瑞芯微(EASY EAI)RV1126B RTC使用

1. RTC介绍

RTC的英文全称是Real-Time Clock,翻译过来是实时时钟芯片。实时时钟芯片通过引脚对外提供时间读写接口,通常使用独立电池供电,以保证在外部系统关电时,芯片电路正常工作,时间正常运行。

不同的时钟芯片内部机制不一样,但在Linux系统中驱动封装了不同时钟芯片的操作细节,为应用程序提供了统一的时间操作接口。

1.1 开发板的RTC资源

EASY EAI Nano-TB 【默认不带】RTC电路。若想底板支持RTC功能,可通过使用我司的RTC模块进行【扩展】

扩展RTC的具体操作:【首先】要把底板【断电】,然后再把模块【正面朝上】地插入到底板的40PIN接口上,如下图所示。

插稳后,再进行【上电】操作。

通过ls命令,可查看RTC芯片是否有被系统识别

复制代码
ls /dev/rtc*

确认驱动成功加载后,可通过下方命令访问驱动,读出RTC芯片的所有信息。

复制代码
cat /proc/driver/rtc

1.2 RTC时间的读写

这里涉及2个时钟,RTC芯片时钟以及系统时钟。手动管理RTC时钟操作的本质就是:同步时钟(要么把系统时钟同步到RTC芯片时钟上,要么把RTC芯片时钟同步到系统时钟)。

系统时钟:系统时钟本质是一个64位的整数,这个整数代表当前与Epoch Time的时间差(以秒为单位),我们称之为时间戳。这个时钟由CPU主芯片定时器维护,CPU掉电后,时钟信息就会丢失。操作系统时钟的命令为date。

复制代码
date    #查询系统时间
date -s "2023-09-20 11:18:00"    #修改系统时间

注:

* Epoch Time:是指一个特定的时间。1970年1月1日0时0分0秒。假设现在距离1970年1月1日0时0分0秒走了N秒,在Linux系统里,时间数值就是N。

RTC芯片时钟:RTC芯片内部所维护的时间。在系统掉电后由电池进行供电。因此系统电源掉电后RTC时间仍然能够正常运行,RTC芯片时钟的作用是在Linux不运行时,依然可以保持时间信息。

芯片时钟同步到系统时钟。

复制代码
sudo hwclock --hctosys

系统时钟同步到芯片时钟(或者是sudo hwclock -w)。

复制代码
sudo hwclock --systohc

如果只想查询RTC芯片时钟,但不同步到系统时钟,可以采用以下命令。

复制代码
sudo hwclock -r

1.3 系统时钟的读写

本文着重介绍的是【RTC时钟】,关于【系统时钟】的详细介绍和操作,可以通过阅读《EASY-EAI-Toolkit/通用组件/系统操作-时间参数》一文进行了解。

1.4 时区和校时服务

时区:【RTC时钟】和【系统时钟】用的都是UTC时间,不同地区所使用的时间,还需要考虑上时区的影响。

校时服务:【RTC时钟】除了可以被手动操作,校时服务也会影响RTC时钟。

关于【时区设置】和【校时服务】,EASY-EAI-Nano-TB可以参考《应用笔记/自动校时与时区设置》一文进行操作。更详细的交互作用机制,可参考《系统时间管理介绍》

2. 快速上手

2.1 开发环境准备

如果您初次阅读此文档,请阅读《入门指南/开发环境准备/Easy-Eai编译环境准备与更新》,并按照其相关的操作,进行编译环境的部署

在PC端Ubuntu系统中执行run脚本,进入EASY-EAI编译环境,具体如下所示。

复制代码
cd ~/develop_environment
./run.sh

2.2 源码下载以及例程编译

首先,在虚拟机后台终端,执行以下命令,创建外设单例源码管理目录:

复制代码
cd /opt
mkdir -p EASY-EAI-Nano-TB/demo

首先,到【百度网盘】上下载相关的单例程序:

链接:https://pan.baidu.com/s/1Br608Hiff2Xs65PzWO_qWQ?pwd=1234

提取码:1234

比如把单例程序下载到:此电脑\D:\BaiduNetdisk (无规定,用户可自主选择),如下图所示。

再将下载好的单例复制进入虚拟机的文件系统,过程如下图所示。

最后,进入到对应的例程目录执行编译操作,具体命令如下所示:

复制代码
cd EASY-EAI-Nano-TB/demo/12_RTC
./build.sh

注:

* 由于依赖库部署在板卡上,因此交叉编译过程中必须保持/mnt挂载。

编译成功后,会生成一个test-rtc的可执行程序在Release目录下,并会自动部署到开发板的/userdata/目录中。

2.3 例程运行

通过串口调试ssh调试,进入板卡后台,定位到例程部署的位置,如下所示:

复制代码
cd /userdata

执行例程命令,如下所示。

复制代码
sudo ./test-rtc

执行效果如下所示。

3. C语言使用案例

RTC的C语言使用案例,代码地址为*12_RTC/test-rtc/main.c,*供用户编码参考。以下代码展示了对RTC时钟的读写操作流程:

复制代码
int main(int argc, char const *argv[])
{
    const char *strDateTime = "2023-09-21 15:22:37";
    // 将字符串转换为tm结构体类型的时间信息
    struct tm tm = {0};
    strptime(strDateTime, "%Y-%m-%d %H:%M:%S", &tm);
    // 打开RTC设备
    int rtc_fd = open("/dev/rtc0", O_RDWR);
    if (rtc_fd < 0) {
        perror("open RTC device /dev/rtc0 faild.");
        close(rtc_fd);
        return -1;
    }
    printf("---设置参数前日期时间---\n");
    system("date");
    
    /***  1.关闭网络校时服务 ***/
    system("systemctl stop ntp.service");
    
    /***  2.将预设好的时间写入【RTC时钟】 ***/
    struct rtc_time rtc_tm;
    rtc_tm.tm_sec  = tm.tm_sec;
    rtc_tm.tm_min  = tm.tm_min;
    rtc_tm.tm_hour = tm.tm_hour;
    rtc_tm.tm_mday = tm.tm_mday;
    rtc_tm.tm_mon  = tm.tm_mon;
    rtc_tm.tm_year = tm.tm_year;
    if (ioctl(rtc_fd, RTC_SET_TIME, &rtc_tm) < 0) {
        perror("set data time to rtc0");
        perror("RTC时间设置失败");
        close(rtc_fd);
        return -1;
    }
    
    /***  3.将【RTC时钟】同步回【系统时钟】 ***/
    // 读出刚才写入的RTC时钟参数
    if (ioctl(rtc_fd, RTC_RD_TIME, &rtc_tm) < 0) {
        perror("RTC时间读取失败");
        close(rtc_fd);
        return -1;
    }
    close(rtc_fd);
    tm.tm_sec  = rtc_tm.tm_sec;
    tm.tm_min  = rtc_tm.tm_min;
    tm.tm_hour = rtc_tm.tm_hour;
    tm.tm_mday = rtc_tm.tm_mday;
    tm.tm_mon  = rtc_tm.tm_mon;
    tm.tm_year = rtc_tm.tm_year;
    struct timeval tv;
    tv.tv_sec = mktime(&tm);
    tv.tv_usec = 0;
    // 同步时间到系统时钟
    if(0 != settimeofday(&tv, (struct timezone *)0)){
        perror("系统时间设置失败");
    }
    printf("---设置参数后日期时间---\n");
    system("date");
    
    return 0;
}
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