STM32笔记---RTC - 技术栈

一、RTC简介

二、主要特性

三、功能描述

[3.1 读RTC寄存器](#3.1 读RTC寄存器)

[3.2 配置RTC寄存器](#3.2 配置RTC寄存器)

四、BKP简介

五、RTC_Init()

[1. 函数BKP_ReadBackupRegister](#1. 函数BKP_ReadBackupRegister)

2.RCC_LSEConfig设置外部低速晶振（LSE）

3.RTC基本结构

5.RTC_Init()实现

6.time.h

一、RTC简介

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

实时时钟是一个独立的定时器，RTC模块拥有一组连续计数的计数器，在相应软件的配置下，可以实现提供时钟日历的功能。

系统复位后，对后备寄存器和RTC的访问被禁止，这是为了防止对后备区域(BKP)的意外写操作。

执行以下操作将使能对后备寄存器和RTC的访问：

● 设置寄存器RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN位，使能电源和后备接口时钟

APB1外设时钟使能寄存器(RCC_APB1ENR)

● 设置寄存器PWR_CR的DBP位，使能对后备寄存器和RTC的访问。

cpp 复制代码

/*开启时钟*/
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);		//开启PWR的时钟
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);		//开启BKP的时钟
	
	/*备份寄存器访问使能*/
	PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);							//使用PWR开启对备份寄存器的访问

二、主要特性

可编程的预分频系数：分频系数最高为2^20。 32位的可编程计数器，可用于较长时间段的测量。 2个分离的时钟：用于APB1接口的PCLK1和RTC时钟(RTC时钟的频率必须小于PCLK1时钟频率的四分之一以上)。

STM32------RTC实时时钟-CSDN博客https://blog.csdn.net/NRWHF/article/details/132377472

可以选择以下三种RTC的时钟源：

HSE时钟除以128； LSE振荡器时钟；LSI振荡器时钟。

可选择三种RTC时钟源（PTCCLK）：
HSE时钟除以128（通常为8MHz/128）
LSE振荡器时钟（通常为32.768KHz）【经过15位分频器自然溢出得到1hz频率】
LSI振荡器时钟（40KHz）
RTC 复位和主电源掉电后，数据不丢失是BKP来实现的

注意：整个stm32有四个时钟源

HSE =高速外部时钟信号
HSI = 高速内部时钟信号
LSl=低速内部时钟信号【低速时钟供RTC和看门狗】
LSE =低速外部时钟信号【低速时钟供RTC和看门狗】

2个独立的复位类型：APB1接口由系统复位； RTC核心(预分频器、闹钟、计数器和分频器)只能由后备域复位。 3个专门的可屏蔽中断，闹钟中断，用来产生一个软件可编程的闹钟中断。秒中断，用来产生一个可编程的周期性中断信号(最长可达1秒)。溢出中断，指示内部可编程计数器溢出并回转为0的状态。

三、功能描述

RTC由两个主要部分组成(参见下图)。第一部分(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。APB1接口由APB1总线时钟驱动，用来与APB1总线接口。

另一部分(RTC核心)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(RTC预分频器)。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。

3.1 读RTC寄存器

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'。

RTC的功能由这个控制寄存器控制。当前一个写操作还未完成时(RTOFF=0时)，不能写RTC_CR寄存器。

3.2 配置RTC寄存器

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。**另外，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。

配置过程： 1. 查询RTOFF位，直到RTOFF的值变为'1' ;2. 置CNF值为1，进入配置模式;3. 对一个或多个RTC寄存器进行写操作; 4. 清除CNF标志位，退出配置模式; 5. 查询RTOFF，直至RTOFF位变为'1'以确认写操作已经完成。仅当CNF标志位被清除时，写操作才能进行，这个过程至少需要3个RTCCLK周期。

四、BKP简介

备份寄存器是42个16位的寄存器，可用来存储84个字节的用户应用程序数据。他们处在备份域里，当VDD电源被切断，他们仍然由VBAT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。

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。

复位后，对备份寄存器和RTC的访问被禁止，并且备份域被保护以防止可能存在的意外的写操作。执行以下操作可以使能对备份寄存器和RTC的访问。 ● 通过设置寄存器RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN位来打开电源和后备接口的时钟 ● 电源控制寄存器(PWR_CR)的DBP位来使能对后备寄存器和RTC的访问。（配置代码上文已经给出）

五、RTC_Init()

1. 函数BKP_ReadBackupRegister

2.RCC_LSEConfig设置外部低速晶振（LSE）

3.RTC基本结构

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

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

cpp 复制代码

RTC_WaitForSynchro()
//等待RTC寄存器(RTC_CNT, RTC_ALR and RTC_PRL)与RTC的APB时钟同步
RTC_WaitForLastTask()
//等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成

查阅固件函数库用户手册可知：对于RTC的配置基本需要在调用函数前先调用RTC_WaitForLastTask()，等待标志位RTOFF被设置。如下RTC_SetPrescaler函数

4.RCC_GetFlagStatus函数

cpp 复制代码

RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);							//开启LSE时钟
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) != SET);	//等待LSE准备就绪

RCC_FLAG：Table 383. 给出了所有可以被函数RCC_ GetFlagStatus检查的标志位列表

5.RTC_Init()实现

注意：

如果不加if判断会导致每次复位时间都会重置，因为每次复位后都会调用初始化函数，我们在初始化函数中有写入MyRTC_SetTime函数，所以每次都会调用该函数进行复位变成uint16_t MyRTC_Time[] = {2023, 1, 1, 23, 59, 55}; //定义全局的时间数组，数组内容分别为年、月、日、时、分、秒

这样我们需要加入判断，当系统主电源断电，备用电池没有断电的时候，不进行初始化。通过对BKP的判断实现该代码：

0xA5A5全凭借个人喜好，你可以设置任意值：

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

当第一次上电时，或者系统完全断电的时候，BKP_DR1默认为0（只要不完全断电，这玩意就不会被复位），if判断语句成立，进行初始化。最后再写入A5A5，这就说明我们已经进行了初始化即已经上电了，避免重复初始化，这样就不会进入if语句不进行初始化，就不会每次时间都回到你设置的值。

如果已经初始化了，我们就不用初始化了，在else中仅仅写上两行等待代码即可。

cpp 复制代码

void MyRTC_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);		//开启PWR的时钟
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);		//开启BKP的时钟
	
	/*备份寄存器访问使能*/
	PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);							//使用PWR开启对备份寄存器的访问
	
	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
															//if成立则执行第一次的RTC配置
	{
		RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);							//开启LSE时钟
		while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) != SET);	//等待LSE准备就绪
		
		RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);				//选择RTCCLK来源为LSE
		RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);								//RTCCLK使能
		
		RTC_WaitForSynchro();								//等待同步
		RTC_WaitForLastTask();								//等待上一次操作完成
		
		RTC_SetPrescaler(32768 - 1);						//设置RTC预分频器，预分频后的计数频率为1Hz
		RTC_WaitForLastTask();								//等待上一次操作完成
		
		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
		
		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
	}
	else													//RTC不是第一次配置
	{
		RTC_WaitForSynchro();								//等待同步
		RTC_WaitForLastTask();								//等待上一次操作完成
	}
}

如果LSE无法起振导致程序卡死在初始化函数中，可将初始化函数替换为下述代码，使用LSI当作RTCCLK，但是LSI无法由备用电源供电，故主电源掉电时，RTC走时会暂停。

cpp 复制代码

void MyRTC_Init(void)
{
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);
	
	PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
	
	if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5)
	{
		RCC_LSICmd(ENABLE);
		while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY) != SET);
		
		RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSI);
		RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
		
		RTC_WaitForSynchro();
		RTC_WaitForLastTask();
		
		RTC_SetPrescaler(40000 - 1);//保证1Hz的频率，1s计次
		RTC_WaitForLastTask();
		
		MyRTC_SetTime();
		
		BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5);
	}
	else
	{
		RCC_LSICmd(ENABLE);				//即使不是第一次配置，也需要再次开启LSI时钟
		while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY) != SET);
		
		RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSI);
		RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
		
		RTC_WaitForSynchro();
		RTC_WaitForLastTask();
	}
}

/**

* 函数：RTC设置时间

* 参数：无

* 返回值：无

* 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

cpp 复制代码

uint16_t MyRTC_Time[] = {2023, 1, 1, 23, 59, 55};
	//定义全局的时间数组，数组内容分别为年、月、日、时、分、秒

void MyRTC_SetTime(void)
{
	time_t time_cnt;		//定义秒计数器数据类型
	struct tm time_date;	//定义日期时间数据类型
	
	time_date.tm_year = MyRTC_Time[0] - 1900;		//将数组的时间赋值给日期时间结构体
	time_date.tm_mon = MyRTC_Time[1] - 1;
	time_date.tm_mday = MyRTC_Time[2];
	time_date.tm_hour = MyRTC_Time[3];
	time_date.tm_min = MyRTC_Time[4];
	time_date.tm_sec = MyRTC_Time[5];
//从1900年1月1日0点到2023年1月1日0点一共经过了多少秒
	//通过mktime1转换为s
//C 库函数 time_t mktime(struct tm *timeptr) 把 timeptr 所指向的结构转换为自 1970 年 1 月 1 日以来持续时间的秒数
	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
													//- 8 * 60 * 60为东八区的时区调整
	
	RTC_SetCounter(time_cnt);						//将秒计数器写入到RTC的CNT中
	RTC_WaitForLastTask();							//等待上一次操作完成
}

/**

* 函数：RTC读取时间

* 参数：无

* 返回值：无

* 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

cpp 复制代码

void MyRTC_ReadTime(void)
{
	time_t time_cnt;		//定义秒计数器数据类型
	struct tm time_date;	//定义日期时间数据类型
	
	time_cnt = RTC_GetCounter() + 8 * 60 * 60;		//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
	
	time_date = *localtime(&time_cnt);				//使用localtime函数，将秒计数器转换为日期时间格式
	
	MyRTC_Time[0] = time_date.tm_year + 1900;		//将日期时间结构体赋值给数组的时间
	MyRTC_Time[1] = time_date.tm_mon + 1;
	MyRTC_Time[2] = time_date.tm_mday;
	MyRTC_Time[3] = time_date.tm_hour;
	MyRTC_Time[4] = time_date.tm_min;
	MyRTC_Time[5] = time_date.tm_sec;
}

6.time.h

C 标准库 -- | 菜鸟教程 (runoob.com)https://www.runoob.com/cprogramming/c-standard-library-time-h.html

|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| struct tm *localtime(const time_t *timer) timer 的值被分解为 tm 结构，并用本地时区表示。这里默认为0时区 |

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| time_t mktime(struct tm *timeptr) 把 timeptr 所指向的结构转换为一个依据本地时区的 time_t 值。这里同样默认为0时区 |

注意：

为什么结构tm中的tm_year成员相对于1900年而不是1970年的macosx上的C？ - VoidCChttp://cn.voidcc.com/question/p-brsuhefn-va.html

cpp 复制代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<time.h>
int main()
{

	
	struct tm Timer;
	Timer.tm_hour = 13;
	Timer.tm_mon = 11;
	Timer.tm_wday = 4;
	Timer.tm_mday = 23;
	Timer.tm_year = 2023;
	Timer.tm_min = 24;
	Timer.tm_sec = 50;
	printf("%d:%d:%d\n", Timer.tm_hour, Timer.tm_min, Timer.tm_sec);
	time_t TIME = time(NULL);
	
	printf("%lld\n%lld\n", TIME, time(&TIME));

	const time_t Time_CNT = 1047861430;
	Timer = *localtime(&Time_CNT);
	printf("%d-%d-%d %d:%d:%d\n", Timer.tm_year+1900,Timer.tm_mon+1,Timer.tm_mday,Timer.tm_hour, Timer.tm_min, Timer.tm_sec);
	
	char* Timer_ENG;
	Timer_ENG = ctime(&Time_CNT);
	printf("%s\n", Timer_ENG);

	time_t Time_COUNT;
	Time_COUNT = mktime(&Timer);

	printf("%lld\n", Time_COUNT);
	return 0;
}