STM32 RTC 实时时钟说明

背景

RTC(实时时钟)和后备寄存器

[32.768HZ 如何产生1S定时](#32.768HZ 如何产生1S定时)

RTC配置程序

第一次上电RTC配置

第1步、启用备用寄存器外设时钟和PWR外设时钟

背景

通过本篇文章对常用的RTC时钟（实时时钟）进行说明. 以及了解如何通过程序来区分上电复位和管脚复位。

RTC(实时时钟)和后备寄存器

RTC 和后备寄存器通过一个开关供电，在 V DD 有效时该开关选择 V DD 供电，否则由 V BAT 引脚供电。后备寄存器(10 个 16 位的寄存器 ) 可以用于在关闭 V DD 时，保存 20 个字节的用户应用数据。 RTC 和后备寄存器不会被系统或电源复位源复位；当从待机模式唤醒时，也不会被复位。
实时时钟具有一组连续运行的计数器，可以通过适当的软件提供日历时钟功能，还具有闹钟中断和
阶段性中断功能。 RTC 的驱动时钟可以是一个使用外部晶体的 32.768kHz 的振荡器、内部低功耗 RC 振荡器或高速的外部时钟经128 分频。内部低功耗 RC 振荡器的典型频率为 40kHz 。为补偿天然晶体的偏差，可以通过输出一个512Hz的信号对RTC的时钟进行校准。RTC具有一个32位的可编程计数器，使用比较寄存器可以进行长时间的测量。有一个20 位的预分频器用于时基时钟，默认情况下时钟为 32.768kHz时，它将产生一个 1 秒长的时间基准。
RTC晶振 (LSE:外部低速时钟):32.768KHZ

STM32单片机内部集成了一个40KHZ的RC振荡器，内部RC振荡器会会因为温度产生漂移，精度不够高,因此使用32.768HZ的LSE作为RTC的时钟源。RTC备用电池，在单片机主电源断开的时候，给RTC时钟供电，也可以用于保存备用存储器中的数据（计时器的时间值，以及用户临时存放的数据）,备用寄存器 20字节保存用户数据

32.768HZ 如何产生1S定时信号

32.768KHZ的时钟晶振产生的振荡信号经过石英钟内部分频器进行15次分频（ 2的15次方就是32768 ）后得到1HZ秒信号，即秒针每秒钟走一下，石英钟内部分频器只能进行 15 次分频 ， 要是换成别的频率的晶振（比如说STM32中的内部RC振荡器40KHZ），15次分频后就不是1HZ的秒信号，时钟就不准了。32.768K=32768=2的15次方，数据转换比较方便、精确。

1970-01-01主要是因为这是Unix时间戳的起点。Unix时间戳是从1970年1月1日开始计算的秒数，被广泛用于计算机系统中以表示和记录时间.

RTC配置程序

RTC的配置有两种情况：
1）第一次上电
2）非第一次上电，且备用电池有电情况。

第一次上电RTC配置

void RTC_First_Config(void){ //首次启用RTC的设置
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);//启用PWR和BKP的时钟（from APB1）
    PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);//后备域解锁
    BKP_DeInit();//备份寄存器模块复位
    RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);//外部32.768KHZ晶振开启   
    while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) == RESET);//等待稳定    
    RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);//RTC时钟源配置成LSE（外部低速晶振32.768KHZ）    
    RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);//RTC开启    
    RTC_WaitForSynchro();//开启后需要等待APB1时钟与RTC时钟同步，才能读写寄存器    
    RTC_WaitForLastTask();//读写寄存器前，要确定上一个操作已经结束
    RTC_SetPrescaler(32767);//设置RTC分频器，使RTC时钟为1Hz,RTC period = RTCCLK/RTC_PR = (32.768 KHz)/(32767+1)   
    RTC_WaitForLastTask();//等待寄存器写入完成	
    //当不使用RTC秒中断，可以屏蔽下面2条
//    RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE);//使能秒中断   
//    RTC_WaitForLastTask();//等待写入完成
}

第1步、启用备用寄存器外设时钟和PWR外设时钟

通过stm32的数据手册可以知道RTC需要是能APB1

RCC_APB1Periph_PWR
**主要用于控制电源管理单元（Power Control Unit，简称PWR）的时钟使能。**‌

在STM32中，RCC（复位和时钟控制）模块负责管理微控制器的时钟树和外设的晶振、内部振荡器以及各种时钟源的分频和倍频。具体到RCC_APB1Periph_PWR ，它是APB1总线上的一个外设，用于控制电源管理单元（PWR）的时钟使能。通过使能或失能PWR的时钟，可以控制电源管理功能的工作状态，进而影响整个系统的功耗管理。

LSE作为RTC时钟源之后，即使VDD断电，仍然可以通过RTC纽扣电池（备用电池）使得RTC外设继续工作。因此要启用PWR外设的时钟!

RCC_APB1Periph_BKP

是和后备存储器相关

第2步、使能RTC和备份寄存器访问

后面需要对RTC进行分频设置和备份寄存器初始化！

第3步、备份寄存器初始化

第4步、开启LSE

第5步、等待LSE启动后稳定状态

第6步、配置LSE为RTC时钟源

stm32数据手册中的时钟树可以RTC的时钟源有三个

1）LSE

LSI(40khz)

3）HSE的128分频

第7步、使能RTC时钟

第8步、设置RTC预分频

1）等待 RTC 寄存器(RTC_CNT, RTC_ALR and RTC_PRL)与 RTC 的 APB 时钟同步

2）等待上一次rtc寄存器写操作完成

3）设置预分频

4）等待rtc寄存器写完成

固件库函数具体实现（ST公司提供）

所以要特别注意实际上的预分频数为设置值+1

第9步、设置秒中断

第10步、秒中断函数封装

void RTC_IRQHandler(void){ //RTC时钟1秒触发中断函数（名称固定不可修改）
	if (RTC_GetITStatus(RTC_IT_SEC) != RESET){

	}
	RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_SEC); 
	RTC_WaitForLastTask();
}

RTC配置程序（用于main函数调用）

void RTC_Config(void){ //实时时钟初始化
    //在BKP的后备寄存器1中，存了一个特殊字符0xA5A5
    //第一次上电或后备电源掉电后，该寄存器数据丢失，表明RTC数据丢失，需要重新配置
    if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5){//判断寄存数据是否丢失       
        RTC_First_Config();//重新配置RTC        
        BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5);//配置完成后，向后备寄存器中写特殊字符0xA5A5
    }else{
		//若后备寄存器没有掉电，则无需重新配置RTC
        //这里我们可以利用RCC_GetFlagStatus()函数查看本次复位类型
        if (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PORRST) != RESET){
            //这是上电复位
        }
        else if (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PINRST) != RESET){
            //这是外部RST管脚复位
        }       
        RCC_ClearFlag();//清除RCC中复位标志

        //虽然RTC模块不需要重新配置，且掉电后依靠后备电池依然运行
        //但是每次上电后，还是要使能RTCCLK
        RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);//使能RTCCLK        
        RTC_WaitForSynchro();//等待RTC时钟与APB1时钟同步

        //当不使用RTC秒中断，可以屏蔽下面2条
//        RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE);//使能秒中断        
//        RTC_WaitForLastTask();//等待操作完成
    }
	
}