STM32学习和实践笔记（38）：RTC实时时钟实验

1.STM32F1 RTC介绍

 STM32 的实时时钟（ RTC）是一个独立的定时器。

STM32 的 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模块和时钟配置是在后备区域，无论器件状态如何（运行模式、低功耗模式或处于复位状态），只要保证后备区域供电正常，RTC便不会停止工作，所以通常会在后备区域供电端加一个纽扣电池，即使主电源停止供电，后备电源也会启动供电，从而保证RTC时钟不停的运行，只有当主电源和后备纽扣电池都没有电的时，RTC才停止工作。 

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。它的时钟来源有三种，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。

但一般都是使用低速外部时钟 LSE作为时钟来源。因为只有这样主电源掉电RTC才不会停止。

LSE 通常都是32.768KHZ ，因为2的15次方刚好是32768，这样方便对这个频率进行分频。例如，2的15次方，二进制向左移一位，变成2的14次方，就是一次分频，即32768/2=16384.

2. RTC结构框图

  STM32F1 RTC拥有这么多功能，是由RTC内部结构决定。要更好的理解STM32F1的RTC，就需要了解它内部的结构。如图32.1.1所示：（大家也可以查看《STM32F10x中文参考手册》-16实时时钟（RTC）章节内容

  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：

(1) 设置 RCC_APB1ENR 寄存器的 PWREN 和 BKPEN 位来使能电源和后备接口时钟。

(2) 设置电源控制寄存器（PWR_CR）的 DBP 位使能对后备寄存器和 RTC 的访问。

  设置后备寄存器为可访问后，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 与 RTC 外设同步，确保被读取出来的 RTC 寄存器值是正确的。若在同步之后，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寄存器进行任何的写操作，在内核发出写指令后， RTC模块在 3个RTC CLK 时钟之后，才开始正式的写 RTC 寄存器操作。

由于 RTC CLK 的频率比内核主频低得多，所以每次操作后必须要检查 RTC关闭操作标志位 RTOFF，当这个标志被置 1 时，写操作才正式完成。

3.STM32F1 RTC配置步骤

  （RTC相关库函数在stm32f10x_rtc.c和stm32f10x_rtc.h文件中）具体配置步骤如下：

（1）使能电源时钟和后备域时钟，开启RTC后备寄存器写访问

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP,ENABLE);

PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);//打开后备寄存器访问

（2）复位备份区域，开启外部低速振荡器

BKP_DeInit();

RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);

（3）选择 RTC 时钟，并使能

RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);

RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);

（4）设置 RTC 的分频以及配置 RTC 时钟

RTC_EnterConfigMode();// 允许配置

RTC_ExitConfigMode();

void RTC_SetPrescaler(uint32_t PrescalerValue);

void RTC_ITConfig(uint16_t RTC_IT, FunctionalState NewState);

RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE);

void RTC_SetCounter(uint32_t CounterValue);

（5）更新配置，设置 RTC 中断分组

RTC_ExitConfigMode();//退出配置模式，更新配置

void BKP_WriteBackupRegister(uint16_t BKP_DR, uint16_t Data)；

BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0XA0A0);

uint16_t BKP_ReadBackupRegister(uint16_t BKP_DR)；

（6）编写RTC中断服务函数

RTC_IRQHandler

FlagStatus RTC_GetFlagStatus(uint32_t RTC_FLAG);

RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_SEC);

3.硬件电路

本实验使用到硬件资源如下：

（1）D1指示灯

（2）串口1

（3）RTC

  RTC属于STM32F1芯片内部的资源，只要通过软件配置好即可使用。

D1指示灯用来提示系统运行状态。串口1将读取的RTC时间日期信息打印出来。

这里需要注意RTC 不能断电，否则时间数据将会丢失，如果想让时间在断电后还可以继续走，那么必须确保开发板上的纽扣电池有电。      

4.编写RTC控制程序

  本实验所要实现的功能是：设置RTC时间日期初值，在RTC秒中断内使用串口打印出RTC日期和时间，D1指示灯闪烁提示系统运行。

程序框架如下：

（1）初始化RTC，设置RTC时间日期初值

（2）开启RTC的秒中断，编写RTC中断函数,

（3）在RTC中断内更新时间并打印输出

（4）编写主函数

main.c

#include "system.h"
#include "led.h"
#include "SysTick.h"
#include "usart.h"
#include "rtc.h"
 
 
 
int main()
{
	u8 i=0;
 
 
	SysTick_Init(72);
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//中断优先级分组
	LED_Init();
	USART1_Init(9600);
	RTC_Init();
 
 
		while(1)
	{
		
		
		i++;
		if(i%20 ==0)
			{
				led1=!led1;//LED1闪，用来指示主程序循环是否运行
				delay_ms(300);
				
			}
			
		
	}
		
}
 
 

         rtc.c

#include "rtc.h"
#include "SysTick.h"
#include "system.h"
#include "usart.h"
 
_calendar calendar;
 
void RTC_NVIC_Confing()//RTC中断优先级配置函数
{
 
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	
		//设置中断优先级，使能中断通道
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=	RTC_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =2;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
	
}
 
void RTC_Get()
{
	u32 timedata =0;
	
	timedata=RTC_GetCounter();
	calendar.hour=timedata/3600;
	calendar.min=(timedata%3600)/60;
	calendar.sec=timedata%60;
}
 
 
//初回1：初始化失败
//初回0：初始化成功
u8 RTC_Init() //有返回值是因为需要判断初始化是否成功
{
	u8 temp =0;
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);//使能电源时钟
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP,ENABLE);//使能后备域时钟
	PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);//打开后备寄存器访问
	
	if(BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1)!=0xA0A0)//后备寄存器有42个，都可以用来存放后备数据，这里选用第1个
		{
			BKP_DeInit();//复位备份区域，
			RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);//开启外部低速振荡器
			
			while((RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY)==RESET)&&(temp<250)) //等待外部低速振荡ready
				
				{
					temp++;
					delay_ms(10);
					
				}
				if(temp>=250)
				{
					return 1;
				}
				
				RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);//配置RTCC的时钟源为LSE
				RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
				RTC_WaitForLastTask();//等待写操作完成
				RTC_WaitForSynchro();//等待时钟同步
				RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC,ENABLE);//配置中断类型为秒中断并开启
				RTC_WaitForLastTask();//等待写操作完成		
 
				RTC_EnterConfigMode();// 允许配置
				RTC_SetPrescaler(32767);
				RTC_WaitForLastTask();//等待写操作完成		
				
				RTC_SetCounter(0xf73f);//初始化时间初值为17：34：55，计算方法是全部计算成秒，即17*3600+34*60+55=0xf73f
				RTC_ExitConfigMode();			
			
			BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA0A0);//这样第二次开机时就不会进入上面的初始化了
		}
	else //第二次开机时走这里
		{
				RTC_WaitForSynchro();//等待时钟同步
				RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC,ENABLE);//配置中断类型为秒中断并开启		
				RTC_WaitForLastTask();//等待写操作完成	
		}
		
		RTC_NVIC_Confing();
		RTC_Get();
		return 0;
	
	
}
 
void RTC_IRQHandler(void)
{
			if(RTC_GetITStatus(RTC_IT_SEC)!=RESET)//判断秒中断是否产生，如产生执行下面的语句
			{
				RTC_Get();
				printf("RTC Time:%d:%d:%d\r\n",calendar.hour,calendar.min,calendar.sec);
				
			}
	RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_SEC);//清除中断状态标志
	
	
}
 
 

程序烧写到开发板，实验结果如下，实验是成功的。