSI的话，在主电源VDD掉电的情况下，这两个时钟来源都会受到影响，因此没法保证RTC正常工作。因此RTC一般使用低速外部时钟LSE，在设计中，频率通常为实时时钟模块中常用的32.768KHz，这是因为32768 = 2^15，分频容易实现，所以它被广泛应用到RTC模块。

HSE(高速外部时钟)/128—》因为是需要使用到Soc内部的电源，所以不能使用

LSI(低速内部时钟)40KHZ—》因为容易受到温度影响，使用不使用

LSE32KHZ—-》低速外设接口（32.768KHZ）

1.RTC预分频器

在配置RTC模块的时钟时，通常把输入的32768Hz的RTCCLK进行32768分频得到实际驱动计数器的时钟TR_CLK = RTCCLK/32768= 1 Hz，计时周期为1秒，计时器在TR_CLK的驱动下计数，即每秒计数器RTC_CNT的值加1。

2.32位可编程计数器

1）从RTC的定时器特性来说，它是一个32位的计数器，只能向上计数。

2）在备份域中所有寄存器都是16位的， RTC控制相关的寄存器也不例外。它的计数器RTC_CNT的32位由RTC_CNTL和RTC_CNTH两个寄存器组成，分别保存定时计数值的低16位和高16位。

3.待机唤醒

有2种唤醒方式

4.RTC控制寄存器与APB1接口

3.后备寄存器和RTC寄存器特性

1）当主电源VDD有效时，由VDD给RTC外设供电；而当VDD掉电后，由VBAT给RTC外设供电。但无论由什么电源供电，RTC中的数据都保存在属于RTC的备份域中，若主电源VDD和VBAT都掉电，那么备份域中保存的所有数据将丢失。

2）后备寄存器可以用于保存掉电时的数据

4.RTC相关寄存器介绍

1.APB1 外设时钟使能寄存器(RCC_APB1ENR)

使能PWR&&BKP时钟

2.电源控制寄存器(PWR_CR)

使能对后备寄存器和RTC的访问权限

3.备份域控制寄存器 (RCC_BDCR)

1.开启RTC时钟

2.开启LSE时钟

3.选择RTC计数时钟源

4.RTC控制寄存器低位(RTC_CRL)

5.RTC控制寄存器高位(RTC_CRH)

6.RTC预分频装载寄存器(RTC_PRLH/RTC_PRLL)

7.RTC计数器寄存器 (RTC_CNTH / RTC_CNTL)

将年月日时分秒—》转换为“秒”

5.RTC基本配置步骤

6.时间设置和读取

7.通过串口打印当前时间

1.rtc初始化

2.rtc_msp

3.rtc_set_time

将输入的时间转换形式写入寄存器

//月份数据表											 
u8 const table_week[12]={0,3,3,6,1,4,6,2,5,0,3,5}; //月修正数据表	  
//平年的月份日期表
const u8 mon_table[12]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : RTC_Set
* 函数功能		   : RTC设置日期时间函数（以1970年1月1日为基准，把输入的时钟转换为秒钟）
						1970~2099年为合法年份
* 输    入         : syear：年  smon：月  sday：日
					hour：时   min：分	 sec：秒			
* 输    出         : 0,成功
        			 1,失败
*******************************************************************************/
u8 RTC_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec)
{
	u16 t;
	u32 seccount=0;
	if(syear<1970||syear>2099)return 1;	   
	for(t=1970;t<syear;t++)	//把所有年份的秒钟相加
	{
		if(Is_Leap_Year(t))seccount+=31622400;//闰年的秒钟数
		else seccount+=31536000;			  //平年的秒钟数
	}
	smon-=1;
	for(t=0;t<smon;t++)	   //把前面月份的秒钟数相加
	{
		seccount+=(u32)mon_table[t]*86400;//月份秒钟数相加
		if(Is_Leap_Year(syear)&&t==1)seccount+=86400;//闰年2月份增加一天的秒钟数	   
	}
	seccount+=(u32)(sday-1)*86400;//把前面日期的秒钟数相加 
	seccount+=(u32)hour*3600;//小时秒钟数
    seccount+=(u32)min*60;	 //分钟秒钟数
	seccount+=sec;//最后的秒钟加上去

	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);	//使能PWR和BKP外设时钟  
	PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);	//使能RTC和后备寄存器访问 
	RTC_SetCounter(seccount);	//设置RTC计数器的值

	RTC_WaitForLastTask();	//等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成  	
	return 0;	    
}

4.rtc_get_time

将从寄存器获得的值进行展示

//得到当前的时间
//返回值:0,成功;其他:错误代码.
u8 RTC_Get(void)
{
	static u16 daycnt=0;
	u32 timecount=0; 
	u32 temp=0;
	u16 temp1=0;	  
    timecount=RTC_GetCounter();	 
 	temp=timecount/86400;   //得到天数(秒钟数对应的)
	if(daycnt!=temp)//超过一天了
	{	  
		daycnt=temp;
		temp1=1970;	//从1970年开始
		while(temp>=365)
		{				 
			if(Is_Leap_Year(temp1))//是闰年
			{
				if(temp>=366)temp-=366;//闰年的秒钟数
				else {temp1++;break;}  
			}
			else temp-=365;	  //平年 
			temp1++;  
		}   
		calendar.w_year=temp1;//得到年份
		temp1=0;
		while(temp>=28)//超过了一个月
		{
			if(Is_Leap_Year(calendar.w_year)&&temp1==1)//当年是不是闰年/2月份
			{
				if(temp>=29)temp-=29;//闰年的秒钟数
				else break; 
			}
			else 
			{
				if(temp>=mon_table[temp1])temp-=mon_table[temp1];//平年
				else break;
			}
			temp1++;  
		}
		calendar.w_month=temp1+1;	//得到月份
		calendar.w_date=temp+1;  	//得到日期 
	}
	temp=timecount%86400;     		//得到秒钟数   	   
	calendar.hour=temp/3600;     	//小时
	calendar.min=(temp%3600)/60; 	//分钟	
	calendar.sec=(temp%3600)%60; 	//秒钟
	calendar.week=RTC_Get_Week(calendar.w_year,calendar.w_month,calendar.w_date);//获取星期   
	return 0;
}	 
//获得现在是星期几
//功能描述:输入公历日期得到星期(只允许1901-2099年)
//输入参数：公历年月日 
//返回值：星期号																						 
u8 RTC_Get_Week(u16 year,u8 month,u8 day)
{	
	u16 temp2;
	u8 yearH,yearL;
	
	yearH=year/100;	yearL=year%100; 
	// 如果为21世纪,年份数加100  
	if (yearH>19)yearL+=100;
	// 所过闰年数只算1900年之后的  
	temp2=yearL+yearL/4;
	temp2=temp2%7; 
	temp2=temp2+day+table_week[month-1];
	if (yearL%4==0&&month<3)temp2--;
	return(temp2%7);
}