實時時鐘(RTC)

小容量產(chǎn)品是指閃存存儲器容量在16K至32K字節(jié)之間的STM32F101xx、STM32F102xx和STM32F103xx微控制器。

中容量產(chǎn)品是指閃存存儲器容量在64K至128K字節(jié)之間的STM32F101xx、STM32F102xx和STM32F103xx微控制器。

大容量產(chǎn)品是指閃存存儲器容量在256K至512K字節(jié)之間的STM32F101xx和STM32F103xx微控制器。

互聯(lián)型產(chǎn)品是指STM32F105xx和STM32F107xx微控制器。

主要特性

● 可編程的預(yù)分頻系數(shù)：分頻系數(shù)最高為20 。

● 32位的可編程計數(shù)器，可用于較長時間段的測量。

● 2個分離的時鐘：用于APB1接口的PCLK1和RTC時鐘(RTC時鐘的頻率必須小于PCLK1時鐘頻率的四分之一以上)。

● 可以選擇以下三種RTC的時鐘源：

─ HSE時鐘除以128；

─ LSE振蕩器時鐘；

─ LSI振蕩器時鐘

● 2個獨(dú)立的復(fù)位類型：

─ APB1接口由系統(tǒng)復(fù)位；

─ RTC核心(預(yù)分頻器、鬧鐘、計數(shù)器和分頻器)只能由后備域復(fù)位。

● 3個專門的可屏蔽中斷：

─ 鬧鐘中斷，用來產(chǎn)生一個軟件可編程的鬧鐘中斷。

─ 秒中斷，用來產(chǎn)生一個可編程的周期性中斷信號(最長可達(dá)1秒)。

─ 溢出中斷，指示內(nèi)部可編程計數(shù)器溢出并回轉(zhuǎn)為0的狀態(tài)。

STM32 RTC 時鐘簡介

STM32 的實時時鐘（RTC）是一個獨(dú)立的定時器。STM32 的 RTC 模塊擁有一組連續(xù)計數(shù)的計數(shù)器，在相應(yīng)軟件配置下，可提供時鐘日歷的功能。修改計數(shù)器的值可以重新設(shè)置系統(tǒng)當(dāng)前的時間和日期。

RTC 模塊和時鐘配置系統(tǒng)(RCC_BDCR 寄存器)是在后備區(qū)域，即在系統(tǒng)復(fù)位或從待機(jī)模式喚醒后 RTC 的設(shè)置和時間維持不變。但是在系統(tǒng)復(fù)位后，會自動禁止訪問后備寄存器和 RTC，以防止對后備區(qū)域(BKP)的意外寫操作。所以在要設(shè)置時間之前， 先要取消備份區(qū)域（BKP）寫保護(hù)。

RTC 由兩個主要部分組成（參見上圖 ），第一部分(APB1 接口)用來和 APB1 總線相連。此單元還包含一組 16 位寄存器，可通過 APB1 總線對其進(jìn)行讀寫操作。APB1 接口由 APB1 總線時鐘驅(qū)動，用來與 APB1 總線連接。

另一部分(RTC 核心)由一組可編程計數(shù)器組成，分成兩個主要模塊。第一個模塊是 RTC 的預(yù)分頻模塊，它可編程產(chǎn)生 1 秒的 RTC 時間基準(zhǔn) TR_CLK。RTC 的預(yù)分頻模塊包含了一個 20位的可編程分頻器(RTC 預(yù)分頻器)。如果在 RTC_CR 寄存器中設(shè)置了相應(yīng)的允許位，則在每個TR_CLK 周期中 RTC 產(chǎn)生一個中斷(秒中斷)。第二個模塊是一個 32 位的可編程計數(shù)器，可被初始化為當(dāng)前的系統(tǒng)時間，一個 32 位的時鐘計數(shù)器，按秒鐘計算，可以記錄 4294967296 秒，約合 136 年左右，作為一般應(yīng)用，這已經(jīng)是足夠了的。

復(fù)位過程

除了RTC_PRL、RTC_ALR、RTC_CNT和RTC_DIV寄存器外，所有的系統(tǒng)寄存器都由系統(tǒng)復(fù)位或電源復(fù)位進(jìn)行異步復(fù)位。RTC_PRL、RTC_ALR、RTC_CNT和RTC_DIV寄存器僅能通過備份域復(fù)位信號復(fù)位。

讀RTC寄存器

RTC核完全獨(dú)立于RTC APB1接口。

軟件通過APB1接口訪問RTC的預(yù)分頻值 、 計數(shù)器值和鬧鐘值。但是，相關(guān)的可讀寄存器只在與RTC APB1時鐘進(jìn)行重新同步的RTC時鐘的上升沿被更新。RTC標(biāo)志也是如此的。

這意味著，如果APB1接口曾經(jīng)被關(guān)閉，而讀操作又是在剛剛重新開啟APB1之后，則在第一次的內(nèi)部寄存器更新之前，從APB1上讀出的RTC寄存器數(shù)值可能被破壞了(通常讀到0)。下述幾種

情況下能夠發(fā)生這種情形：

● 發(fā)生系統(tǒng)復(fù)位或電源復(fù)位。

● 系統(tǒng)剛從待機(jī)模式喚醒。

4.3 ● 系統(tǒng)剛從停機(jī)模式喚醒。

所有以上情況中，APB1接口被禁止時(復(fù)位、無時鐘或斷電)RTC核仍保持運(yùn)行狀態(tài)。

因此，若在讀取RTC寄存器時，RTC的APB1接口曾經(jīng)處于禁止?fàn)顟B(tài)，則軟件首先必須等待RTC_CRL寄存器中的RSF位(寄存器同步標(biāo)志)被硬件置’1’。

注： RTC 的 APB1 接口不受 WFI 和 WFE 等低功耗模式的影響。

配置RTC寄存器

必須設(shè)置RTC_CRL寄存器中的CNF位，使RTC進(jìn)入配置模式后，才能寫入RTC_PRL、RTC_CNT、RTC_ALR寄存器。

另外，對RTC任何寄存器的寫操作，都必須在前一次寫操作結(jié)束后進(jìn)行。可以通過查詢RTC_CR寄存器中的RTOFF狀態(tài)位，判斷RTC寄存器是否處于更新中。僅當(dāng)RTOFF狀態(tài)位是’1’時，才可以寫入RTC寄存器。

配置過程： 配置過程：

查詢RTOFF位，直到RTOFF的值變?yōu)椤?’

置CNF值為1，進(jìn)入配置模式

對一個或多個RTC寄存器進(jìn)行寫操作

清除CNF標(biāo)志位，退出配置模式

查詢RTOFF，直至RTOFF位變?yōu)椤?’以確認(rèn)寫操作已經(jīng)完成。

僅當(dāng)CNF標(biāo)志位被清除時，寫操作才能進(jìn)行，這個過程至少需要3個RTCCLK周期。

RTC標(biāo)志的設(shè)置

在每一個RTC核心的時鐘周期中，更改RTC計數(shù)器之前設(shè)置RTC秒標(biāo)志(SECF)。

在計數(shù)器到達(dá)0x0000之前的最后一個RTC時鐘周期中，設(shè)置RTC溢出標(biāo)志(OWF)。

在計數(shù)器的值到達(dá)鬧鐘寄存器的值加1(RTC_ALR+1)之前的RTC時鐘周期中，設(shè)置RTC_Alarm和RTC鬧鐘標(biāo)志(ALRF)。對RTC鬧鐘的寫操作必須使用下述過程之一與RTC秒標(biāo)志同步：

● 使用RTC鬧鐘中斷，并在中斷處理程序中修改RTC鬧鐘和/或RTC計數(shù)器。

● 等待RTC控制寄存器中的SECF位被設(shè)置，再更改RTC鬧鐘和/或RTC計數(shù)器。

RTC 正常工作的一般配置步驟

1. 使能BPK PWR時鐘、中斷初始化

//必須先使能電源時鐘和備份區(qū)域時鐘

  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);

  //中斷初始化 

  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;

  NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel =RTC_IRQn;

  NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

  NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;

  NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

  NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

2. 取消備份區(qū)寫保護(hù)

  PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //使能 RTC 和后備寄存器訪問

3. 復(fù)位備份區(qū)域，開啟外部低速振蕩器

  BKP_DeInit();//復(fù)位備份區(qū)域

  RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);//開啟外部低速振蕩器

  while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) == RESET);//檢查指定的 RCC 標(biāo)志位設(shè)置與否,等待低速晶振就緒

4. 配置RCT時鐘源

  RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE); //選擇 LSE 作為 RTC 時鐘  

  RCC_RTCCLKCmd(ENABLE); //使能 RTC 時鐘

  RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次對 RTC 寄存器的寫操作完成

  RTC_WaitForSynchro(); //等待 RTC 寄存器同步

  RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE); //使能 RTC 秒中斷

  RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次對 RTC 寄存器的寫操作完成

5. 設(shè)置 RTC 的分頻，以及配置 RTC 時鐘

  RTC_EnterConfigMode();/// 允許配置

  RTC_SetPrescaler(32767);//設(shè)置 RTC 時鐘分頻數(shù) 晶振32.768KHz

  RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC,ENABLE); //使能 RTC 秒中斷 

  RTC_SetCounter(0);//最后在配置完成之后

6. 更新配置,設(shè)置RTC中斷分組

  RTC_ExitConfigMode();//退出配置模式，更新配置 

//往備份區(qū)域?qū)懹脩魯?shù)據(jù)

  void BKP_WriteBackupRegister(uint16_t BKP_DR, uint16_t Data);

//讀取備份區(qū)域指定寄存器的用戶數(shù)據(jù)

 BKP_ReadBackupRegister(uint16_t BKP_DR);

7. 編寫中斷服務(wù)函數(shù)

注：中斷標(biāo)志

RTC_FLAG_RTOFF RTC 操作 OFF 標(biāo)志位

RTC_FLAG_RSF 寄存器已同步標(biāo)志位

RTC_FLAG_OW 溢出中斷標(biāo)志位

RTC_FLAG_ALR 鬧鐘中斷標(biāo)志位

RTC_FLAG_SEC 秒中斷標(biāo)志位

void RTC_IRQHandler(void)

{

  if (RTC_GetITStatus(RTC_IT_SEC) != RESET) //秒鐘中斷

  {

    data++;

    printf("time:%dt",data);

  }

  RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_SEC); //清中斷

  RTC_WaitForLastTask();

}

完整程序

#include "stm32f10x.h"  

#include "stdio.h"

int fputc(int ch, FILE *f)

{

  while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)==RESET);

  USART_SendData(USART1,(uint8_t)ch);

  return ch;

}

void delay_ms(u16 time)

{    

   u16 i = 0;  

   while(time--)

   {

      i = 12000;  

      while(i--);    

   }

}

u16 data = 0;

void Usart_Init()

{ 

  GPIO_InitTypeDef GPIO_ITDef1;

  GPIO_InitTypeDef GPIO_ITDef;

  USART_InitTypeDef  USART_ITDef;

  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//設(shè)置NVIC中斷分組2:2位搶占優(yōu)先級，2位響應(yīng)優(yōu)先級

//掛載時鐘(復(fù)用PA) 串口時鐘使能，GPIO 時鐘使能，復(fù)用時鐘使能

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);

//PA9 TXD初始化

  GPIO_ITDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;//PA9 TXD

  GPIO_ITDef.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;////復(fù)用推挽輸出

  GPIO_ITDef.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

  GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_ITDef);

//PA10 TXD初始化

  GPIO_ITDef1.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10 RXD

  GPIO_ITDef1.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空輸入

  GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_ITDef1);

//USART初始化

  USART_ITDef.USART_BaudRate = 115200;//波特率

  USART_ITDef.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//發(fā)送數(shù)據(jù)長度

  USART_ITDef.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //一個停止位   

  USART_ITDef.USART_Parity = USART_Parity_No; //無奇偶校驗位     

  USART_ITDef.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//無硬件數(shù)據(jù)流控制

  USART_ITDef.USART_Mode = USART_Mode_Tx| USART_Mode_Rx ;//發(fā)送模式 

  USART_Init(USART1,&USART_ITDef);

  USART_Cmd(USART1, ENABLE);//使能串口

}

void RTC_Init(void)

{

  //1.使能BPK PWR時鐘

  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);

  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;

  NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel =RTC_IRQn;

  NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

  NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;

  NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

  NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

  //2.取消備份區(qū)寫保護(hù)

  PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //使能 RTC 和后備寄存器訪問

  //3.復(fù)位備份區(qū)域，開啟外部低速振蕩器

  BKP_DeInit();//復(fù)位備份區(qū)域

  RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);//開啟外部低速振蕩器

  while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) == RESET);//檢查指定的 RCC 標(biāo)志位設(shè)置與否,等待低速晶振就緒

  //4.配置RCT時鐘源

  RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE); //選擇 LSE 作為 RTC 時鐘  

  RCC_RTCCLKCmd(ENABLE); //使能 RTC 時鐘

  RCC_RTCCLKCmd(ENABLE); //使能 RTC 時鐘

  RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次對 RTC 寄存器的寫操作完成

  RTC_WaitForSynchro(); //等待 RTC 寄存器同步

  RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE); //使能 RTC 秒中斷

  RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次對 RTC 寄存器的寫操作完成

  //5.設(shè)置 RTC 的分頻，以及配置 RTC 時鐘

  RTC_EnterConfigMode();/// 允許配置

  RTC_SetPrescaler(32767);//設(shè)置 RTC 時鐘分頻數(shù) 晶振32.768KHz

  RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC,ENABLE); //使能 RTC 秒中斷

  RTC_SetCounter(0);//最后在配置完成之后

  //6.更新配置,設(shè)置RTC中斷分組。

  RTC_ExitConfigMode();//退出配置模式，更新配置  

}  

int main(void)

{

  Usart_Init();

  RTC_Init();

  while(1)

  {

   ;   

  }     

}

//每秒觸發(fā)一次

void RTC_IRQHandler(void)

{

  if (RTC_GetITStatus(RTC_IT_SEC) != RESET) //秒鐘中斷

  {

    data++;//每一秒+1

    printf("time:%dt",data);//串口打印當(dāng)前時間值

  }

  RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_SEC); //清中斷

  RTC_WaitForLastTask();

}

常用資料：

　　STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0（官方固件庫）

　　鏈接：《STM32固件庫使用手冊的中文翻譯版》 　　　提取碼：4lkx

　　鏈接：（keil5 IAR 等常用助手） 　　　　　　　　　　提取碼：xzgj

　　鏈接：《STM32中文參考手冊V10》 　　　　　　　　提取碼：j748