【蓝桥杯——物联网设计与开发】基础模块8 - RTC

一、RTC

（1）资源介绍

🔅简介

🔅时钟与分频（十分重要‼️）

[（2）STM32CubeMX 软件配置](#（2）STM32CubeMX 软件配置)

一、RTC

（1）资源介绍

🔅简介

（以下资料来源于STM32L0_参考手册(L0x1））

RTC提供自动唤醒来管理所有低功耗模式。
实时时钟（RTC）是一个独立的BCD定时器/计数器。RTC提供了一个带有可编程报警中断的时间时钟/日历。
RTC还包括一个具有中断能力的周期性可编程唤醒标志。
两个32位寄存器包含秒、分、小时（12或24小时格式）、天（星期中的一天）、日期（月中的一天）、月和年，以二进制编码的十进制格式（BCD）表示。分秒值也可以以二进制格式提供。
28天、29天（闰年）、30天和31天的补偿将自动执行。还可以执行夏令时补偿。
额外的32位寄存器包含可编程报警子秒，秒，分钟，小时，日和日期。
数字校准功能可用于补偿晶体振荡器精度的任何偏差。
在RTC域重置后，所有RTC寄存器都受到保护，防止可能的寄生写访问。
只要电源电压保持在工作范围内，无论设备状态（运行模式、低功耗模式或复位），RTC都不会停止。

图1 RTC框图

🔅时钟与分频（十分重要 ‼️ ）

RTC 时钟源**（RTCCLK）** 是通过LSE时钟 、LSI振荡器时钟和HSE时钟之间的时钟控制器来选择的。

一个可编程的预分频器阶段产生一个1Hz 的时钟，用于更新日历。为了尽量减少功耗，预分频器被分成2个可编程的预分频器：

通过RTC_PRER 寄存器的PREDIV_A 位配置的7位异步预分频器；
通过RTC_PRER 寄存器的PREDIV_S 位配置的15位同步预分频器；

⚠️注意： ++当同时使用两个预分频器时，建议将异步预分频器配置为较大的值，以减少消耗。++

LSE 频率为32.768 kHz 时，将异步预分频器的分频因子设置为128，将同步预分频器的分频因子设置为256，得到的内部时钟频率为1Hz (ck_spre) 。即：（默认参数）

PREDIV_A = 127；

PREDIV_S = 255；

但是，在蓝桥杯物联网竞赛实训平台上，RTC 的时钟只能通过**LSI RC（37kHz）**来获得，所以默认的参数不适宜本平台，需要进行修改‼️

在这里，根据++以异步预分频器值较大++为优先原则，计算出一个合理的参数值，即：

PREDIV_A = 124；

PREDIV_S = 295；
图2 时钟树

（2）STM32CubeMX 软件配置

🔅"工程建立、时钟树配置、Debug 串行线配置、代码生成配置" 在下文中有讲解，这里不再赘述❗️

【蓝桥杯------物联网设计与开发】基础模块1- GPIO输出https://blog.csdn.net/m0_63116406/article/details/135604705?spm=1001.2014.3001.5502

1️⃣点击**"Timers"** → 点击**"RTC"** → 勾选**"Activate Clock Source"** 和 "Activate Calendar" → 修改异步预分配值为124 ，同步预分频值为295 → 修改日历时间23时59分55秒；
图3 RTC配置

2️⃣使能OLED；

3️⃣使能TIM2；

4️⃣生成代码即可；

（3）代码编写

🟢️main 函数

cpp 复制代码

/* USER CODE BEGIN PV */
uint8_t puc_buf[17];                            // OLED显示缓存区
RTC_TimeTypeDef now_time;                       // RTC时间结构体
RTC_DateTypeDef now_date;                       // RTC日期结构体
uint8_t hour = 23, minute = 59, second = 55;    // 定时器计时
uint16_t cnt_1s;                                // 定时器计时1秒
/* USER CODE END PV */
/* USER CODE BEGIN 0 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	if(htim->Instance == TIM2)
	{
        /* 定时器计时1000次1ms，即1秒，更新一次数据 */
		if(++cnt_1s == 1000)
		{
			cnt_1s = 0;
			if(++second == 60)
			{
				second = 0;
				if(++minute == 60)
				{
					minute = 0;
					if(++hour == 24)
						hour = 0;
				}
			}
		}
	}
}
/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */
	HAL_RCC_EnableCSS();
  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_I2C3_Init();
  MX_RTC_Init();
  MX_TIM2_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	OLED_Init();
	HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);    // 开启定时器2中断
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
        /* 获取RTC值 */
		HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &now_time, RTC_FORMAT_BIN);
		HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &now_date, RTC_FORMAT_BIN);
        /* OLED显示 */
        // 第一行显示RTC的时间
		sprintf((char*)puc_buf, "  %2d : %2d : %2d  ", now_time.Hours, now_time.Minutes, now_time.Seconds);
		OLED_ShowString(0, 0, puc_buf, 16);
        // 第二行显示定时器的时间
		sprintf((char*)puc_buf, "  %2d : %2d : %2d  ", hour, minute, second);
		OLED_ShowString(0, 2, puc_buf, 16);	
		HAL_Delay(200);
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
		
  }

（4）实验现象

RTC更新的时间较快；
计时器更新的时间与手机时钟相同；

二、RTC接口函数封装

🟡️RTC更新时钟函数

cpp 复制代码

void RTC_Get(void)
{
	HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &now_time, RTC_FORMAT_BIN);
	HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &now_date, RTC_FORMAT_BIN);
}

🟡️定时器中断更新时钟函数

cpp 复制代码

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	if(htim->Instance == TIM2)
	{
        /* 定时器计时1000次1ms，即1秒，更新一次数据 */
		if(++cnt_1s == 1000)
		{
			cnt_1s = 0;
			if(++second == 60)
			{
				second = 0;
				if(++minute == 60)
				{
					minute = 0;
					if(++hour == 24)
						hour = 0;
				}
			}
		}
	}
}

三、踩坑日记

（1）RTC时间读取问题

🔅RTC 读取需要先读取时间，后必须读取日期，否则读取的时间不能更新❗️❗️❗️

即需要调用下面两个函数，否则无法正常更新时间：

HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &now_time, RTC_FORMAT_BIN);

HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &now_date, RTC_FORMAT_BIN);

（2）RTC分频系数修改问题

🔅由于开发板上RTC 的时钟不为32.768kHz ，所以不能使用默认的分频系数，根据其LSI RC （37kHz）时钟源，计算出合理的分频系数：

PREDIV_A = 124；

PREDIV_S = 295；

而官方例程给出的分频系数为：

PREDIV_A = 127；

PREDIV_S = 290；

由**(127 + 1) * (290 + 1) = 37248**，可知，该数据不太合理；

❗️但是，无论是本文给出的参数 还是官方给出的参数 ，亦或是默认参数 ，++在实际测试时，频率都不准确++❗️

（3）RTC时钟不准确问题

🔅针对这一问题，上文已经给出另外一种解决方案，即使用一个1ms 定时器来++模拟++ RTC，实测效果与手机时钟基本一致，能够满足赛题精准要求；