RTC实时时钟 - 技术栈

一、Unix时间戳

1、Unix 时间戳

（1）Unix 时间戳（Unix Timestamp）定义为从UTC/GMT 的1970年1月1日0时0分0秒开始所经过的秒数，不考虑闰秒

（2）时间戳 存储在一个秒计数器 中，秒计数器为32位/64位 的整型变量

（3）世界上所有时区的秒计数器相同 ，不同时区 通过添加偏移来得到当地时间

2、UTC/GMT

（1）GMT（Greenwich Mean Time）格林尼治标准时间 是一种以地球自转为基础的时间计量系统 。它将地球自转一周的时间间隔等分为24小时，以此确定计时标准

（2）UTC（Universal Time Coordinated）协调世界时 是一种以原子钟为基础的时间计量系统 。它规定铯133原子基态的两个超精细能级间在零磁场下跃迁辐射9,192,631,770周所持续的时间为1秒 。当原子钟计时一天的时间 与地球自转一周的时间相差超过0.9秒时 ，UTC会执行闰秒 来保证其计时与地球自转的协调一致

3、时间戳转换

C语言的time.h模块 提供了时间获取 和时间戳转换 的相关函数，可以方便地进行秒计数器 、日期时间 和字符串之间的转换

二、BKP简介

1、BKP（Backup Registers）备份寄存器

（1）BKP可用于存储用户应用程序数据 。当VDD（系统的主电源）（2.0~3.6V）电源被切断，他们仍然由VBAT（备用电池电源）（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

（2）TAMPER引脚产生的侵入事件将所有备份寄存器内容清除

（3）RTC引脚 输出RTC校准时钟 、RTC闹钟脉冲或者秒脉冲

（4）存储RTC时钟校准寄存器

（5）用户数据存储容量：

20字节 （中容量和小容量）/84字节（大容量和互联型）

2、BKP基本结构

三、RTC简介

1、RTC（Real Time Clock）实时时钟

（1）RTC是一个独立的定时器 ，可为系统提供时钟和日历的功能

（2）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

（3）32位 的可编程计数器 ，可对应Unix时间戳的秒计数器

（4）20位 的可编程预分频器 ，可适配不同频率的输入时钟

（5）可选择三种RTC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）2^15=32768

LSI振荡器时钟 （40KHz）

2、RTC框图

3、RTC基本结构

4、硬件电路

5、RTC操作注意事项

（1）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

（2）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

（3）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

（4）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

四、读写备份寄存器

1、按照以下接线方式连接，并将STLINK插到电脑上

2、BKP函数驱动模块

（1）BKP库函数的功能

（2）PWR库函数的功能

3、 mian.c

复制代码

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "button.h"

uint8_t KeyNum;

uint16_t ArrayWrite[] ={0x1234,0x5678};
uint16_t ArrayRead[2];

int main(void)
{
	OLED_Init();
	Button_Init();
	
	OLED_ShowString(1,1,"W:");
	OLED_ShowString(2,1,"R:");
	
	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);	//BKP初始化，使能PWR和BKP时钟 
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP,ENABLE);
	
	PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);//对BKP的访问
		
	while(1)
	{
		KeyNum = Button_GetNum();
		if(KeyNum == 1)
		{
			ArrayWrite[0]++;
			ArrayWrite[1]++;
			
			BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1,ArrayWrite[0]);	//写BKP寄存器
			BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR2,ArrayWrite[1]);
			
			OLED_ShowHexNum(1,3,ArrayWrite[0],4);
			OLED_ShowHexNum(1,8,ArrayWrite[1],4);
		}
		ArrayRead[0] = BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1);		//读BKP寄存器
		ArrayRead[1] = BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR2);
		
		OLED_ShowHexNum(2,3,ArrayRead[0],4);
		OLED_ShowHexNum(2,8,ArrayRead[1],4);
	}   
}

4、实现效果

读写备份寄存器

掉电不丢失

五、实时时钟

1、按照以下接线方式连接，并将STLINK插到电脑上

2、RTC函数驱动模块

（1）RCC库函数的功能

（2）RTC库函数的功能

（3）MyRTC.c

复制代码

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include <time.h>

uint16_t MyRTC_Time[] = {2023,1,1,23,59,55};

void MyRTC_SetTime(void);

void MyRTC_Init(void)
{
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);	//开启PWR和BKP时钟
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP,ENABLE);
	
	PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);						//使能BKP和RTC访问
	
	if(BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5)//避免时间重置，只有在备用电源也掉电的时候时间才重置
	{
		RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);//启动外部LSE晶振
		while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) != SET);//等待LSE启动完成
		
		RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);//选择RTCCLK时钟源:LSE时钟
		RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);//使能一下时钟
		
		RTC_WaitForSynchro();//等待同步
		RTC_WaitForLastTask();//等待上一次操作完成
		
		RTC_SetPrescaler(32768 - 1);//设置预分频器,1Hz
		RTC_WaitForLastTask();//等待上一次操作完成
		
		MyRTC_SetTime();
		
		BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1,0xA5A5);
	}	
	else
	{
		RTC_WaitForSynchro();//等待同步
		RTC_WaitForLastTask();//等待上一次操作完成
	}
}

/*
	设置时间
*/
void MyRTC_SetTime(void)
{
	time_t time_cnt;
	struct tm time_date;
	
	time_date.tm_year = MyRTC_Time[0] - 1900;
	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;
	
	RTC_SetCounter(time_cnt);
	RTC_WaitForLastTask();//等待上一次操作完成
}

/*
	读取时间
*/
void MyRTC_ReadTime(void)
{
	time_t time_cnt;
	struct tm time_date;
	
	time_cnt = RTC_GetCounter() +8*60*60;//获取计数器的值
	
	time_date = *localtime(&time_cnt);
	
	MyRTC_Time[0]=time_date.tm_year + 1900;
	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;
}

（4）MyRTC.h

复制代码

#ifndef __MYRTC_H
#define __MYRTC_H

extern uint16_t MyRTC_Time[];

void MyRTC_Init(void);
void MyRTC_SetTime(void);
void MyRTC_ReadTime(void);

#endif

3、编写main.c代码

复制代码

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "MyRTC.h"



int main(void)
{
	OLED_Init();
	MyRTC_Init();
	
	OLED_ShowString(1,1,"Date:XXXX-XX-XX");
	OLED_ShowString(2,1,"Time:XX:XX:XX");
	OLED_ShowString(3,1,"CNT :");
	OLED_ShowString(4,1,"DIV :");
	
	
	while(1)
	{
		MyRTC_ReadTime();
		
		OLED_ShowNum(1,6,MyRTC_Time[0],4);
		OLED_ShowNum(1,11,MyRTC_Time[1],2);
		OLED_ShowNum(1,14,MyRTC_Time[2],2);
		OLED_ShowNum(2,6,MyRTC_Time[3],2);
		OLED_ShowNum(2,9,MyRTC_Time[4],2);
		OLED_ShowNum(2,12,MyRTC_Time[5],2);
		
		OLED_ShowNum(3,6,RTC_GetCounter(),10);
		OLED_ShowNum(4,6,RTC_GetDivider(),10);//余数寄存器，自减32767~0
	}
}

4、实现效果

实时时钟

掉电不丢失