前言
了解实时时钟RTC的原理。STM32芯片自带RTC,因此不须像其他MCU需外接RTC模块。请编程实现STM32的日历读取、设置和输出。要求:
1)读取RTC初始时间,验证是否为 1970年1月1日零分零秒;
2)将RTC时间调整为当前时间,并以 2021年x月x日x分x秒的格式从串口输出(或输出到OLED屏),每1s改变一次;
3)如果输出内容中需加入“星期x”,请修改代码。
目录
RTC (Real Time Clock):实时时钟
RTC是个独立的定时器。RTC模块拥有一个连续计数的计数器,在相应的软件配置下,可以提供时钟日历的功能。修改计数器的值可以重新设置当前时间和日期 RTC还包含用于管理低功耗模式的自动唤醒单元。
可编程的预分频系数:分频系数高为220。
● 32位的可编程计数器,可用于较长时间段的测量。
● 2个分离的时钟:用于APB1接口的PCLK1和RTC时钟(RTC时钟的频率必须小于PCLK1时钟 频率的四分之一以上)。
● 可以选择以下三种RTC的时钟源:
● HSE时钟除以128;
● LSE振荡器时钟;
● LSI振荡器时钟
● 2个独立的复位类型:
● APB1接口由系统复位;
● RTC核心(预分频器、闹钟、计数器和分频器)只能由后备域复位
● 3个专门的可屏蔽中断:
● 1.闹钟中断,用来产生一个软件可编程的闹钟中断。
● 2.秒中断,用来产生一个可编程的周期性中断信号(长可达1秒)。
● 3.溢出中断,指示内部可编程计数器溢出并回转为0的状态。
RTC时钟源:
三种不同的时钟源可被用来驱动系统时钟(SYSCLK):
● HSI振荡器时钟
● HSE振荡器时钟
● PLL时钟
这些设备有以下2种二级时钟源:
● 40kHz低速内部RC,可以用于驱动独立看门狗和通过程序选择驱动RTC。 RTC用于从停机/待机模式下自动唤醒系统。
● 32.768kHz低速外部晶体也可用来通过程序选择驱动RTC(RTCCLK)。
RTC时钟的框图还是比较简单的,这里我们把他分成 两个部分
:
APB1 接口:用来和 APB1 总线相连。 此单元还包含一组 16 位寄存器,可通过 APB1 总线对其进行读写操作。APB1 接口由 APB1 总 线时钟驱动,用来与 APB1 总线连接。
通过APB1接口可以访问RTC的相关寄存器(预分频值,计数器值,闹钟值)。
RTC 核心接口:由一组可编程计数器组成,分成 两个主要模块
。
g
第二个模块是一个 32 位的可编程计数器 (RTC_CNT),可被初始化为当前的系统时间,一个 32 位的时钟计数器,按秒钟计算,可以记 录 4294967296 秒,约合 136 年左右,作为一般应用,这已经是足够了的。
RTCCLK经过RTC_DIV预分频,RTC_PRL设置预分频系数,然后得到TR_CLK时钟信号,我们一般设置其周期为1s,RTC_CNT计数器计数,假如1970设置为时间起点为0s,通过当前时间的秒数计算得到当前的时间。RTC_ALR是设置闹钟时间,RTC_CNT计数到RTC_ALR就会产生计数中断,
使用HSE分频时钟或者LSI的时候,在主电源VDD掉电的情况下,这两个时钟来源都会受到影响,因此没法保证RTC正常工作.所以RTC一般都时钟低速外部时钟LSE,频率为实时时钟模块中常用的32.768KHz,因为32768 = 2^15,分频容易实现,所以被广泛应用到RTC模块.(在主电源VDD有效的情况下(待机),RTC还可以配置闹钟事件使STM32退出待机模式).
除了RTC_PRL、RTC_ALR、RTC_CNT和RTC_DIV寄存器外,所有的系统寄存器都由系统复位或电源复位进行异步复位。
RTC_PRL、RTC_ALR、RTC_CNT和RTC_DIV寄存器仅能通过备份域复位信号复位。
系统复位后,禁止访问后备寄存器和RCT,防止对后卫区域(BKP)的意外写操作
秒中断:
这里时钟自带一个秒中断,每当计数加一的时候就会触发一次秒中断,。注意,这里所说的秒中断并非一定是一秒的时间,它是由RTC时钟源和分频值决定的“秒”的时间,当然也是可以做到1秒钟中断一次。我们通过往秒中断
里写更新时间的函数来达到时间同步的效果
闹钟中断:
闹钟中断就是设置一个预设定的值,计数每自加多少次触发一次闹钟中断
RTC设备因为其独特的运行方式(即掉电依旧运行)使用HSE分频时钟或者LSI的时候,在主电源VDD掉电的情况下,这两个时钟来源都会受到影响,资源消耗太大,小小的纽扣电池根本吃不消。没法保证RTC正常工作.所以RTC一般都时钟低速外部时钟LSE
这两个都要点,作用也很明显,先是使能时钟源,再使能RTC日历
第一个是是否使能 tamper(PC13)引脚上输出校正的秒脉冲时钟,
第二个: RTC入侵检测校验功能
RTC校验功能,使能侵入检测功能。RTC时钟经64分频输出到侵入检测引脚TAMPER上
当 TAMPER引脚上的信号从 0变成1或者从 1变成 0(取决于备份控制寄存器BKP_CR的 TPAL位),会产生一个侵入检测事件。侵入检测事件将所有数据备份寄存器内容清除。
下面是两个RTC的中断:
此处设置时间为2020/04/25 13:30:00
Binary data format 十六进制
BCD data format BCD码进制
使用自动配置,初始化时间必须使用BCD data format,原因是库函数存在bug,如果使用Binary data format,月份配置会出错,比如说11月,配置时会赋值为RTC_MONTH_NOVEMBER,而此宏定义值为0x11,也就是说其十进制值为17
Hours: 小时
Minutes: 分钟
Seconds: 秒
Week Day: 星期
Month 月份
Date: 日期
Year: 年份
3 使能串口
使能一下串口,因为发送日期到上位机
4时钟源设置
我的是 外部晶振为8MHz
32的时钟树框图 如果不懂的话请看《【STM32】系统时钟RCC详解(超详细,超全面)》
5项目文件设置
在main.c文件中重写fputc函数,完成printf函数的重定向
//添加头文件#include "stdio.h"
int fputc(int ch,FILE *f){
uint8_t temp[1]={ch};
HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,2);
return ch;
}
在main.c中定义时间和日期的结构体用来获取时间和日期
RTC_DateTypeDef GetData; //获取日期结构体
RTC_TimeTypeDef GetTime; //获取时间结构体
在main函数的while循环中添加以下代码
/* Get the RTC current Time */
HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &GetTime, RTC_FORMAT_BIN);
/* Get the RTC current Date */
HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &GetData, RTC_FORMAT_BIN);
/* Display date Format : yy/mm/dd */
printf("%02d/%02d/%02d\r\n",2000 + GetData.Year, GetData.Month, GetData.Date);
/* Display time Format : hh:mm:ss */
printf("%02d:%02d:%02d\r\n",GetTime.Hours, GetTime.Minutes, GetTime.Seconds);
printf("\r\n");
HAL_Delay(1000);
编译运行,效果如下:
添加输出星期几
/* Display date Format : weekday */
if(GetData.WeekDay==1){
printf("星期一\r\n");
}else if(GetData.WeekDay==2){
printf("星期二\r\n");
}else if(GetData.WeekDay==3){
printf("星期三\r\n");
}else if(GetData.WeekDay==4){
printf("星期四\r\n");
}else if(GetData.WeekDay==5){
printf("星期五\r\n");
}else if(GetData.WeekDay==6){
printf("星期六\r\n");
}else if(GetData.WeekDay==7){
printf("星期日\r\n");
}
运行编译
练习熟悉了RTC。
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