RTC实验
12.1 概述
实时时钟Real TimeClock（简称RTC），实时时钟芯片是日常生活中应用最为广泛的消费类电子产品之一。它为人们提供精确的实时时间,或者为电子系统提供精确的时间基准，目前实时时钟芯片大多采用精度较高的晶体振荡器作为时钟源。有些时钟芯片为了在主电源掉电时，还可以工作，需要外加电池供电。
现在的ARM体系处理器基本都会内置RTC模块，STM32也不例外。STM32内部RTC结构如下图所示。
RTC主要有两个部分组成，第一部分的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。另一部分由一组可编程计数器组成，分成两个主要模块。第一个模块是RTC的预分频模块，它可编程产生最长为1秒的RTC时间基准TR_CLK。RTC的预分频模块包含了一个20位的可编程分频器。如果在RTC_CR寄存器中设置了相应的允许位，则在每个TR_CLK周期中RTC产生一个中断。第二个模块是一个32位的可编程计数器，可被初始化为当前的系统时间。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_CR控制寄存器中设置了相应允许位，比较匹配时将产生一个闹钟中断。
RTC模块和时钟配置系统是在后备区域，即在系统复位或从待机模式唤醒后RTC的设置和时间维持不变。但是在系统复位后，会自动禁止访问后备寄存器和RTC，以防止对后备区域的意外写操作。所以在要设置时间之前，先要取消备份区域写保护。
12.2 相关寄存器
12.2.1 控制寄存器1：RTC_CRH
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7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
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- |
OWIE |
ALRIE |
SECIE |
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Bit 2：允许溢出中断位
0：屏蔽溢出中断
1：允许溢出中断
Bit 1：允许闹钟中断
0：屏蔽闹钟中断
1：允许闹钟中断
Bit 0：允许秒中断
0：屏蔽秒中断
1：允许秒中断
12.2.2 控制寄存器2：RTC_CRL
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15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
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- |
RTOFF |
CNF |
RSF |
OWF |
ALRF |
SECF |
|||||||||
Bit 5：RTC操作关闭
0：写操作未完成
1：操作已完成
Bit 4：配置标志
0：退出配置模式
1：进入配置模式
Bit 3：RTC同步标志
RTC_CNT寄存器和RTC_DIV寄存器由软件更新或清0时，此位由硬件置1。在APB1复位后，或APB1时钟停止后，此位必须由软件清0。要进行任何的读操作之前，用户程序必须等待这位被硬件置1
0：寄存器尚未被同步
1：寄存器已经被同步
Bit 2：溢出标志
当32位可编程计数器溢出时，此位由硬件置1。此位只能由软件清0
0：无溢出
1：32位可编程计数器溢出
Bit 1：闹钟标志
当32位可编程计数器达到RTC_ALR寄存器所设置的预定值，此位由硬件置1。此位只能由软件清0。
0：无闹钟
1：有闹钟
Bit 0：秒标志
当32位可编程预分频器溢出时，此位由硬件置1，同时RTC计数器加1。此位只能由软件清除。
0：秒标志条件不成立
1：秒标志条件成立
12.2.3 预分频装载寄存器1：RTC_PRLH
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13 |
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10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
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- |
PRL[19:16] |
||||||||||||||
Bit 3~Bit 0：RTC预分频装载值高位
12.2.4 预分频装载寄存器2：RTC_PRLL
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15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
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PRL[15:0] |
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Bit 15~Bit 0：RTC预分频装载值低位
注：RTC时钟频率根据预分频寄存器的值有如下计算公式。
其中RTCCLK代表的RTC的输入时钟，一般默认32.768kHz。
12.3 实验例程
功能：读取RTC的日期显示在LCD上面。
（1）创建rtc.h文件输入以下代码。
/*********************************************************************************************************
*********************************************************************************************************/
#ifndef _RTC_H_
#define _RTC_H_
#include "sys.h"
/*********************************************************************************************************
数 据 结 构
*********************************************************************************************************/
typedef struct
{
u8 year; //年
u8 month; //月
u8 date; //日
u8 hour; //时
u8 minute; //分
u8 second; //秒
}RTC_Data;
extern RTC_Data RTC_Time;
/*********************************************************************************************************
函 数 列 表
*********************************************************************************************************/
void RTC_Init( void ) ; //RTC初始化
void RTC_Set_Time( u8 year, u8 month, u8 date, u8 hour, u8 minute, u8 second ) ; //设置时间
void RTC_Get_Time( void ) ; //获取时间
#endif
（2）创建rtc.c文件并输入以下代码。
#include "rtc.h"
/***************************************************
Name :RTC_Init
Fuction :RTC初始化
Parameter :None
Return :None
***************************************************/
void RTC_Init()
{
if( BKP->DR1!=0x5050 )
{
RCC->APB1ENR |= 1<<28 ; //使能PWR时钟
RCC->APB1ENR |= 1<<27 ; //使能BKP时钟,RTC校准在BKP相关寄存器中
PWR->CR |= 1<<8 ; //取消BKP相关寄存器写保护
RCC->BDCR |= 1<<16 ; //备份区域软复位
RCC->BDCR &= ~( 1<<16 ) ; //备份区域软复位结束
RCC->BDCR |= 1<<0 ; //开启外部低速振荡器
while( ( RCC->BDCR&0x02 )!=0x02 ) ; //等待外部时钟就绪
RCC->BDCR |= 1<<8 ; //LSI作为RTC时钟
RCC->BDCR |= 1<<15 ; //RTC时钟使能
while( !( RTC->CRL&( 1<<5 ) ) ) ; //等待RTC寄存器最后一次操作完成
while( !( RTC->CRL&( 1<<3 ) ) ) ; //等待RTC寄存器同步完成
RTC->CRH &= ~( 7<<0 ) ; //不允许中断,CRH寄存器低三位有效
while( !( RTC->CRL&( 1<<5 ) ) ) ; //等待RTC寄存器最后一次操作完成
RTC->CRL |= 1<<4 ; //进入配置模式
RTC->PRLH = 0 ;
RTC->PRLL = 32767 ; //设定分频值
RTC->CRL &= ~( 1<<4 ) ; //退出配置模式
while( !( RTC->CRL&( 1<<5 ) ) ) ; //等待RTC寄存器最后一次操作完成
BKP->DR1 = 0x5050 ;
}
else
{
while( !( RTC->CRL&( 1<<3 ) ) ) ; //等待RTC寄存器同步
while( !( RTC->CRL&( 1<<5 ) ) ) ; //等待RTC寄存器操作完成
}
}
/***************************************************
Name :Is_Leap_Year
Function :闰年判定
Parameter :
year:年份
Return :闰年
***************************************************/
u8 Is_Leap_Year( u16 year )
{
//必须能被4整除
if( year%4==0 )
{
if( year%100==0 )
{
if( year%400==0 )
return 1 ;
else
return 0 ;
}
else
return 1 ;
}
else
return 0;
}
/***************************************************
Name :RTC_Set_Time
Fuction :设置时间
Parameter :
year:年
month:月
date:日
hour:时
minute:分
second:秒
Return :None
***************************************************/
u8 mon_table[] = { 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 } ;
void RTC_Set_Time( u8 year, u8 month, u8 date, u8 hour, u8 minute, u8 second )
{
u16 t ;
u32 seccount = 0 ;
//把所有年份的秒钟相加
for( t=1970; tAPB1ENR |= 1<<28 ; //使能电源时钟
RCC->APB1ENR |= 1<<27 ; //使能备份时钟
PWR->CR |= 1<<8 ; //取消备份区写保护
RTC->CRL |= 1<<4 ; //允许配置
RTC->CNTL = seccount&0xFFFF ;
RTC->CNTH = seccount>>16 ;
RTC->CRL &= ~( 1<<4 ) ; //配置更新
while( ( RTC->CRL&0x20 )!=0x20 ) ; //等待RTC寄存器操作完成
RTC_Get_Time() ; //设置完之后更新一下数据
}
/***************************************************
Name :RTC_Get_Time
Fuction :获取时间
Parameter :None
Return :None
***************************************************/
RTC_Data RTC_Time;
void RTC_Get_Time()
{
u16 daycnt=0;
u32 timecount=0;
u32 temp=0;
u16 temp1=0;
//得到计数器中的值
timecount = RTC->CNTH ;
timecount <<= 16 ;
timecount += RTC->CNTL ;
//得到天数
temp = timecount/86400 ;
//超过一天了
if( daycnt!=temp )
{
daycnt = temp ;
temp1 = 1970 ; //从1970年开始
while( temp>=365 )
{
//闰年
if( Is_Leap_Year( temp1 ) )
{
if( temp>=366 )
temp -= 366 ; //闰年的秒钟数
else
break ;
}
else
temp -= 365; //平年
temp1 ++ ;
}
RTC_Time.year = temp1-2000 ; //得到年份
temp1 = 0 ;
//超过了一个月
while( temp>=28 )
{
if( Is_Leap_Year( RTC_Time.year+2000 )&&( temp1==1 ) )//当年是不是闰年/2月份
{
if( temp>=29 )
temp -= 29 ;//闰年的秒钟数
else
break;
}
else
{
if( temp>=mon_table[ temp1 ] )
temp -= mon_table[ temp1 ] ; //平年
else
break ;
}
temp1 ++ ;
}
RTC_Time.month = temp1+1 ; //得到月份
RTC_Time.date = temp+1 ; //得到日期
}
temp = timecount%86400 ; //得到秒钟数
RTC_Time.hour = temp/3600 ; //小时
RTC_Time.minute = ( temp%3600 )/60 ; //分钟
RTC_Time.second = ( temp%3600 )%60 ; //秒钟
}+2000;>
（3）创建1.c文件并输入以下代码。
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart1.h"
#include "lcd.h"
#include "rtc.h"
int main()
{
u8 Str[ 50 ] ;
STM32_Clock_Init( 9 ) ; //STM32时钟初始化
SysTick_Init( 72 ) ; //SysTick初始化
USART1_Init( 72, 115200 ) ; //初始化串口1波特率115200
LCD_Init() ; //LCD初始化
RTC_Init() ;
RTC_Set_Time( 20, 12, 10, 10, 8, 0 ) ;
while( 1 )
{
RTC_Get_Time() ;
sprintf( ( char * )Str, "20%02d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d", RTC_Time.year, RTC_Time.month, RTC_Time.date, RTC_Time.hour, RTC_Time.minute, RTC_Time.second ) ;
LCD_ShowString( 10, 10, Str ) ;
delay_ms( 500 ) ;
}
}
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