STM32-BKP备份寄存器和RTC时钟

BKP介绍

BKP(Bckup Registers）备份寄存器

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（备用电池电源）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。

BKP功能

数据后备寄存器
用来管理防入侵检测并具有中断功能的状态/控制寄存器
用来存储RTC校验值的校验寄存器，用来管理侵入检测和RTC校准功能。
在指定引脚(当该引脚不用于侵入检测时)上输出RTC校准时钟， RTC闹钟脉冲或者秒脉冲。

BKP功能介绍

BKP结构框图

侵入检测

当TAMPER引脚上的信号从'0'变成'1'或者从'1'变成'0'(取决于备份控制寄存器BKP_CR的TPA位)，会产生一个侵入检测事件。侵入检测事件将所有数据备份寄存器内容清除。

然而为了避免丢失侵入事件，侵入检测信号是边沿检测的信号与侵入检测允许位的逻辑与，从而在侵入检测引脚被允许前发生的侵入事件也可以被检测到。

当VDD电源断开时，侵入检测功能仍然有效。为了避免不必要的复位数据备份寄存器， TAMPER引脚应该在片外连接到正确的电平。

RTC时钟

RTC简介

RTC（Real Time Clock）实时时钟

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，在相应软件配置下，可提供时钟日历的功能。修改计数器的值可以重新设置系统当前的时间和日期。

RTC模块和时钟配置系统(RCC_BDCR寄存器)处于后备区域，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，VDD（2.0~3.6V）断电后可借助VBAT（1.8~3.6V）供电继续走时。

主要特征

可编程的预分频系数：分频系数最高为220
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)。
可以选择以下三种RTC的时钟源：
- HSE时钟除以128（通常为8MHz\128）
- LSE振荡器时钟（通常为32.768KHz）,内部RTC专用时钟，2的次方数，经过15位计数器自然溢出，便是1Hz，只有这一路可以通过备用电池进行供电。
- LSI振荡器时钟（通常为40KHz）
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。

RTC框图

RTC硬件电路

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（RTC等待同步，APB1时钟速度远大于RTC时钟速度，所以需要先等一下RTC寄存器将数据更新到APB1总线再进行读取，不然读到的数据会是错的）

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_PRLRTC_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。根本原因还是频率不一致，快的要等一下慢的写完。

RTC初始化代码

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_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
	}
}

//RTC设置时间
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];
	
	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
}

//RTC读取时间
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;
}