GD32F407单片机开发入门(十七)内部RTC实时时钟及实战含源码

文章目录

一.概要

RTC（Real-Time Clock）是一种用于追踪和记录实际时间的时钟系统。RTC模块提供了一个包含日期（年/月/日）和时间（时/分/秒/亚秒）的日历功能。除亚秒用二进制码显示外，时间和日期都以BCD码的形式显示。RTC可以进行夏令时补偿。RTC可以工作在省电模式下，并通过软件配置来智能唤醒。RTC支持外接更高精度的低频时钟，用以达到更高的日历精度。

本文介绍了GD32 RTC实时时钟的基本概念，内部结构，以及用内部RTC进行时间计时的例程。

二.RTC基本特点

1.通过软件设置来实现夏令时补偿

2.参考时钟检测功能：通过外接更高精度的低频率时钟源（50Hz或60Hz）来提高日历精度

3.数字校准功能：通过调整最小时间单位（最大可调精度0.95ppm）来进行日历校准

4.通过移位功能进行亚秒级调整

5.记录事件时间的时间戳功能

6.两个模式可配置的独立的侵入检测

7.可编程的日历和两个位域可屏蔽的闹钟

8.可屏蔽的中断源：闹钟0和闹钟1，时间戳检测，侵入检测，自动唤醒事件

9.20个32位（共80字节）通用备份寄存器，能够在省电模式下保存数据。当有外部事件侵入时，备份寄存器将会复位

三.GD32单片机RTC内部结构图

RTC内部结构图如下

RTC单元有三个可选的独立时钟源：LXTAL、IRC32K和HXTAL的2-31（由RCU_CFG寄存器配置）分频后的时钟。

ck_spre用于为日历寄存器提供时钟，每个时钟增加一秒。

异步预分频器（Asynchronous Prescaler）：将输入时钟分频为中间频率（如从32.768 kHz分频至1 kHz）。异步分频器主要用来降低功率消耗。

同步预分频器（Synchronous Prescaler）：进一步分频中间频率至1 Hz信号，驱动计数器。

可编程闹钟：通过比较器匹配计数器值，触发中断或唤醒事件。

四.配置一个RTC走秒例程

STLINK接GD32F407VET6开发板，STLINK接电脑USB口。

主要代码

c 复制代码

#define RTC_CLOCK_SOURCE_LXTAL //配置时钟源为外部32.768K晶振

/*!
    \brief    get current time and date
    \param[in]  none
    \param[out] rtc_initpara_struct: pointer to a rtc_parameter_struct structure which contains 
                parameters for initialization of the rtc peripheral
                members of the structure and the member values are shown as below:
                  year: 0x0 - 0x99(BCD format)
                  month: RTC_JAN, RTC_FEB, RTC_MAR, RTC_APR, RTC_MAY, RTC_JUN,
                             RTC_JUL, RTC_AUG, RTC_SEP, RTC_OCT, RTC_NOV, RTC_DEC
                  date: 0x1 - 0x31(BCD format)
                  day_of_week: RTC_MONDAY, RTC_TUESDAY, RTC_WEDSDAY, RTC_THURSDAY
                                   RTC_FRIDAY, RTC_SATURDAY, RTC_SUNDAY
                  hour: 0x0 - 0x12(BCD format) or 0x0 - 0x23(BCD format) depending on the rtc_display_format chose
                  minute: 0x0 - 0x59(BCD format)
                  second: 0x0 - 0x59(BCD format)
                  factor_asyn: 0x0 - 0x7F
                  factor_syn: 0x0 - 0x7FFF
                  am_pm: RTC_AM, RTC_PM
                  display_format: RTC_24HOUR, RTC_12HOUR
    \retval     none
*/
void rtc_current_time_get(rtc_parameter_struct* rtc_initpara_struct)
{
    uint32_t temp_tr = 0U, temp_dr = 0U, temp_pscr = 0U, temp_ctlr = 0U;

    temp_tr = (uint32_t)RTC_TIME;   
    temp_dr = (uint32_t)RTC_DATE;
    temp_pscr = (uint32_t)RTC_PSC;
    temp_ctlr = (uint32_t)RTC_CTL;
  
    /* get current time and construct rtc_parameter_struct structure */
    rtc_initpara_struct->year = (uint8_t)GET_DATE_YR(temp_dr);
    rtc_initpara_struct->month = (uint8_t)GET_DATE_MON(temp_dr);
    rtc_initpara_struct->date = (uint8_t)GET_DATE_DAY(temp_dr);
    rtc_initpara_struct->day_of_week = (uint8_t)GET_DATE_DOW(temp_dr);  
    rtc_initpara_struct->hour = (uint8_t)GET_TIME_HR(temp_tr);
    rtc_initpara_struct->minute = (uint8_t)GET_TIME_MN(temp_tr);
    rtc_initpara_struct->second = (uint8_t)GET_TIME_SC(temp_tr);
    rtc_initpara_struct->factor_asyn = (uint16_t)GET_PSC_FACTOR_A(temp_pscr);
    rtc_initpara_struct->factor_syn = (uint16_t)GET_PSC_FACTOR_S(temp_pscr);
    rtc_initpara_struct->am_pm = (uint32_t)(temp_pscr & RTC_TIME_PM); 
    rtc_initpara_struct->display_format = (uint32_t)(temp_ctlr & RTC_CTL_CS);
}
void rtc_show_time(void)
{
    rtc_current_time_get(&rtc_initpara);  
}
//初始化时间设置
void rtc_setup(void)
{
    /* setup RTC time value */
    uint32_t tmp_hh = 0xFF, tmp_mm = 0xFF, tmp_ss = 0xFF;

    rtc_initpara.factor_asyn = prescaler_a;
    rtc_initpara.factor_syn = prescaler_s;
    rtc_initpara.year = 0x16;//设置初始化时间：年
    rtc_initpara.day_of_week = RTC_SATURDAY;
    rtc_initpara.month = RTC_APR;//设置初始化时间：月
    rtc_initpara.date = 0x30;//设置初始化时间：日
    rtc_initpara.display_format = RTC_24HOUR;
    rtc_initpara.am_pm = RTC_AM;

	rtc_initpara.hour = 00; //设置初始化时间：时  
	rtc_initpara.minute = 00;//设置初始化时间：分
	rtc_initpara.second = 00;//设置初始化时间：秒
   
    /* RTC current time configuration */
    if(ERROR == rtc_init(&rtc_initpara)){    
    }else{
        rtc_show_time();
        RTC_BKP0 = BKP_VALUE;
    }
}
uint8_t aShowTime[16] = "hh:ms:ss";//定义时分秒
uint8_t aShowDate[16] = "dd-mm-yyyy";//定义年月日
int main(void)
{


	 systick_config();//配置系统主频168M,外部8M晶振,配置在#define __SYSTEM_CLOCK_168M_PLL_8M_HXTAL        (uint32_t)(168000000)
	 /* enable PMU clock */
	 rcu_periph_clock_enable(RCU_PMU);
	 /* enable the access of the RTC registers */
	 pmu_backup_write_enable();
	 rtc_pre_config();//配置RTC
	rtc_setup(); //设置时间2016年4月30日，0点0分0秒
    
    while(1)
		{

		delay_1ms(500);//500ms等待
		rtc_show_time();//读取时间
		sprintf((char *)aShowTime, "%2x:%2x:%2x", rtc_initpara.hour, rtc_initpara.minute, rtc_initpara.second);
		sprintf((char *)aShowDate, "%2x-%2x-%2x", rtc_initpara.month, rtc_initpara.date, 0x2000 + rtc_initpara.year);

	 }
}

实验效果

时分秒变量会走秒，如下图所示，把aShowTime数组放入Memory查看窗口。

五.工程源代码下载

源码下载链接如下：
CSDN

六.小结

RTC 可以为嵌入式系统提供精确的时间基准，用于各种定时任务和事件。RTC 可以用于智能家居设备中的时间控制，如智能门锁、智能照明等。