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【STM32】读写BKP备份寄存器&RTC实时时钟

作者：繁依Fanyi0 | 2024-03-21 11:36:24

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【STM32】读写BKP备份寄存器&RTC实时时钟

目录

BKP

BKP简介

BKP基本结构

BKP测试代码

RTC

RTC简介

RTC框图

RTC基本结构

硬件电路

RTC操作注意事项

接线图

初始化

使用BKP解决只初始化一次时间

 初始化参考代码

RTC设置时间

RTC读取时间

完整代码

MyRTC.c

MyRTC.h

main.c

BKP

BKP简介

  • BKP（Backup Registers）备份寄存器
  • BKP可用于存储用户应用程序数据。当VDD（2.0~3.6V）电源被切断，他们仍然由VBAT（1.8~3.6V）维持供电。当系统在待机模式下被唤醒，或系统复位或电源复位时，他们也不会被复位
  • TAMPER引脚产生的侵入事件将所有备份寄存器内容清除
  • RTC引脚输出RTC校准时钟、RTC闹钟脉冲或者秒脉冲
  • 存储RTC时钟校准寄存器
  • 用户数据存储容量：     20字节（中容量和小容量）/ 84字节（大容量和互联型）

BKP基本结构

BKP测试代码

  1. #include "stm32f10x.h" // Device header
  2. #include "Delay.h"
  3. #include "OLED.h"
  4. #include "Key.h"
  5.  
  6. uint8_t KeyNum;					//定义用于接收按键键码的变量
  7.  
  8. uint16_t ArrayWrite[] = {0x1234, 0x5678};	//定义要写入数据的测试数组
  9. uint16_t ArrayRead[2];						//定义要读取数据的测试数组
  10.  
  11. int main(void)
  12. {	
  13. 	/*模块初始化*/
  14. 	OLED_Init();				//OLED初始化
  15. 	Key_Init();					//按键初始化
  16.  
  17. 	/*显示静态字符串*/
  18. 	OLED_ShowString(1, 1, "W:");
  19. 	OLED_ShowString(2, 1, "R:");
  20. 	OLED_ShowHexNum(1, 3, ArrayWrite[0], 4);	//读取出来
  21. 	OLED_ShowHexNum(1, 8, ArrayWrite[1], 4);	//读取出来
  22. 	//先初始化，写DR，读DR
  23. 	
  24. 	/*开启时钟*/
  25. 	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);		//开启PWR的时钟
  26. 	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);		//开启BKP的时钟
  27. 	
  28. 	/*备份寄存器访问使能*/
  29. 	PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);							//使用PWR开启对备份寄存器的访问
  30.  
  31. 	//测试程序	
  32. //	BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0x1234);	//c8t6 是中容量芯片，DR1~DR10	
  33. //	OLED_ShowHexNum(1,1,BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1), 4);	//读取出来
  34. 	
  35. 	while (1)
  36. 	{
  37. 		KeyNum = Key_GetNum();		//获取按键键码
  38. 		
  39. 		if (KeyNum == 1)			//按键1按下
  40. 		{	//按键1按下，自加并且写入
  41. 			ArrayWrite[0] ++;		//测试数据自增
  42. 			ArrayWrite[1] ++;
  43. 			
  44. 			BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, ArrayWrite[0]);	//写入测试数据到备份寄存器
  45. 			BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR2, ArrayWrite[1]);
  46. 			
  47. 			OLED_ShowHexNum(1, 3, ArrayWrite[0], 4);		//显示写入的测试数据
  48. 			OLED_ShowHexNum(1, 8, ArrayWrite[1], 4);
  49. 		}
  50. 		
  51. 		ArrayRead[0] = BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1);		//读取备份寄存器的数据
  52. 		ArrayRead[1] = BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR2);
  53. 		
  54. 		OLED_ShowHexNum(2, 3, ArrayRead[0], 4);				//显示读取的备份寄存器数据
  55. 		OLED_ShowHexNum(2, 8, ArrayRead[1], 4);	
  56. 		
  57. 	}
  58. }
  59.

RTC

RTC简介

  • RTC（Real Time Clock）实时时钟
  • RTC是一个独立的定时器，可为系统提供时钟和日历的功能（DS1302是外挂RTC芯片）
  • RTC和时钟配置系统处于后备区域，系统复位时数据不清零，VDD（2.0~3.6V）断电后可借助VBAT（1.8~3.6V）供电继续走时
  • 32位的可编程计数器，可对应Unix时间戳的秒计数器
  • 20位的可编程预分频器，可适配不同频率的输入时钟
  • 可选择三种RTC时钟源：
    HSE时钟除以128（通常为8MHz/128）
    LSE振荡器时钟（通常为32.768KHz）
    LSI振荡器时钟（40KHz）

RTC时钟一般都用32.768KHz的晶振

32.768KHz = 32768Hz = 2^15，经过一个15位的分频器自然溢出，就能得到1Hz频率

自然溢出就是设计一个15位计数器，这个计数器不用设置计数目标，从0计数到最大32767，计满后自然溢出，好处就是不用额外设计一个计数目标了，也不用比较是否到了计数目标，简化电路的设计，节省资源，RTC电路中基本都是清一色的用32.768KHz晶振~

只有LSE振荡器时钟（通常为32.768KHz），可以通过VBAT备用电池供电，其他两路时钟，掉电停止运行

RTC框图

由图可以看出，RTC是APB1总线上的功能

RTC基本结构

硬件电路

推荐连接电路：电池和主电源都加了一个低压降的二极管，防止电流倒灌，VBAT+一个0.1uF（0.1uF = 100nF）的电源滤波电容

RTC操作注意事项

  • 执行以下操作将使能对BKP和RTC的访问：
    设置RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN，使能PWR和BKP时钟
    设置PWR_CR的DBP，使能对BKP和RTC的访问
  • 若在读取RTC寄存器时，RTC的APB1接口曾经处于禁止状态，则软件首先必须等待RTC_CRL寄存器中的RSF位（寄存器同步标志）被硬件置1
  • 必须设置RTC_CRL寄存器中的CNF位，使RTC进入配置模式后，才能写入RTC_PRL、RTC_CNT、RTC_ALR寄存器
  • 对RTC任何寄存器的写操作，都必须在前一次写操作结束后进行。可以通过查询RTC_CR寄存器中的RTOFF状态位，判断RTC寄存器是否处于更新中。仅当RTOFF状态位是1时，才可以写入RTC寄存器

接线图

初始化

初始化流程如下

  • 开启PWR的时钟
  • 开启BKP的时钟
  • 使用PWR开启对备份寄存器的访问
  • 通过写入备份寄存器的标志位，判断RTC是否是第一次配置
  • if成立则执行第一次的RTC配置
  • 开启LSE时钟
  • 等待LSE准备就绪
  • 选择RTCCLK来源为LSE
  • RTCCLK使能
  • 等待同步
  • 等待上一次操作完成
  • 设置RTC预分频器，预分频后的计数频率为1Hz
  • 等待上一次操作完成
  • 设置时间，调用此函数，全局数组里时间值刷新到RTC硬件电路
  • 在备份寄存器写入自己规定的标志位，用于判断RTC是不是第一次执行配置
  • RTC不是第一次配置
  • 等待同步
  • 等待上一次操作完成

使用BKP解决只初始化一次时间

（在主电源断电，备用电池没断电的情况下）

先随便写一个数据，如果上电显示，这个数据没有清零，就说明备用电池存在，就不需要初始化，如果清零了，就带白鸥系统完全断电过，就需要初始化了

if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5)
{

        执行初始化

        ...

        初始化后，写入BKP_DR1=0xA5A5

}
else//RTC不是第一次配置
{

        如果已经初始化过了，就不执行初始化

}

这样就可以防止重复初始化和时间重置~ 妙哉~

 初始化参考代码

  1. /**
  2.   * 函    数：RTC初始化
  3.   * 参    数：无
  4.   * 返 回 值：无
  5.   */
  6. void MyRTC_Init(void)
  7. {
  8. 	/*开启时钟*/
  9. 	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);		//开启PWR的时钟
  10. 	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);		//开启BKP的时钟
  11. 	
  12. 	/*备份寄存器访问使能*/
  13. 	PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);							//使用PWR开启对备份寄存器的访问
  14. 	
  15. 	if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5)			//通过写入备份寄存器的标志位，判断RTC是否是第一次配置
  16. 															//if成立则执行第一次的RTC配置
  17. 	{
  18. 		RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);							//开启LSE时钟
  19. 		while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) != SET);	//等待LSE准备就绪,等于1就退出
  20. 		
  21. 		RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);				//选择RTCCLK来源为LSE
  22. 		RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);								//RTCCLK使能
  23. 		
  24. 		RTC_WaitForSynchro();								//等待同步
  25. 		RTC_WaitForLastTask();								//等待上一次操作完成
  26. 		
  27. 		RTC_SetPrescaler(32768 - 1);						//设置RTC预分频器，预分频后的计数频率为1Hz
  28. 		RTC_WaitForLastTask();								//等待上一次操作完成
  29. 		
  30. 		MyRTC_SetTime();									//设置时间，调用此函数，全局数组里时间值刷新到RTC硬件电路
  31. 		
  32. 		BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5);			//在备份寄存器写入自己规定的标志位，用于判断RTC是不是第一次执行配置
  33. 	}
  34. 	else													//RTC不是第一次配置
  35. 	{
  36. 		RTC_WaitForSynchro();								//等待同步
  37. 		RTC_WaitForLastTask();								//等待上一次操作完成
  38. 	}
  39. }

RTC设置时间

根据time.h里的时间格式，每次赋值的年份都要-1900，月份要-1

  • //调用mktime函数，将日期时间转换为秒计数器格式
  • //- 8 * 60 * 60为东八区的时区调整
  1. /**
  2.   * 函    数：RTC设置时间
  3.   * 参    数：无
  4.   * 返 回 值：无
  5.   * 说    明：调用此函数后，全局数组里时间值将刷新到RTC硬件电路
  6.   */
  7. void MyRTC_SetTime(void)
  8. {
  9. 	time_t time_cnt;		//定义秒计数器数据类型
  10. 	struct tm time_date;	//定义日期时间数据类型
  11. 	
  12. 	time_date.tm_year = MyRTC_Time[0] - 1900;		//将数组的时间赋值给日期时间结构体
  13. 	time_date.tm_mon  = MyRTC_Time[1] - 1;
  14. 	time_date.tm_mday = MyRTC_Time[2];
  15. 	time_date.tm_hour = MyRTC_Time[3];
  16. 	time_date.tm_min  = MyRTC_Time[4];
  17. 	time_date.tm_sec  = MyRTC_Time[5];
  18. 	
  19. 	time_cnt = mktime(&time_date) - 8 * 60 * 60;	//调用mktime函数，将日期时间转换为秒计数器格式
  20. 													//- 8 * 60 * 60为东八区的时区调整
  21. 	
  22. 	RTC_SetCounter(time_cnt);						//将秒计数器写入到RTC的CNT中
  23. 	RTC_WaitForLastTask();							//等待上一次操作完成
  24. }

RTC读取时间

根据time.h里的时间格式，每次赋值的年份都要+1900，月份要+1

  • //读取RTC的CNT，获取当前的秒计数器
  • //+ 8 * 60 * 60为东八区的时区调整（北京时间）
  1. /**
  2.   * 函    数：RTC读取时间
  3.   * 参    数：无
  4.   * 返 回 值：无
  5.   * 说    明：调用此函数后，RTC硬件电路里时间值将刷新到全局数组
  6.   */
  7. void MyRTC_ReadTime(void)
  8. {
  9. 	time_t time_cnt;		//定义秒计数器数据类型
  10. 	struct tm time_date;	//定义日期时间数据类型
  11. 	
  12. 	time_cnt = RTC_GetCounter() + 8 * 60 * 60;		//读取RTC的CNT，获取当前的秒计数器
  13. 													//+ 8 * 60 * 60为东八区的时区调整（北京时间）
  14. 	
  15. 	time_date = *localtime(&time_cnt);				//使用localtime函数，将秒计数器转换为日期时间格式
  16. 	
  17. 	MyRTC_Time[0] = time_date.tm_year + 1900;		//将日期时间结构体赋值给数组的时间
  18. 	MyRTC_Time[1] = time_date.tm_mon + 1;
  19. 	MyRTC_Time[2] = time_date.tm_mday;
  20. 	MyRTC_Time[3] = time_date.tm_hour;
  21. 	MyRTC_Time[4] = time_date.tm_min;
  22. 	MyRTC_Time[5] = time_date.tm_sec;
  23. }

完整代码

MyRTC.c

  1. #include "MyRTC.h"
  2.  
  3. uint16_t MyRTC_Time[] = {2024, 2, 20, 22, 10, 55};	//定义全局的时间数组，数组内容分别为年、月、日、时、分、秒
  4. //不要写01、02   C语言中的0开头代表8进制，09就会有bug  123!=0123
  5.  
  6. /**
  7.   * 函    数：RTC设置时间
  8.   * 参    数：无
  9.   * 返 回 值：无
  10.   * 说    明：调用此函数后，全局数组里时间值将刷新到RTC硬件电路
  11.   */
  12. void MyRTC_SetTime(void)
  13. {
  14. 	time_t time_cnt;		//定义秒计数器数据类型
  15. 	struct tm time_date;	//定义日期时间数据类型
  16. 	
  17. 	time_date.tm_year = MyRTC_Time[0] - 1900;		//将数组的时间赋值给日期时间结构体
  18. 	time_date.tm_mon  = MyRTC_Time[1] - 1;
  19. 	time_date.tm_mday = MyRTC_Time[2];
  20. 	time_date.tm_hour = MyRTC_Time[3];
  21. 	time_date.tm_min  = MyRTC_Time[4];
  22. 	time_date.tm_sec  = MyRTC_Time[5];
  23. 	
  24. 	time_cnt = mktime(&time_date) - 8 * 60 * 60;	//调用mktime函数，将日期时间转换为秒计数器格式
  25. 													//- 8 * 60 * 60为东八区的时区调整
  26. 	
  27. 	RTC_SetCounter(time_cnt);						//将秒计数器写入到RTC的CNT中
  28. 	RTC_WaitForLastTask();							//等待上一次操作完成
  29. }
  30.  
  31. /**
  32.   * 函    数：RTC读取时间
  33.   * 参    数：无
  34.   * 返 回 值：无
  35.   * 说    明：调用此函数后，RTC硬件电路里时间值将刷新到全局数组
  36.   */
  37. void MyRTC_ReadTime(void)
  38. {
  39. 	time_t time_cnt;		//定义秒计数器数据类型
  40. 	struct tm time_date;	//定义日期时间数据类型
  41. 	
  42. 	time_cnt = RTC_GetCounter() + 8 * 60 * 60;		//读取RTC的CNT，获取当前的秒计数器
  43. 													//+ 8 * 60 * 60为东八区的时区调整（北京时间）
  44. 	
  45. 	time_date = *localtime(&time_cnt);				//使用localtime函数，将秒计数器转换为日期时间格式
  46. 	
  47. 	MyRTC_Time[0] = time_date.tm_year + 1900;		//将日期时间结构体赋值给数组的时间
  48. 	MyRTC_Time[1] = time_date.tm_mon + 1;
  49. 	MyRTC_Time[2] = time_date.tm_mday;
  50. 	MyRTC_Time[3] = time_date.tm_hour;
  51. 	MyRTC_Time[4] = time_date.tm_min;
  52. 	MyRTC_Time[5] = time_date.tm_sec;
  53. }
  54.  
  55. /**
  56.   * 函    数：RTC初始化
  57.   * 参    数：无
  58.   * 返 回 值：无
  59.   */
  60. void MyRTC_Init(void)
  61. {
  62. 	/*开启时钟*/
  63. 	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);		//开启PWR的时钟
  64. 	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);		//开启BKP的时钟
  65. 	
  66. 	/*备份寄存器访问使能*/
  67. 	PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);							//使用PWR开启对备份寄存器的访问
  68. 	
  69. 	if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5)			//通过写入备份寄存器的标志位，判断RTC是否是第一次配置
  70. 															//if成立则执行第一次的RTC配置
  71. 	{
  72. 		RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);							//开启LSE时钟
  73. 		while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) != SET);	//等待LSE准备就绪,等于1就退出
  74. 		
  75. 		RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);				//选择RTCCLK来源为LSE
  76. 		RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);								//RTCCLK使能
  77. 		
  78. 		RTC_WaitForSynchro();								//等待同步
  79. 		RTC_WaitForLastTask();								//等待上一次操作完成
  80. 		
  81. 		RTC_SetPrescaler(32768 - 1);						//设置RTC预分频器，预分频后的计数频率为1Hz
  82. 		RTC_WaitForLastTask();								//等待上一次操作完成
  83. 		
  84. 		MyRTC_SetTime();									//设置时间，调用此函数，全局数组里时间值刷新到RTC硬件电路
  85. 		
  86. 		BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5);			//在备份寄存器写入自己规定的标志位，用于判断RTC是不是第一次执行配置
  87. 	}
  88. 	else													//RTC不是第一次配置
  89. 	{
  90. 		RTC_WaitForSynchro();								//等待同步
  91. 		RTC_WaitForLastTask();								//等待上一次操作完成
  92. 	}
  93. }
  94.  
  95.  
  96. //如果LSE无法起振导致程序卡死在初始化函数中
  97. //可将初始化函数替换为下述代码，使用LSI当作RTCCLK
  98. //LSI无法由备用电源供电，故主电源掉电时，RTC走时会暂停
  99. /* 
  100. void MyRTC_Init(void)
  101. {
  102. 	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);
  103. 	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);
  104. 	
  105. 	PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
  106. 	
  107. 	if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5)
  108. 	{
  109. 		RCC_LSICmd(ENABLE);
  110. 		while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY) != SET);
  111. 		
  112. 		RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSI);
  113. 		RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
  114. 		
  115. 		RTC_WaitForSynchro();
  116. 		RTC_WaitForLastTask();
  117. 		
  118. 		RTC_SetPrescaler(40000 - 1);
  119. 		RTC_WaitForLastTask();
  120. 		
  121. 		MyRTC_SetTime();
  122. 		
  123. 		BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5);
  124. 	}
  125. 	else
  126. 	{
  127. 		RCC_LSICmd(ENABLE);				//即使不是第一次配置，也需要再次开启LSI时钟
  128. 		while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY) != SET);
  129. 		
  130. 		RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSI);
  131. 		RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
  132. 		
  133. 		RTC_WaitForSynchro();
  134. 		RTC_WaitForLastTask();
  135. 	}
  136. }*/
  137.  
  138.

MyRTC.h

  1. #ifndef __MYRTC_H__
  2. #define __MYRTC_H__
  3.  
  4. #include "stm32f10x.h"                  // Device header
  5. #include <time.h>
  6.  
  7. extern uint16_t MyRTC_Time[];	//外部传参
  8.  
  9. void MyRTC_Init(void);
  10. void MyRTC_SetTime(void);
  11. void MyRTC_ReadTime(void);
  12.  
  13. #endif
  14.  
  15.

main.c

  1. #include "stm32f10x.h" // Device header
  2. #include "Delay.h"
  3. #include "OLED.h"
  4. #include "MyRTC.h"
  5.  
  6. int main(void)
  7. {
  8. 	/*模块初始化*/
  9. 	OLED_Init();		//OLED初始化
  10. 	MyRTC_Init();		//RTC初始化
  11. 	
  12. 	/*显示静态字符串*/
  13. 	OLED_ShowString(1, 1, "Date:XXXX-XX-XX");
  14. 	OLED_ShowString(2, 1, "Time:XX:XX:XX");
  15. 	OLED_ShowString(3, 1, "CNT :");
  16. 	OLED_ShowString(4, 1, "DIV :");
  17. 	
  18. 	while (1)
  19. 	{
  20. 		MyRTC_ReadTime();							//RTC读取时间，最新的时间存储到MyRTC_Time数组中
  21. 		
  22. 		OLED_ShowNum(1, 6,  MyRTC_Time[0], 4);		//显示MyRTC_Time数组中的时间值，年
  23. 		OLED_ShowNum(1, 11, MyRTC_Time[1], 2);		//月
  24. 		OLED_ShowNum(1, 14, MyRTC_Time[2], 2);		//日
  25. 		OLED_ShowNum(2, 6,  MyRTC_Time[3], 2);		//时
  26. 		OLED_ShowNum(2, 9,  MyRTC_Time[4], 2);		//分
  27. 		OLED_ShowNum(2, 12, MyRTC_Time[5], 2);		//秒
  28. 		
  29. 		OLED_ShowNum(3, 6, RTC_GetCounter(), 10);	//显示32位的秒计数器
  30. 		//OLED_ShowNum(4, 6, RTC_GetDivider(), 10);	//显示余数寄存器 DIV
  31. 		
  32. 		//将32767-0，线性变换到0-999这个范围,显示成1000ms的意思
  33. 		OLED_ShowNum(4, 6, (32767-RTC_GetDivider()) / 32767.0 * 999, 10);	//显示余数寄存器
  34. 	}
  35. }
  36.

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