代码收藏家技术教程 2025-01-09

《第十二部分》2.STM32之RTC实时时钟实验

RTC（Real-Time Clock） 是微控制器中用于追踪当前时间的硬件模块。STM32微控制器中的RTC模块被广泛应用于需要精确时间管理的应用，例如计时、闹钟、日历、定时器等。

STM32的RTC模块通常由备份寄存器、时钟源、时间计数器以及一系列用于时间管理和中断的功能组成。

主要功能

时钟管理：
独立看门狗时钟（LSE）：STM32的RTC通常依赖于独立的低速外部晶振（LSE，32.768 kHz）作为时钟源。这个晶振非常适合用于时间追踪，因为它具有高精度和低功耗特性。
独立内部振荡器（LSI）：如果外部晶振不可用，可以使用内部低速振荡器（LSI）作为RTC的时钟源，但其精度较低。
时间计数：
RTC模块包含一个计数器，用于精确记录时间。它的计数周期通常是1秒，随着时间推移不断递增。
RTC支持年、月、日、小时、分钟和秒的时间设置，能够形成完整的日历系统。
日期和时间的存储：
日期和时间（年、月、日、小时、分钟、秒）存储在RTC的寄存器中，用户可以读写这些寄存器来获取或设置当前的时间信息。
RTC备份寄存器：RTC还提供了一些备份寄存器（BKP），可以存储一些需要在掉电后保留的数据，如设置的时间、日期等。
闹钟和定时器功能：
STM32的RTC支持闹钟功能，可以设置一个预定的时间，当到达该时间时触发中断或唤醒微控制器。
闹钟：可以配置为定时器，支持年/月/日的多种组合。
支持 秒脉冲 输出和RTC输出，通过外部引脚输出时钟或时间信号。
低功耗模式：
RTC的低功耗特性使其在微控制器进入低功耗模式时仍能保持运行。STM32的RTC模块能够在系统进入睡眠或待机模式时继续工作，并且可以通过外部引脚或定时器唤醒系统。
备份域：RTC的电源可以通过外部备用电池（如纽扣电池）供电，使得即使系统掉电时，RTC仍然能够维持时钟运作。
中断和事件管理：
STM32的RTC支持多种中断，例如秒中断、闹钟中断、溢出中断等，可以通过配置来启用中断服务功能。
RTC还可以产生事件，触发外部引脚或中断来通知系统。

RTC模块的典型应用

时间记录和管理：用于嵌入式设备中进行精确的时间记录，如温度记录仪、数据记录器等。

闹钟和定时任务：在需要定时执行任务的应用中，RTC可以作为定时器来定期触发事件。

低功耗设备：RTC能够在系统处于低功耗状态时保持运行，非常适合长时间工作的电池供电设备。

STM32 RTC常用功能

配置时间：可以设置年、月、日、小时、分钟、秒等。

获取当前时间：读取RTC的时间寄存器，获得当前的日期和时间。

闹钟功能：设置闹钟时间，当时间到达时触发中断。

RTC中断：可以配置RTC的秒中断、溢出中断等，用于触发定时任务。

RTC的工作模式

正常模式：RTC计数器按正常频率工作，系统可以获取精确的时间。
待机模式：系统进入低功耗状态，RTC继续运行，能够在系统唤醒时立即提供准确时间。
备份模式：系统掉电时，RTC仍然通过外部备用电池继续运行。

RTC的常见寄存器

RTC_TR（Time Register）：时间寄存器，用于存储当前的小时、分钟、秒。

RTC_DR（Date Register）：日期寄存器，用于存储当前的年、月、日。

RTC_CR（Control Register）：控制寄存器，用于启用和配置RTC功能。

RTC_ISR（Interrupt and Status Register）：状态和中断寄存器，用于配置RTC的中断功能。

函数名	功能作用
`void RTC_ITConfig(uint16_t RTC_IT, FunctionalState NewState);`	启用或禁用RTC的中断功能。可以选择不同的中断源，如秒中断、闹钟中断等。
`void RTC_EnterConfigMode(void);`	进入RTC配置模式。在此模式下，可以配置RTC的参数，如时钟源、分频器、计数器等。
`void RTC_ExitConfigMode(void);`	退出RTC配置模式。在配置完成后，退出配置模式，RTC开始正常工作。
`uint32_t RTC_GetCounter(void);`	获取当前RTC计数器的值，即当前时间的秒数。返回自RTC计数器启动以来的秒数。
`void RTC_SetCounter(uint32_t CounterValue);`	设置RTC计数器的值，即设置当前时间的秒数。用于初始化或重置RTC计数器。
`void RTC_SetPrescaler(uint32_t PrescalerValue);`	设置RTC的预分频器，决定RTC时钟的频率。通常用来调整RTC计数器的递增频率。
`void RTC_SetAlarm(uint32_t AlarmValue);`	设置RTC闹钟的时间。RTC计数器到达该值时，触发闹钟中断或事件。
`uint32_t RTC_GetDivider(void);`	获取RTC时钟的分频器值，通常用于获取当前RTC计数器的时间基准频率。
`void RTC_WaitForLastTask(void);`	等待RTC的上一个任务完成。通常在配置RTC参数时，需要确保上一个操作完成后再进行下一步。
`void RTC_WaitForSynchro(void);`	等待RTC同步完成。当RTC从外部时钟源同步时，需要等待同步完成才能进行其他操作。
`FlagStatus RTC_GetFlagStatus(uint16_t RTC_FLAG);`	获取RTC的标志状态。用于检查特定标志是否被设置，如闹钟标志、溢出标志等。
`void RTC_ClearFlag(uint16_t RTC_FLAG);`	清除RTC的标志。用于在处理完相应事件后，清除相关的标志位。
`ITStatus RTC_GetITStatus(uint16_t RTC_IT);`	获取RTC中断的状态。用于检查特定中断源是否被触发，如闹钟中断、秒中断等。
`void RTC_ClearITPendingBit(uint16_t RTC_IT);`	清除RTC的中断挂起位。通常在中断处理程序中调用，用于清除已经处理的中断标志。