STM32的实时时钟RTC编程详解

在STM32里，一个CPU已经足够，不需要像DS1302这样的实时时钟芯片。实际上，RTC就只一个定时器而已，掉电之后所有信息都会丢失，因此我们需要找一个地方来存储这些信息，于是就找到了备份寄存器。因为它掉电后仍然可以通过纽扣电池供电，所以能时刻保存这些数据。

1. STM32的RTC模块

RTC模块之所以具有实时时钟功能，是因为它内部维持了一个独立的定时器，通过配置，可以让它准确地每秒钟中断一次。

1.1 RTC的组成

RTC由两个部分组成：APB1接口部分以及RTC核心部分。 STM32所有的外设默认时钟无效，使用某个外设时，再开启时钟，用这样的方式来降低功耗。 这里的RTC，APB1 接口由APB1总线时钟来驱动。为了突出时钟吧？不过据说APB1接口部分还包括一组16 位寄存器。

RTC核心部分又分为预分频模块和一个32位的可编程计数器。前者可使每个TR_CLK 周期中RTC产生一个秒中断，后者可被初始化为当前系统时间。此后系统时间会按照TR_CLK周期进行累加，实现时钟功能。

1.2 对RTC的操作

我们对RTC的访问，是通过APB1接口来进行的。注意，APB1刚被开启的时候(比如刚上电，或刚复位后)，从APB1上读出来的RTC寄存器的第一个值有可能是被破坏了的（通常读到0）。这个不幸，STM32是如何预防的呢？我们在程序中，会先等待RTC_CRL寄存器中的RSF位（寄存器同步标志）被硬件置1，然后才开始读操作，这时候读出来的值就是OK的。

那么对RTC寄存器的写操作会不会有类似的情况呢？对于写操作，我们只要注意， 每一次写操作，必须确保在前一次写操作完成后进行。 这个“确保”，是通过查询RTC_CR寄存器中的RTOFF状态位，判断RTC寄存器是否处于更新中。只有当RTOFF状态位是1，才可以写RTC寄存器。

2. RTC的编程

RTC的例程，主要是设置RTC时钟，使得其在超级终端上显示出当前的时钟。这个时钟的显示是“不停地走”。而且掉电后，重新上电，时钟仍然在走，仍然显示当前的时间。当然，如果感兴趣，您可以让它在LCD上显示—— 那就是一个名副其实的电子钟了。

编程的时候，首先要注意备份寄存器BKP_DR1，它做了一件关键的事情：判断RTC是否已经被设置过。 因为RTC跟其他计时器不同，它是使用纽扣电池单独供电工作，所以它不会每次上电或者复位都被重置。判断RTC是否已经被设置过，可以决定当前是否需要去设置RTC。如果刚安装电池，第一次上电，自然需要去设置。否则的话，我们只要让它显示当前时钟即可。

当第一次使用RTC的时候（第一次配置），需要做的工作总结下：

1、打开电源管理和备份寄存器时钟。注意，一定要打开备份寄存器的时钟。

我们正是通过在备份寄存器写固定的数据来判断芯片是否第一次使用RTC，从而在系统运行RTC 时提示配置时钟的。

2、使能RTC 和备份寄存器的访问(复位默认是关闭的，以防止可能存在的意外的写操作)。

3、选择外部低速晶体为RTC时钟，并使能时钟。笔者当初调试RTC 的时候，犯了一个低级错误：由于没有定义如下：

#define RTCClockSource_LSE

导致程序一直停留在这里：

/* Wait till LSE is ready */while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) == RESET){}

希望大家能避免这个错误。

4、使能秒中断，程序里在秒中断里置位标志位来通知主程序显示时间数据，同时在32 位计数器到23：59：59时清零；

5 、设置RTC 预分频器值产生1秒信号计算公式fTR_CLK = fRTCCLK/(PRL+1)，我们设置32767来产生秒信号。

我们再次强调：所有在对RTC寄存器操作之前都要判断读写操作是否完成，即内部是否有读写操作。

下面来看代码：

/* System Clocks Configuration */RCC_Configuration();
/* NVIC configuration */NVIC_Configuration();
/* Configure the GPIOs */GPIO_Configuration();
/* Configure the USART1 */USART_Configuration();

注意时钟，为避免遗漏，笔者将其代码放在第一位：

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);

接着我们读取备份寄存器BKP_DR1 中的值来判断是否是第一次上电，如果不是则直接显示时钟，否则进行时间设置。当BKP_DR1的值不为0xAAAA，说明是第一次上电，此时需要对RTC进行初始化。注意初始化的实现函数RTC_Configuration();，为什么那么写，请参考我们之前给出的“第一次使用RTC的配置工作总结”，然后进行时钟设置。

注意，因为我们需要进行写操作，所以根据固件库手册，要先调用RTC_WaitForLastTask()，等待标志位RTOFF被设置，保证在前一次写操作结束后才能进行。调用RTC_SetCounter(Time_Regulate());，将计数值写入RTC计数器。

由于后面要通过BKP_WriteBackupRegister()函数对BKP_DR1写操作，因此之前还需要进行一次RTC_WaitForLastTask()，这样，对时间的设置就完成了。

剩下的代码，比较简单，主要是注意如下：

RTCCount = RTC_GetCounter(); //获得计数值并计算当前时钟
/* Compute hours */THH = RTCCount/3600;
/* Compute minutes */TMM = (RTCCount % 3600)/60;
/* Compute seconds */TSS = (RTCCount % 3600)% 60;

这是通过RTC_GetCounter();函数获取计数值，然后把这个计数值分别用小时、分钟、秒来表示的过程。最后还需要调用printf 函数把它显示出来。