[零基礎(chǔ)學習STM32]第十講:RTC實時時鐘實驗—顯示日期和時間

ID:278743 · 發(fā)表于 2018-3-22 11:32

一、概述

1、實時時鐘定義

實時時鐘（RTC）是一個獨立的BCD定時器/計數(shù)器。RTC提供一個日歷時鐘和兩個可編程鬧鐘中斷，以及一個具有中斷功能的周期性可編程喚醒標志。RTC還包含用于管理低功耗模式的自動喚醒單元。

兩個32位寄存器包含二進碼十進位格式（BCD）的秒、分鐘、小時（12或24小時制）、星期幾、日期、月份和年份。此外，還可以提供二進制格式的亞秒值。

系統(tǒng)可以自動將月份的天數(shù)補償位28、29（閏年），30和31天。并且還可以進行夏令時的補償。

其他32位寄存器還包括可編程的鬧鐘亞秒、秒、分鐘、小時、星期幾和日期。此外，還可以使用數(shù)字校準功能對晶振精度的偏差進行補償。

上電復位后，所有RTC寄存器都會受到保護，以防止可能的非正常寫訪問。

無論器件狀態(tài)如何（運行模式、低功耗模式或處于復位狀態(tài)），只要電源電壓保持在工作范圍內(nèi)，RTC使不會停止工作。
2、實時時鐘主要特性

RTC的主要特性如下：

包含亞秒、秒、分鐘、小時（12/24小時制）、星期幾、日期、月份和年份的日期。
軟件可編程的夏令時補償。
兩個具有中斷功能的可編程鬧鐘。可通過任意日歷字段的組合驅(qū)動鬧鐘。
自動喚醒單元，可周期性地生成標志以觸發(fā)自動喚醒中斷。
參考時鐘檢測：可使用更加精確的第二時鐘源（50Hz或60Hz）來提高日歷的精確度。
利用亞秒級移位特性與外部時鐘實現(xiàn)精確同步。
可屏蔽中斷/事件：

— 鬧鐘A

— 鬧鐘B

— 喚醒中斷

— 時間戳

— 入侵檢測

數(shù)字校準電路（周期性計數(shù)器調(diào)整）。

— 精度為5ppm。

— 精度為0.95ppm，在數(shù)秒鐘的校準窗口中獲得。

用于時間保存的時間戳功能（1個事件）。
入侵檢測：

— 2個帶可配置過濾器和內(nèi)部上拉的入侵事件。

20個備份寄存器（80字節(jié)）。發(fā)生入侵檢測事件時，將復位備份寄存器。
復用功能輸出（RTC_OUT），可選擇以下兩個輸出之一：

— RTC_CALIB：512Hz或1Hz時鐘輸出（LSE頻率為32.768kHZ）。可通過將RTC_CR寄存器中的COE【23】位置1來使能此輸出。該輸出可連接到器件RTC_AF1功能。

— RTC_ALARM（鬧鐘A、鬧鐘B或喚醒）。可通過配置RTC_CR寄存器的OSEL【1：0】位選擇此輸出。該輸出可連接到器件RTC_AF1功能。

RTC復用功能輸入：

— RTC_TS：時間戳事件檢測。該輸入可連接到器件RTC_AF1和RTC_AF2功能。

— RTC_TAMP1：TAMPER1 事件檢測。該輸入可連接到器件RTC_AF1和RTC_AF2功能。

— RTC_TAMP2：TAMPER2 事件檢測。

— RTC_REFIN：參考時鐘輸入（通常為市電，50Hz或60Hz）。

二、硬件電路

1、時鐘源

iCore3異構(gòu)雙核心工控板采用32.768K無源晶體為系統(tǒng)提供RTC實時時鐘，其電路連接圖如下所示。32.768KHz外部無源晶體連接 OSC32_IN和OSC32_OUT兩引腳之間，為獲得穩(wěn)定的頻率必須加兩個電容構(gòu)成外部震蕩電路。

圖10_0 外部振蕩電路

2、備用電源

RTC實時時鐘在iCore3電路中具有備用電源，時刻保證時鐘通電。

圖10_1 備用電池電路

三、實驗原理

STM32的實時時鐘（RTC）是一個獨立的定時器，有一組連續(xù)計數(shù)的計時器，通過軟件來對其進行相關(guān)的配置，可以提供時鐘功能，通過修改計數(shù)器的值可以調(diào)整時鐘，最終通過串口在終端顯示時間。

四、源代碼

1、主函數(shù)

/*
* Name : main
* Description : ---
* Author : ysloveivy.
*
* History
* --------------------
* Rev : 0.00
* Date : 11/23/2015
*
* create.
* --------------------
*/
int main(void)
{
int i;
RTC_TimeTypeDef rtc_time;
RTC_DateTypeDef rtc_date;
int second_bak = 0;
led.initialize();
LED_RED_ON;
rtc.initialize();
usart4.initialize(115200);
usart4.printf("\x0c"); //清屏
usart4.printf("\033[1;32;40m"); //設(shè)置字體終端為綠色
usart4.printf("\r\n\r\nhello! I am iCore3!\r\n\r\n\r\n");
while(1){
for(i = 0;i < 1000000;i++);
//讀取RTC日期和時間
RTC_GetTime(RTC_Format_BIN,&rtc_time);
RTC_GetDate(RTC_Format_BIN,&rtc_date);
//當秒數(shù)據(jù)與備份不一致時，向終端打印時間/日期
if(second_bak != rtc_time.RTC_Seconds){
usart4.printf(" %02d:%02d:%02d ",rtc_time.RTC_Hours,rtc_time.RTC_Minutes,rtc_time.RTC_Seconds);
usart4.printf("20%02d-%02d-%02d \r",rtc_date.RTC_Year,rtc_date.RTC_Month,rtc_date.RTC_Date);\
second_bak = rtc_time.RTC_Seconds; //秒數(shù)據(jù)備份
}
}
}

復制代碼

2、RTC初始化

/*
* Name : initialize
* Description : ---
* Author : ysloveivy.
*
* History
* -------------------
* Rev : 0.00
* Date : 11/23/2015
*
* create.
* -------------------
*/
static int initialize(void)
{
//判斷讀到的備份寄存器的值與寫入的值是否一樣
if(RTC_ReadBackupRegister(RTC_BKP_DR0) != 0x32F2){
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);
//使能PWR時鐘
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
RCC_BackupResetCmd(ENABLE);
RCC_BackupResetCmd(DISABLE);
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON); //LSE 開啟
while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) ==RESET); //檢查指定的RCC標志位設(shè)置與否,等待低速晶振就緒
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE); //設(shè)置RTC時鐘(RTCCLK),選擇LSE作為RTC時鐘
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE); //使能RTC時鐘
RTC_WaitForSynchro();
//等待APB1和RTC等時鐘同步
rtc_set_time(13,57,12,RTC_H12_PM); //設(shè)置時間
rtc_set_date(15,11,28,6); //設(shè)置日期
RTC_WriteBackupRegister(RTC_BKP_DR0, 0x32F2); //向備份寄存器中寫入數(shù)值
}
return 0;
}
/*
* Name : initialize
* Description : ---
* Author : ysloveivy.
*
* History
* -------------------
* Rev : 0.00
* Date : 11/23/2015
*
* create.
* -------------------
*/
static int rtc_set_time(unsigned char hour,unsigned char min,unsigned char sec,unsigned char ampm)
{
//設(shè)置時間
RTC_TimeTypeDef RTC_TimeTypeInitStructure;
RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Hours=hour;
RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Minutes=min;
RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_Seconds=sec;
RTC_TimeTypeInitStructure.RTC_H12=ampm;
RTC_SetTime(RTC_Format_BIN,&RTC_TimeTypeInitStructure);
return 0;
}

復制代碼

3、RTC配置介紹

static int initialize(void)
{
//判斷讀到的備份寄存器的值與寫入的值是否一樣
if(RTC_ReadBackupRegister(RTC_BKP_DR0) != 0x32F2){
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);
//使能PWR時鐘
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
RCC_BackupResetCmd(ENABLE);
RCC_BackupResetCmd(DISABLE);
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON); //LSE 開啟
while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) ==RESET); //檢查指定的RCC標志位設(shè)置與否,等待低速晶振就緒
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE); //設(shè)置RTC時鐘(RTCCLK),選擇LSE作為RTC時鐘
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE); //使能RTC時鐘
RTC_WaitForSynchro();
//等待APB1和RTC等時鐘同步
rtc_set_time(13,57,12,RTC_H12_PM); //設(shè)置時間
rtc_set_date(15,11,28,6); //設(shè)置日期
RTC_WriteBackupRegister(RTC_BKP_DR0, 0x32F2); //向備份寄存器中寫入數(shù)值
}
return 0;
}
static int rtc_set_date(unsigned char year,unsigned char month,unsigned char date,unsigned char week)
{
//設(shè)置日期
RTC_DateTypeDef RTC_DateTypeInitStructure;
RTC_DateTypeInitStructure.RTC_Date=date;
RTC_DateTypeInitStructure.RTC_Month=month;
RTC_DateTypeInitStructure.RTC_WeekDay=week;
RTC_DateTypeInitStructure.RTC_Year=year;
RTC_SetDate(RTC_Format_BIN,&RTC_DateTypeInitStructure);
return 0;
}

復制代碼

4、結(jié)構(gòu)體介紹

/**
* @brief RTC Init structures definition
*/
typedef struct
{
uint32_t RTC_HourFormat; 指定RTC小時格式，
這個參數(shù)可以是@ref rtc_hour_format的值。
uint32_t RTC_AsynchPrediv; 指定RTC異步預分值，
此參數(shù)必須設(shè)置為低于0x7F的值。
uint32_t RTC_SynchPrediv; 指定RTC同步預分值，
此參數(shù)必須設(shè)置為低于0x7FFF的值。
}RTC_InitTypeDef;
/**
* @brief RTC Time structure definition
*/
typedef struct
{
uint8_t RTC_Hours; 指定RTC時間小時，此參數(shù)必須設(shè)置為0-12范圍內(nèi)的值。如果選擇RTC_HourFormat_12，則為0-23。該RTC_HourFormat_24被選中。
uint8_t RTC_Minutes; 指定RTC時間分鐘，
此參數(shù)必須設(shè)置為0-59范圍內(nèi)值。
uint8_t RTC_Seconds; 指定RTC時間秒，
此參數(shù)必須設(shè)置為0-59范圍內(nèi)的值。
uint8_t RTC_H12; 指定RTC AM/PM時間，
這個參數(shù)可以是@ref rtc_am_pm_definition的值。
}RTC_TimeTypeDef;
/**
* @brief RTC Date structure definition
*/
typedef struct
{
uint8_t RTC_WeekDay; 指定RTC日期工作日，這個參數(shù)可以是@refrtc_weekday_definition的值。
uint8_t RTC_Month; 指定RTC日期月(BCD格式)，這個參數(shù)可以是@ref rtc_month_date_definition的值。
uint8_t RTC_Date; 指定RTC日期，此參數(shù)必須設(shè)置為1-31范圍內(nèi)的值。
uint8_t RTC_Year; 指定RTC日期年，此參數(shù)必須設(shè)置為0-99范圍內(nèi)的值。
}RTC_DateTypeDef;
/**
* @brief RTC Alarm structure definition
*/
typedef struct
{
RTC_TimeTypeDef RTC_AlarmTime; 指定RTC警報時間成員。
uint32_t RTC_AlarmMask; 指定RTC報警面具，這個參數(shù)可以是@ref rtc_alarmmask_definition 的值。
uint32_t RTC_AlarmDateWeekDaySel; 指定RTC警報是在日期或工作日，
這個參數(shù)可以是@ref rtc_alarmdateweekday_definition的值。
uint8_t RTC_AlarmDateWeekDay; 指定RTC報警日期/工作日。
如果選擇了警報日期，則該參數(shù)。
必須設(shè)置為1-31范圍內(nèi)的值。
如果選擇了鬧鐘工作日，這個。
參數(shù)可以是@ref rtc_weekday_definition的值。
}RTC_AlarmTypeDef;