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STM32-RTC实时时钟

8月前 作者：Couvrir洪荒猛兽 分类：Toy博客 阅读(40) 违法举报

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了STM32-RTC实时时钟。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

目录

RTC实时时钟

功能框图

UNIX时间戳

初始化结构体

RTC时间结构体

RTC日期结构体

RTC闹钟结构体

进入和退出配置函数

实验环节1：显示日历

常规配置

RTC配置

测试环节

实验现象

实验环节2：闹钟

常规配置

RTC配置

测试环节

实验现象

RTC实时时钟

STM32的RTC外设，实质上是一个掉电后还继续运行的定时器。类似于通用定时器TIM外设，可以计时和触发中断。

掉电指的是电源VDD断开时为了RTC外设掉电继续运行，必须接上锂电池给STM32的RTC、备份发卡通过Vbat引脚供电。当主电源VDD有效时由VDD给RTC外设供电，当CDD掉电后，由Vbat给RTC外设供电。但无论由什么电源供电，RTC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，则备份域保存的所有数据将丢失。备份域除了RTC模块的寄存器，还有42个16位的寄存器可以在VDD掉电时保存用户程序的数据，系统复位或电源复位时，数据也不会清空。

从RTC的定时器特性来说，是一个32位的递增计数器。时钟源有三种：HSE/128、LSI和LSE。

使用LSI或HSE/8时钟源，在主电源VDD掉电时，这两个时钟来源都会受到影响，因此无法保证RTC正常工作。因此RTC一般使用LSE。在设计中，频率通常为32.768kHz。

在主电源VDD有效并处于待机模式时，RTC还可以配置闹钟事件时STM32退出待机模式。

功能框图

STM32-RTC实时时钟,# 野火指南者STM32F103,stm32

浅灰色部分属于备份域，VDD掉电时可在Vbat的驱动下继续运行。包括了RTC分频器、计数器、闹钟控制器。

若VDD电源有效，RTC可以触发RTC_Second（秒中断）、RTC_Overflow（溢出事件）和RTC_Alarm（闹钟中断）。从结构图可以分析出，定时器溢出中断无法被配置为中断。

若STM32处于待机模式，可由闹钟事件或WKUP事件（外部唤醒事件，属于EXTI模块，不属于RTC）退出待机模式。

闹钟事件在计数器RTC_CNT的值等于闹钟寄存器RTC_ALR的值时触发。

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这两个寄存器组成。

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 =1Hz，计数周期为1s，计数器在TR_CLK的驱动下计数，即每秒计数器RTC_CNT的值+1。

由于备份域的存在，使得RTC核具有了完全独立于APB1接口的特性，也因此对RTC寄存器的访问要遵守一定的规则。

系统复位后，默认禁止访问后备寄存器和RTC，防止对后备区域（BKP）的意外写操作。执行以下操作使能对后备寄存器和RTC的访问：

        设置RCC_APB1ENR：PWREN、BKPEN位来使能电源和后备接口时钟。

        设置PWR_CR：DBP位使能对后备寄存器和RTC的访问。

设置后备寄存器为可写访问后，在第一次通过APB1接口访问RTC时，因为时钟频率的差异，所以必须等待APB1和RTC外设同步，确保被读取出来的RTC寄存器值是正确的。若在同步后，一直没有关闭APB1的RTC外设接口，就不需要再次同步了。

如果内核要对RTC寄存器进行任何写操作，在内核写出写指令后，RTC模块在3个RTCCLK时钟后才开始正式的写RTC寄存器操作。由于RTCCLK的频率比内核主频低得多，所以每次操作后都必须检查RTC关闭操作标志位RTOFF，当这个标志位被置1，写操作才正式完成。

当然，以上操作都具有对应的库函数，不需要具体的查阅寄存器。 

UNIX时间戳

RTC_CNT是32位寄存器，可存储的最大值为2^32-1，即约等于136年。

如某个时刻读取计数器的值为2天的秒数，以2011.1.1 0:0:0时间置0计数器的，则可以算出是2011.1.3 0:0:0时间，计数器会在2011+136年左右溢出。定时器被置0的时间为计数元年，相对计时元年的秒数为时间戳（计数器的值）。

大多数操作系统都是利用时间戳和计时元年来计算当前时间的，有个标准：UNIX时间戳和UNIX计时元年。

UNIX计时元年被设置为格林威治时间1970.1.1 0:0:0时间。

在这个计时系统上，使用的是有符号的32位整形变量来保存UNIX时间戳，因此最高位表示符号，时间戳能显示的范围更小了，会在2038.1.19 3:14:07时间溢出。

网页上可搜：UNIX时间戳。可实时查看。

初始化结构体

STM32 HAL库对RTC控制提供了完善的函数。

typedef struct {
     uint32_t AsynchPrediv;    /* 配置RTC_CLK的异步分频因子（0x00~0x7F ) ，具体由RTC_PRER：PREDIV_A[6:0]配置 */
     uint32_t OutPut;          /* RTCEx输出通道设置，指定哪一路信号作为RTC的输出，禁止输出/闹钟A输出/闹钟B输出/唤醒输出 */
 } RTC_InitTypeDef;

RTC时间结构体

用来设置初始时间，配置的是RTC时间寄存器RTC_TR。

 typedef struct {
     uint8_t Hours;    /* 小时设置。12小时制式时，0~11；24小时制式时，0~23 */
     uint8_t Minutes;  /* 分钟设置，0~59 */
     uint8_t Seconds;  /* 秒设置，0~59 */
 } RTC_TimeTypeDef;

RTC日期结构体

用来设置初始日期，配置的是RTC日期寄存器RTC_DR。

typedef struct {
     uint8_t WeekDay; /* 星期几设置，1~7 */
     uint8_t Month;   /* 月份设置，1~12 */
     uint8_t Date;    /* 日期设置，1~31 */
     uint8_t Year;    /* 年份设置，0~99 */
 } RTC_DateTypeDef;

RTC闹钟结构体

用来设置闹钟时间，设置的格式为[星期/日期]-[时]-[分]-[秒]，4个字段，每个字段可以设置为有效或无效（MASK）。如果MASK掉[星期/日期]字段，则每天闹钟都会响。

typedef struct {
     RTC_TimeTypeDef AlarmTime;     /* 设定RTC时间寄存器的值：时/分/秒 */
     uint32_t Alarm;                /* RTC 闹钟选择：闹钟A、闹钟B */
 } RTC_AlarmTypeDef;

进入和退出配置函数

/**
 * @brief  进入 RTC 配置模式 .
 * @param  None
 * @retval None
 */
 void RTC_EnterConfigMode(void)
 {
     /* 设置 CNF 位进入配置模式 */
     RTC->CRL |= RTC_CRL_CNF;
 }

/*
 * @brief  退出 RTC 配置模式 .
 * @param  None
 * @retval None
 */
 void RTC_ExitConfigMode(void)
 {
     /* 清空  CNF 位退出配置模式 */
     RTC->CRL &= (uint16_t)~((uint16_t)RTC_CRL_CNF);
 }

实验环节1：显示日历

常规配置

USART1：带中断，支持printf输出。

RTC配置

STM32-RTC实时时钟,# 野火指南者STM32F103,stm32

RTC_HandleTypeDef hrtc;

/* RTC init function */
void MX_RTC_Init(void)
{
    RTC_TimeTypeDef sTime = {0};
    RTC_DateTypeDef DateToUpdate = {0};

    /* USER CODE BEGIN RTC_Init 1 */
    /* 判断是否首次上电 */
    if (HAL_RTCEx_BKUPRead(&hrtc, RTC_BKP_DR1) != 0x5050)
    {
        HAL_RTCEx_BKUPWrite(&hrtc, RTC_BKP_DR1, 0x5050);	// 插入BKP数值判断
        /* USER CODE END RTC_Init 1 */

        /** Initialize RTC Only
        */
        hrtc.Instance = RTC;
        hrtc.Init.AsynchPrediv = RTC_AUTO_1_SECOND;
        hrtc.Init.OutPut = RTC_OUTPUTSOURCE_NONE;
        if (HAL_RTC_Init(&hrtc) != HAL_OK)
        {
            Error_Handler();
        }

        /** Initialize RTC and set the Time and Date
        */
        sTime.Hours = 0x0;
        sTime.Minutes = 0x0;
        sTime.Seconds = 0x0;
        if (HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
        {
            Error_Handler();
        }

        DateToUpdate.WeekDay = RTC_WEEKDAY_MONDAY;
        DateToUpdate.Month = RTC_MONTH_JANUARY;
        DateToUpdate.Date = 0x1;
        DateToUpdate.Year = 0x0;
        if (HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &DateToUpdate, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
        {
            Error_Handler();
        }

    /* USER CODE BEGIN RTC_Init 2 */
    }
    /* USER CODE END RTC_Init 2 */
}

void HAL_RTC_MspInit(RTC_HandleTypeDef *rtcHandle)
{
    if (rtcHandle->Instance == RTC)
    {
        HAL_PWR_EnableBkUpAccess();	// 取消BKP区域写保护，才能进行时间保存和计时
        /* Enable BKP CLK enable for backup registers */
        __HAL_RCC_BKP_CLK_ENABLE();	// 开启BKP时钟
        /* RTC clock enable */
        __HAL_RCC_RTC_ENABLE();
    }
}

void HAL_RTC_MspDeInit(RTC_HandleTypeDef *rtcHandle)
{
    if (rtcHandle->Instance == RTC)
    {
        __HAL_RCC_RTC_DISABLE();
    }
}

测试环节

#include "string.h"

uint8_t RxBuffer[20];

void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	if(huart == &huart1)
    {
    }
}

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	if(huart == &huart1)
    {
		// A5 5A 00 01 01 00 00 00
		if(RxBuffer[0]==0xA5 && RxBuffer[1]==0x5A)
		{
			RTC_DateTypeDef RtcDate;
			RTC_TimeTypeDef RtcTime;
		
			RtcTime.Hours = RxBuffer[5];
			RtcTime.Minutes = RxBuffer[6];
			RtcTime.Seconds = RxBuffer[7];
			
			if (HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &RtcTime, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
			{
				Error_Handler();
			}
			
			// 星期内部自动校正
			RtcDate.WeekDay = RTC_WEEKDAY_MONDAY;
			RtcDate.Month = RxBuffer[3];
			RtcDate.Date = RxBuffer[4];
			RtcDate.Year = RxBuffer[2];
			
			if (HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &RtcDate, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
			{
				Error_Handler();
			}

			memset(RxBuffer, 0, sizeof(RxBuffer));
			HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&RxBuffer, 8);
		}
    }	
}

void test(void)
{
	RTC_DateTypeDef RtcDate;
	RTC_TimeTypeDef RtcTime;
	
	HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&RxBuffer, 8);
	while(1)
	{
		HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &RtcTime,  RTC_FORMAT_BIN);	// 读出时间值
		HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &RtcDate,  RTC_FORMAT_BIN);	// 一定要先读时间后读日期，这样才能校正星期参数
		printf("实时时间：%04d-%02d-%02d  %02d:%02d:%02d 星期：%2d\r\n", 2000+RtcDate.Year, RtcDate.Month, 
			RtcDate.Date, RtcTime.Hours, RtcTime.Minutes, RtcTime.Seconds, RtcDate.WeekDay);//显示日期时间
		HAL_Delay(1000);
	}
}

实验现象

STM32-RTC实时时钟,# 野火指南者STM32F103,stm32

实验环节2：闹钟

常规配置

USART1：带中断，支持printf输出。

蜂鸣器配置。

RTC配置

STM32-RTC实时时钟,# 野火指南者STM32F103,stm32

RTC_HandleTypeDef hrtc;

void MX_RTC_Init(void)
{
    RTC_TimeTypeDef sTime = {0};
    RTC_DateTypeDef DateToUpdate = {0};
    RTC_AlarmTypeDef sAlarm = {0};

    /* USER CODE BEGIN RTC_Init 1 */
    /* 判断是否首次上电 */
    if (HAL_RTCEx_BKUPRead(&hrtc, RTC_BKP_DR1) != 0x5050)
    {
        HAL_RTCEx_BKUPWrite(&hrtc, RTC_BKP_DR1, 0x5050);	// 插入BKP数值判断
    /* USER CODE END RTC_Init 1 */

        /** Initialize RTC Only
        */
        hrtc.Instance = RTC;
        hrtc.Init.AsynchPrediv = RTC_AUTO_1_SECOND;
        hrtc.Init.OutPut = RTC_OUTPUTSOURCE_ALARM;
        if (HAL_RTC_Init(&hrtc) != HAL_OK)
        {
            Error_Handler();
        }

        /** Initialize RTC and set the Time and Date
        */
        sTime.Hours = 0x0;
        sTime.Minutes = 0x0;
        sTime.Seconds = 0x0;
        if (HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
        {
            Error_Handler();
        }

        DateToUpdate.WeekDay = RTC_WEEKDAY_MONDAY;
        DateToUpdate.Month = RTC_MONTH_JANUARY;
        DateToUpdate.Date = 0x1;
        DateToUpdate.Year = 0x0;
        if (HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &DateToUpdate, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
        {
            Error_Handler();
        }

        /** Enable the Alarm A
        */
        sAlarm.AlarmTime.Hours = 0x0;
        sAlarm.AlarmTime.Minutes = 0x1;
        sAlarm.AlarmTime.Seconds = 0x0;
        sAlarm.Alarm = RTC_ALARM_A;
        if (HAL_RTC_SetAlarm_IT(&hrtc, &sAlarm, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
        {
            Error_Handler();
        }

    /* USER CODE BEGIN RTC_Init 2 */
    }

    /* USER CODE END RTC_Init 2 */
}

void HAL_RTC_MspInit(RTC_HandleTypeDef *rtcHandle)
{
    if (rtcHandle->Instance == RTC)
    {
        HAL_PWR_EnableBkUpAccess();
        /* Enable BKP CLK enable for backup registers */
        __HAL_RCC_BKP_CLK_ENABLE();
        /* RTC clock enable */
        __HAL_RCC_RTC_ENABLE();

        /* RTC interrupt Init */
        HAL_NVIC_SetPriority(RTC_Alarm_IRQn, 0, 0);
        HAL_NVIC_EnableIRQ(RTC_Alarm_IRQn);
    }
}

void HAL_RTC_MspDeInit(RTC_HandleTypeDef *rtcHandle)
{
    if (rtcHandle->Instance == RTC)
    {
        __HAL_RCC_RTC_DISABLE();

        /* RTC interrupt Deinit */
        HAL_NVIC_DisableIRQ(RTC_Alarm_IRQn);
    }
}

测试环节

#include "string.h"

uint8_t RxBuffer[20];

void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	if(huart == &huart1)
    {
    }
}

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	if(huart == &huart1)
    {
		// A5 5A 00 01 01 00 00 00
		if(RxBuffer[0]==0xA5 && RxBuffer[1]==0x5A)
		{
			RTC_DateTypeDef RtcDate;
			RTC_TimeTypeDef RtcTime;
			RTC_AlarmTypeDef RtcAlarm;
			
			RtcTime.Hours = RxBuffer[5];
			RtcTime.Minutes = RxBuffer[6];
			RtcTime.Seconds = RxBuffer[7];
			
			if (HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &RtcTime, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
			{
				Error_Handler();
			}
			
			// 星期内部自动校正
			RtcDate.WeekDay = RTC_WEEKDAY_MONDAY;
			RtcDate.Month = RxBuffer[3];
			RtcDate.Date = RxBuffer[4];
			RtcDate.Year = RxBuffer[2];
			
			if (HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &RtcDate, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
			{
				Error_Handler();
			}

			
			RtcAlarm.AlarmTime.Hours = RxBuffer[5];
			RtcAlarm.AlarmTime.Minutes = RxBuffer[6];
			RtcAlarm.AlarmTime.Seconds = RxBuffer[7] + 0x10;
			RtcAlarm.Alarm = RTC_ALARM_A;
			if (HAL_RTC_SetAlarm_IT(&hrtc, &RtcAlarm, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
			{
				Error_Handler();
			}
  
			memset(RxBuffer, 0, sizeof(RxBuffer));
			HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&RxBuffer, 8);
		}
    }	
}

void HAL_RTC_AlarmAEventCallback(RTC_HandleTypeDef *hrtc)
{
	HAL_GPIO_TogglePin(LED_G_GPIO_Port, LED_G_Pin);
}

void test(void)
{
	RTC_DateTypeDef RtcDate;
	RTC_TimeTypeDef RtcTime;
	
	初始化
	
	HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&RxBuffer, 8);
	while(1)
	{
		HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &RtcTime,  RTC_FORMAT_BIN);	// 读出时间值
		HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &RtcDate,  RTC_FORMAT_BIN);	// 一定要先读时间后读日期，这样才能校正星期参数
		printf("实时时间：%04d-%02d-%02d  %02d:%02d:%02d 星期：%2d\r\n", 2000+RtcDate.Year, RtcDate.Month, 
			RtcDate.Date, RtcTime.Hours, RtcTime.Minutes, RtcTime.Seconds, RtcDate.WeekDay);//显示日期时间
		HAL_Delay(1000);
	}
}

实验现象

上电运行，LED默认灭。一分钟后LED亮绿灯。

通过串口调试助手发送A55A231101000000，10秒后LED灭。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-740231.html

到了这里，关于STM32-RTC实时时钟的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！

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