STM32（二十三）——读写备份寄存器&实时时钟

一、读写备份寄存器

接线图

初始化

使能 PWR 和 BKP 时钟

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP,ENABLE);

使能对备份寄存器的写访问

PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);

写入备份寄存器

BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, ArrayWrite[0]);

读取备份寄存器

BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1);

完整代码

程序最开始，是初始化和两个用于指示的字符串显示。之后三句是BKP的初始化，然后主循环里循环执行的是，先获取键码，如果按键按下，就变换一下测试数据，把数据分别写入到BKP的DR1和DR2中，再在OLED显示写入的数据。在按键没有按下时，也不断读取BKP的DR1和DR2，刷新显示到OLED上。

#include "stm32f10x.h"                  
#include "OLED.h" 
#include "Key.h"

uint8_t KeyNum;

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

int main(void)
{
	OLED_Init();
	Key_Init();
	
	OLED_ShowString(1,1,"W:");
	OLED_ShowString(2,1,"R:");
	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP,ENABLE);
	
	PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
	
	while(1)
	{
		KeyNum = Key_GetNum();
		if(KeyNum == 1)
		{
			ArrayWrite[0] ++;
			ArrayWrite[1] ++;
			
			BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, ArrayWrite[0]);
			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);
		ArrayRead[1] = BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR2);
		
		OLED_ShowHexNum(2,3,ArrayRead[0],4);
		OLED_ShowHexNum(2,8,ArrayRead[1],4);
	}
	
}

二、RTC实时时钟

uint16_t MyRTC_Time[] = {2026,3,15,13,46,00};

写入RTC

把自定义的时间数组转换成标准时间戳，写入 RTC 硬件计数器，完成 RTC 时间配置。

struct tm 标准时间结构体

time_t / mktime()

• time_t：存储Unix 时间戳（从 1970 年 1 月 1 日 0 点开始的总秒数）

• mktime(&time_date)：把tm结构体转换成时间戳，是标准库函数

硬件操作逻辑

1. RTC_SetCounter(time_cnt)：STM32 的 RTC 本质是一个秒计数器，写入时间戳后，RTC 会每秒自动加 1，实现计时

2. RTC_WaitForLastTask()：RTC 寄存器写入需要时间，必须等待操作完成，否则会出现时间设置失败

   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);
    
    RTC_SetCounter(time_cnt);
    RTC_WaitForLastTask();

   }

初始化

上电后只初始化一次 RTC，断电后时间不丢失，下次上电直接读取已保存的时间。

1. 为什么要这么初始化

STM32 的RTC + BKP 备份区域 有电池供电（VBAT），主电源断电后，RTC 时间和备份寄存器数据不会丢失。

所以代码做了关键判断：

• 第一次上电：初始化 RTC、设置时间、写入标志0xA5A5
• 后续重启：检测到0xA5A5，直接用之前的时间，不重新初始化

2. 关键硬件知识点

1. LSE 32.768kHz 晶振RTC 专用低速晶振，功耗极低，电池供电也能运行
2. 分频值 32768-1 32768Hz ÷ 32768 = 1Hz → 每秒 RTC 计数器 + 1，精准计时
3. BKP 备份寄存器 10 个独立寄存器，断电不丢失，用来存0xA5A5标志位
4. PWR 电源控制负责开启备份区域写权限，不开启无法配置 RTC

3. 必须等待的函数（防止配置失败）

• RTC_WaitForSynchro()：等待 RTC 时钟同步
• RTC_WaitForLastTask()：等待寄存器写入完成RTC 是低速外设，操作后必须等待，否则会配置失效

---

4.完整运行流程

1. 开启 PWR、BKP 时钟，解除备份区写保护
2. 读取 BKP_DR1 判断是否第一次初始化
3. 第一次初始化
   • 开启 32.768kHz 晶振
   • 选择 RTC 时钟源
   • 设置分频实现 1 秒计时
   • 调用MyRTC_SetTime()设置初始时间
   • 写入0xA5A5标志
4. 非第一次初始化

只做等待同步，直接使用之前保存的时间

void MyRTC_Init(void)
{
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP,ENABLE);
	
	PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
	
	if(BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1)!= 0xA5A5)
	{
		RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);
		while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) != SET);
		
		RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);
		RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
		
		RTC_WaitForSynchro();
		RTC_WaitForLastTask();
		
		RTC_SetPrescaler(32768-1);
		RTC_WaitForLastTask();
		MyRTC_SetTime();
		
		BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5);
	}
	else													//RTC不是第一次配置
	{
		RTC_WaitForSynchro();								//等待同步
		RTC_WaitForLastTask();								//等待上一次操作完成
	}
}

读取RTC

从硬件 RTC 中读取时间戳，转换成我们能看懂的年月日时分秒，存到数组里。

1. 执行流程

1. 读取硬件 ：RTC_GetCounter() → 获取 RTC 里的时间戳秒数
2. 时间转换 ：localtime() → 把秒数转成 tm 结构体时间
3. 格式还原 ：把 tm 结构体 → 还原成你的 MyRTC_Time 数组

2. 关键函数：localtime()

• 作用：Unix 时间戳 → 年月日时分秒
• 输入：time_t 类型的秒数指针
• 输出：struct tm 结构体指针
• 必须包含头文件：<time.h>

3. 为什么要 +1900、+1？

和写时间时刚好相反：

• 设置时：实际年 - 1900 → 存入 tm

• 读取时：tm年 + 1900 → 变回实际年

• 设置时：实际月 - 1 → 存入 tm

• 读取时：tm月 + 1 → 变回实际月

  void MyRTC_ReadTime(void)
  {
  time_t time_cnt;
  struct tm time_date;

    time_cnt = RTC_GetCounter();
    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;

  }

注：

这里如果使用gmtime()会导致数据出错，可能是库函数或者这个编译器有问题。使用localtime()时偶尔出现不加8的现象，解决方法是固定东八区时区.

// 固定东八区时区，让 localtime 永远稳定 +8小时
extern char **environ;
char *__env[] = {"TZ=UTC-8", NULL};
char **environ = __env;

调用

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:");
	
	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);
		
	}
	
}