RTC实时时钟

1. RTC实时时钟简介

STM32的实时时钟RTC是一个独立的定时器，RTC模块拥有一组连续计数的计数器，在相应软件配置下，可提供时钟日历的功能，修改计数器的值可以重新设置系统当前的时间和日期
RTC模块和时钟配置系统（RCC_BDCR寄存器）是在后背区域，即在系统复位或从待机模式唤醒后RTC的设置和事件维持不变。但是在系统复位后，会自动禁止访问后备寄存器和RTC，以防止对后备区域（BKP）的意外操作。所以在要设置时间之前，要先取消备份区域写保护。RTC的简化框图如下所示：

STM32CubeMX系列|RTC实时时钟_寄存器
RTC由两个主要部分组成：第一部分（APB1接口）用来和APB1总线相连，此单元还包含一组16位寄存器，可通过APB1总线对其进行读写操作；另一部分（RTC核心）由一组可编程计数器组成，分为两个主要模块，第一个模块是RTC的预分频模块，可编程产生1秒的RTC时间基准TR_CLK。第二个模块是一个32位的可编程计数器（RTC_CNT），可被初始化为当前的系统时间，一个32位的时钟计数器按秒钟计算可以记录4294967296秒，约136年左右，一般应用已经足够
RTC还有一个闹钟寄存器RTC_ALR，用于产生闹钟。系统时间按TR_CLK周期累加并与存储在RTC_ALR寄存器中的可编程时间相比较，如果RTC_CNT = RTC_ALR将产出一个闹钟中断，从而实现闹钟功能

2. 硬件设计

本实验通过RTC的秒中断来持续输出时间通过串口1打印出来，并通过设置闹钟中断实现一个闹钟提醒，D1指示灯提示系统正常运行

  • D1指示灯
  • USART1串口
  • RTC

3. 软件设计

3.1 STM32CubeMX设置
  • RCC设置中开启外部高速晶振（HSE）以及外部低速晶振（LSE），时钟树中将RTC的频率设置为32.768KHz

STM32CubeMX系列|RTC实时时钟_嵌入式_02
STM32CubeMX系列|RTC实时时钟_寄存器_03

  • PC0设置为GPIO推挽输出模式、上拉、高速、默认输出电平为高电平
  • USART1选择为异步通讯方式，波特率设置为115200Bits/s，传输数据长度为8Bit，无奇偶校验，1位停止位
  • 激活时钟源，激活日历，选择No RTC Output，设置初始日期和时间

STM32CubeMX系列|RTC实时时钟_单片机_04

  • 使能RTC全局中断和闹钟中断

STM32CubeMX系列|RTC实时时钟_单片机_05

  • 输入工程名，选择工程路径（不要有中文），选择MDK-ARM V5；勾选Generated periphera initialization as a pair of ‘.c/.h’ files per IP ；点击GENERATE CODE，生成工程代码
3.2 MDK-ARM编程
  • 在rtc.c文件中编写秒中断处理回调函数和闹钟中断处理函数
extern RTC_DateTypeDef GetDate;
extern RTC_TimeTypeDef GetTime;

void HAL_RTCEx_RTCEventCallback(RTC_HandleTypeDef *hrtc){
	HAL_RTC_GetTime(hrtc,&GetTime,RTC_FORMAT_BIN);
	HAL_RTC_GetDate(hrtc,&GetDate,RTC_FORMAT_BIN);
	printf("Date:%02d-%02d-%02d\r\n",2000+GetDate.Year,GetDate.Month,GetDate.Date);
	printf("Time:%02d:%02d:%02d\r\n",GetTime.Hours,GetTime.Minutes,GetTime.Seconds);
	printf("\r\n");	
}

void HAL_RTC_AlarmAEventCallback(RTC_HandleTypeDef *hrtc){
	printf("Alarm Active...!!!\n");
}
  • 在main.c文件中编写闹钟设置相关代码并开启相关中断
/* USER CODE BEGIN PV */
RTC_DateTypeDef GetDate;
RTC_TimeTypeDef GetTime;
RTC_AlarmTypeDef sAlarm;
/* USER CODE END PV */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);

int main(void){
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_RTC_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  __HAL_RTC_SECOND_ENABLE_IT(&hrtc,RTC_IT_SEC); //开启秒中断
  sAlarm.Alarm = RTC_ALARM_A;
  sAlarm.AlarmTime.Hours = 16;
  sAlarm.AlarmTime.Minutes = 20;
  sAlarm.AlarmTime.Seconds = 30;
  HAL_RTC_SetAlarm_IT(&hrtc,&sAlarm,RTC_FORMAT_BIN);  //设置闹钟并使能闹钟中断
  /* USER CODE END 2 */
  while (1){
    HAL_Delay(1000);
	HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_0);
  }
}

4. 下载验证

编译无误后下载到开发板，可以看到D1指示灯每1s闪烁一次，串口助手每1s会打印出相应的日期和时间，闹钟设置的时间到后会打印出闹钟中断函数里的相关语句

STM32CubeMX系列|RTC实时时钟_stm32_06

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STM32CubeMX系列|RTC实时时钟_2d_07