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基于STM32的RTC实时时钟实验
RTC是什么? STM32的RTC外设,实质是一个掉电后还继续运行的定时器,从定时器的角度来看,相对于通用定时器TIM外设,它的功能十分简单,只有计时功能(也可以触发中断)。但是从掉电还能继续运行来看,它是STM32中唯一一个具有这个功能的外设(RTC外设的复杂之处不在于它的定时,而在于它掉电还可以继续运行的特性)。 所谓掉电,是指电源VDD断开的情况下,为了RTC外设掉电可以继续运行,必须给STM32芯片通过VBAT引脚街上锂电池。当主电源VDD有效时,由VDD给RTC外设供电。当VDD掉电后,由VBAT给RTC外设供电。无论由什么电源供电,RTC中的数据始终都保存在属于RTC的备份域中,如果主电源和VBA都掉电,那么备份域中保存的所有数据都将丢失(备份域除了RTC模块的寄存器,还有42个16位的寄存器可以在VDD掉电的情况下保存用户程序的数序,系统复位或电源复位时,这些数据也不会被复位)。 STM32系统时钟源简介 系统时钟包括了: 1. HSE高速外部时钟(常用8MHz无源晶振); 2. PLL时钟源(来源有HSE和HSI/2,一般选HSE作为时钟来源); 3. PLL时钟PLLCLK(通过设置PLL的倍频因子,一般8Mx9=72MHz,72MHz是官方推荐稳定运行时钟,最高128MHz); 4. 系统时钟SYSCLK(一般SYSCLK=PLLCLK=72MHz); 5. AHB总线时钟HCLK(是系统时钟SYSCLK经过AHB分频器分频后得到的时钟,也就是APB总线时钟,一般设置1分频,HCLK=SYSSCLK=72MHz); 6. APB2总线时钟HCLK2(APB2总线时钟PCLK2由 HCLK经过高速APB2预分频余数器得到,分频因子可以是:[1,2,4,8,16],具体由时钟配置寄存器CFGR的位13-11:PPRE2[2:0]决定,一般设置为 1 分频,即 PCLK2 = HCLK =72M); 7. APB1总线时钟HCLK1(APB1 总线时钟 PCLK1 由 HCLK 经过低速 APB 预分频余数器得到,HCLK1 属于低速的总线时钟,最高为 36M,这里只需粗线条的设置好 APB1 的时钟即可。 RTC的时钟系统 RTC的时钟来源有三个: ① 外部有源晶体震荡时钟源(32.768KHz); ② 内置RC无源震荡源(约为40KHz); ③ 外部无源高速震荡时钟(约62.5KHz)。 RTC的晶振 任何实时时钟的核心都是晶振,晶振频率为32768Hz(LSE时钟)。它为分频计数器提供精确的与低功耗的实基信号。它可以用于产生秒、分、时、日等信息。为了确保时钟长期的准确性,晶振必须正常工作,不能够收到干扰。RTC的晶振又分为:外部晶振和内置晶振。 RTC内部设备工作原理 RTC核心部分 RTC核心设备包括“预分频余数模块”与“计数器模块”。说白了,RTC核心设备的独立工作功能就是“自己按照设定的预分频余数因子,一个周期计数一次,计数值存在32位的计数器中”。 APB1接口部分 RTC核心设备虽然可以根据设定的参数自己独立运行,但是RTC的中断和标志位是由APB1接口部分来操作的。 APB1接口设备包括“CR控制寄存器”,这个寄存器是32位的,也就是说CR寄存器分为两个16位寄存器CRL与CRH寄存器,,这两个寄存器的功能为“控制RTC的中断”与“置位RTC的状态标志位”。 RTC寄存器简介 CR控制寄存器 CR寄存器是由CRL与CRH两个16位寄存器组成的,由APB1总线控制,因此当RTC独立运行时,也就是开发板的电源断电时,CR寄存器是无法发挥其作用的。 “允许中断标志位”可以进行写操作。 这些位的相应信息如下: 注: ① 我们一般使用APB1总线对RTC操作之前,先将RSF复位以清除原来的残余信息,然后等待置位,一旦置位就说明APB1与RTC时钟已同步我们可以进行写操作; ② 读操作之前一定要等待RSF时钟同步标志位置1,才可以进行读出正确的数据。 PRL重装载寄存器 重加载寄存器中的值在预分频余数计数器的值递减至0后,重新装载进入预分频余数寄存器。 DIV预分频余数寄存器 RTC预分频余数寄存器的作用就是获取更加精准的时间,工作原理如下: 我们看到:预加载余数寄存器每1s被自动重装载一次,即每1s减至0。 假如:我们此时读取的DIV预加载余数寄存器的值为0x3FFF,说明此时自上次重装载已经过去了0.5s,我们得到了比1s精确度更高的时间,这就是DIV预加载余数寄存器的作用。除此之外,DIV预加载余数寄存器还可以获得0.01s,0.001s这样更加精确的时间。 CNT计数器寄存器 ARL闹钟寄存器 如何对RTC进行写操作? 必须设置RTC_CRL寄存器中的CNF位,使RTC进入配置模式后,才能写入RTC_PRL、RTC_CNT、RTC_ALR寄存器。 另外,对RTC任何寄存器的写操作,都必须在前一次写操作结束后进行。可以通过查询RTC_CR寄存器中的RTOFF状态位,判断RTC寄存器是否处于更新中。仅当RTOFF状态位是’1’时,才可以写入RTC寄存器。 寄存器配置步骤如下: ① 等待上次对RTC的操作结束 等待RTOFF位置1; ② 取消写保护/进行配置模式 将CNF标志位置1; ③ 对一个或多个RTC寄存器进行写操作; ④ 写保护/取消配置模式 将CNF标志位复位(仅当CNF标志位被清除时,写操作才能进行,这个过程至少需要3个RTC时钟周期); ⑤ 查询RTOFF,直至RTOFF位变为’1’以确认写操作已经完成。 如何进行RTC数据的读操作? APB1总线时钟复位的几种情况: 电源/系统被复位 系统刚从待机模式中被唤醒 系统刚从停机模式中被唤醒 APB1复位就说明“APB1总线时钟与RTC时钟不再同步”。 若在读取RTC寄存器时,RTC的APB1接口曾经处于禁止状态,则软件首先必须等待 RTC_CRL寄存器中的RSF位(寄存器同步标志)被硬件置’1’。 RTC的复位操作 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。 在系统复位后,会自动禁止访问后备寄存器和RTC,以防止对后备区域(BKP)的意外写操作。所以在要设置时间之前, 先要取消备份区域(BKP)写保护。 当VDD电源被切断,后备区域与RTC核心部分仍然由VBAT维持供电。当系统在待机模式下被唤醒,或系统复位或电源复位时,他们也不会被复位。 关于RTC的疑难问题解析 为什么要等待APB1与RTC内部时钟同步后,我们对RTC中寄存器写操作才有效? 因为RTC时钟源和APB1接口的时钟源不同,一个来自32.768K晶振,一个来自8M晶振,他们的时钟一般会有一个差异的,所以才需要等待同步。 为什么RTC的时钟最准确(RTC时钟为何是准确的32768Hz)? ① RTC时间是以振荡频率来计算的。故它不是一个时间器而是一个计数器。而一般的计数器都是16位的。又因为时间的准确性很重要,故震荡次数越低,时间的准确性越低。所以必定是个高次数,即2^15=32768; ② 32768Hz=2^15即分频2^15次后为1Hz,周期=1s; ③ 经过工程师的经验总结32768Hz,时钟最准确; ④ 规范和统一。 为什么RTC和APB1有一些关联,他俩不是完全独立的吗? 不是的,我们的代码调试代码下载只能下载到STM32核心芯片中我们要通过STM32芯片来控制RTC设备就必须让RTC与APB1之间有接口。 为什么叫“秒标志位”? 因为RTC采用的是32.768KHz的晶振,PLR重装载寄存器(20位)的取值可以为32767,也就是说RTC可以没经过1s来置位一次“秒标志位”。我们通常的日历是以秒为最小的时间单位,因此RTC也可以提供我们日历的功能,但是这些事件是“xxxx秒”的形式出现的,需要我们根据“时秒分”的关系去进行换算。 注:其实PLR重装载寄存器的值可以是[0,2^20-1]之间所有的数值,因此我们也可以设定更小的计数单位进行计数。 为什么读数据/命令时需要等待RSF(时钟同步标志位)置1,而写命令/数据时则不用? RTC内核完全独立于APB1接口,软件通过APB1接口对RTC相关寄存器访问。但是相关寄存器只在RTC APB1时钟进行重新同步的RTC时钟的上升沿被更新。所以软件必须先等待寄存器同步标志位(RTC_CRL的RSF位)被硬件置1才读。 我们要读取数据就读取寄存器当前值,因此我们必须等待RTC时钟的上升沿在将数据读取到APB1总线中去,而写操作不同,我们不需要读取任何RTC寄存器的信息,因此写操作没必要等待时钟同步。 APB1总线时钟与RTC时钟同步是什么意思? 由于时钟源不同,因此APB1总线时钟不可能与RTC时钟完全重合,我们读取的原理如下: 我们只需要在下一个RTC时钟上升沿到来之前将RTC寄存器中的数据读取到APB1总线上即可以实现“数据同步读取”。 RTC如何实现日历功能? 要实现日历功能首先需要具备两个条件:间隔相同的计数单位(计数器+1所需时间)+初始计数时间(计数器的初始值)。 例如:我要从计数器=10000时开始计数并且我们计数器+1的时间为1s,如果我们一年之后计数器的值=36000,我们可以得知RTC实时时钟连续计数了26000*1s=26000s。 LSE时钟被旁路是什么意思? 所谓旁路模式,是指无需上面提到的使用外部晶体时所需的芯片内部时钟驱动组件,直接从外界导入时钟信号,犹如芯片内部的驱动组件被旁路了。 ”晶振/时钟被旁路“ 是指将芯片内部的用于外部晶体起振和功率驱动等的部分电路和XTAL_OUT引脚断开,这时使用的外部时钟是有源时钟或者其他STM32提供的CCO输出等时钟信号,直接单线从XTAL_IN输入,这样即使外部有晶体也震荡不起来了。 RTC固件库库函数解析 void RTC_EnterConfigMode(void) 进入RTC配置模式 void RTC_ExitConfigMode(void) 退出RTC配置模式 uint32_t RTC_GetCounter(void) 获得RTC中32位可编程计数器的值 void RTC_SetCounter(uint32_t CounterValue) 设置RTC中32位可编程计数器的初始值 void RTC_SetPrescaler(uint32_t PrescalerValue) 设置PRL重加载寄存器的值 void RTC_SetAlarm(uint32_t AlarmValue) 设置闹钟值用于和计数器值比较以置位闹钟标志位 uint32_t RTC_GetDivider(void) 获得预分频余数寄存器的剩余值 void RTC_WaitForLastTask(void) 等待RTOFF位(RTC操作完成标志位)值1说明前一次对RTC的操作已经完成 void RTC_WaitForSynchro(void) 等待APB1与RTC时钟同步 FlagStatus RTC_GetFlagStatus(uint16_t RTC_FLAG) 获得RTC中寄存器的相应标志位 void RTC_ClearFlag(uint16_t RTC_FLAG) 软件清除RTC中寄存器的相应标志位 ITStatus RTC_GetITStatus(uint16_t RTC_IT) 判断中断类型的函数 void RTC_ClearITPendingBit(uint16_t RTC_IT) 清除相应的中断悬挂标志(中断标志位硬件置1软件清0) void RTC_ITConfig(uint16_t RTC_IT, FunctionalState NewState) RTC中断配置函数 RTC时钟源配置函数 void RCC_RTCCLKConfig(uint32_t CLKSource) RTC时钟源选择函数 void RCC_RTCCLKCmd(FunctionalState NewState) RTC时钟源使能 RCC_LSEConfig() LSE时钟配置函数(LSE=32.678KHz) RTC备份区域(BKP)操作函数 PWR_BackupAccessCmd() 后备区域访问使能函数 uint16_t BKP_ReadBackupRegister(uint16_t BKP_DR) 读出BKP备份区域数据的函数 void BKP_WriteBackupRegister(uint16_t BKP_DR, uint16_t Data) 向BKP备份区域写入数据的函数 BKP备份寄存器 备份寄存器是 42 个 16 位的寄存器(战舰开发板就是大容量的),可用来存储 84 个字节的 用户应用程序数据。他们处在备份域里,当 VDD 电源被切断,他们仍然由 VBAT 维持供电。 即使系统在待机模式下被唤醒,或系统复位或电源复位时,他们也不会被复位。 备份区域(BKP_CR)控制寄存器 注释的意思是“当我们需要失能入侵事件时,我们只需使得TPE=0即可“。 备份区域状态寄存器 备份数据(BKP_DR)寄存器 备份控制/状态寄存器(BKP_CSR) 备份控制寄存器(BKP_CR) 注释的意思是说“当我们想要关闭侵入检测引脚时,我们只将TPE位置0就OK了”。 图片大意如下: ① TPAL=0时,低电平和下降沿脉冲都可以充当入侵信号的事件; ② TPAL=1时,高电平和上升沿脉冲都可以充当入侵信号的事件。 RTC时钟校准寄存器(BKP_RTCCR) RTC校准有两种方式,分别在“用ppm值校准”和“定时器校准”,这两种方式分别在AN2604.pdf,AN2821.pdf被提及。 按照AN2604.pdf描述的原理,RTC 的校准值应在0-127之间,可实现的校准误差对应为0-121ppm,相当于每30天跑快的秒数为0-314s。 Ppm值计算公式:ppm误差=偏差/基准值*10^6。 备份数据寄存器x(BKP_DRx) (x = 1 … 10) 注意:这里的复位方式“是通过PC13(TAMPER)引脚进行后备区域BKP复位的”。 侵入事件检测引脚 注:此引脚高电平不得超过3.3V。 RTC复位后,如何对后备区域进行操作? 复位后,对备份寄存器和RTC的访问被禁止,并且备份域被保护以防止可能存在的意外的写操作。执行以下操作可以使能对备份寄存器和RTC的访问: ① 通过设置寄存器RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN位来打开电源和后备接口的时钟; ② 电源控制寄存器(PWR_CR)的DBP位来使能对后备寄存器和RTC的访问。 关于BKP备份寄存器的疑难问题解析? STM32的入侵检测是干什么用的? 你的数据是保存在RAM里的;但是一掉电RAM里的数据就没了;有一块地方,后备电池相关的一块RAM的数据却放不掉(除非电池没电了);还有一个方法可以自动清掉这一部分RAM(寄存器组)这就是入侵事件。 后备存储区BKP有什么用? 你的系统上电后你输入一个密码;这个密码就保存在后备寄存器组中;只要电池有电,这个密码一直保存完好;你的系统每次开机后检测这个密码是否正确,如果不正确说明有两种可能发生的事情:“电池没电了”或者“后备存储区坏掉了“。 事件标志位与中断标志位的区别? 在STM32中“中断标志位“置位的条件是“事件标志位置位+中断允许标志位置位“。我们要知道,当符合中断的条件全部具备,中断触发后,我们一定要清除“中断标志位与事件标志位”这两个位,与单纯的清除事件标志位不同。 #define ADC_IT_EOC ((uint16_t)0x0220) #define ADC_IT_AWD ((uint16_t)0x0140) #define ADC_IT_JEOC ((uint16_t)0x0480) 这是定义的中断位,可以产生中断: #define ADC_FLAG_AWD ((uint8_t)0x01) #define ADC_FLAG_EOC ((uint8_t)0x02) #define ADC_FLAG_JEOC ((uint8_t)0x04) #define ADC_FLAG_JSTRT ((uint8_t)0x08) #define ADC_FLAG_STRT ((uint8_t)0x10) 这是定义的标志位,二者对比可以发现有的标志位不能产生中断,此外,中断标志位置位包括“事件标志位置位+中断标志位置位”。 RTC输出时钟校准原理? 计算ppm误差,ppm代表比例误差,ppm是百万分之一的意思。 例如,当距离为1公里的时候,比例误差为5mm。 对于一台测距精度为(5+5ppm*D)mm的全站仪或者测距仪,当被测量距离为1公里时,仪器的测距精度为5mm+5ppm*1(公里)=10mm。 为方便测量,RTC时钟可以经64分频输出到侵入检测引脚TAMPER上。通过设置RTC校验寄存 器(BKP_RTCCR)的CCO位来开启这一功能。RTC时钟经过64分频输出到PC13(TAMPER)引脚上的时钟为32767Hz/64=511.968Hz(RTC时钟源为32768Hz),但是如果实测TAMPER引脚输出的频率为511.982Hz,那么RTC对输出时钟进行如下修正: (511.982Hz-511.968Hz)/ 511.968Hz *10^6 = 27.35ppm,则误差为27.35ppm,我们可以查询AN2604.pdf,可以得知此时我们选择28ppm; 2^20个时钟延误1个时钟所造成的ppm值计算 AN2604.pdf中说,若校准值为1,则RTC 校准时,每2的20次方个时钟周期扣除1个时钟脉冲。这相当于0.954ppm(1/2^20*10^6 = 0.954)。而校准值最大为127,所以最大可以减慢121ppm(0.954ppm*127 = 121)。所以这个校准表就是由简单的乘除运算得来的,当然要使用浮点运算才可以得到准确结果。 由此,我们可以计算出28ppm对应的2^20个周期中延误周期的数量为 BKP后备区域的功能预览 ① 20字节数据后备寄存器(中容量和小容量产品),或84字节数据后备寄存器(大容量和互联型产品) ; ② 用来管理防侵入检测并具有中断功能的状态/控制寄存器; ③ 用来存储RTC校验值的校验寄存器; ④ 在PC13引脚(当该引脚不用于侵入检测时)上输出RTC校准时钟,RTC闹钟脉冲或者秒脉冲。 BKP固件库函数解析 函数名 功能 void BKP_DeInit(void) 将后备存储区初始化为默认值 void BKP_TamperPinLevelConfig(uint16_t BKP_TamperPinLevel) 入侵信号检测引脚配置 void BKP_TamperPinCmd(FunctionalState NewState) 入侵信号检测引脚使能 void BKP_ITConfig(FunctionalState NewState) 入侵信号中断配置 void BKP_RTCOutputConfig(uint16_t BKP_RTCOutputSource) RTC时钟脉冲输出配置 void BKP_SetRTCCalibrationValue(uint8_t CalibrationValue) 设置RTC的时钟校准值 void BKP_WriteBackupRegister(uint16_t BKP_DR, uint16_t Data) 数据写入 uint16_t BKP_ReadBackupRegister(uint16_t BKP_DR) 数据读出 FlagStatus BKP_GetFlagStatus(void) 读出RTC事件标志位的状态 void BKP_ClearFlag(void) 清除RTC所有的事件标志位 ITStatus BKP_GetITStatus(void) 获取RTC中断状态(到底是触发了哪一个中断) void BKP_ClearITPendingBit(void) 清除所有的RTC中断标志位 BKP_DeInit复位函数的作用 外设时钟使能,复位外设的总线时钟,再清除复位外设的总线时钟,可以继续配置(读写)外设,就如同如下所述: RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE); // 外设时钟使能RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE); // 复位外设的总线时钟 RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_USART1, DISABLE); // 清除复位外设的总线时钟 USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); // 重新初始化 RTC完整代码展示 Rtc.c #include “rtc.h” #include “usart.h” #include “delay.h” #include “stm32f10x.h” _calendar_obj calendar;//时钟结构体 u8 RTC_initConfig() { u8 temp = 0; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP|RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE); // 使能APB1总线上的BKP与PWR的时钟 PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); // 取消后备区域写保护 delay_init(); // delay函数初始化 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = RTC_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); // 配置RTC的NVIC中断通道 if(BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) == 0x5050) // 首次执行程序段 { BKP_DeInit(); // BKP外设时钟复位 RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON); // LSE低速时钟使能 while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) == RESET && temp 《 250) { temp++; delay_ms(10); } if(temp》=250) return 1; RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE); RCC_RTCCLKCmd(ENABLE); RTC_WaitForLastTask(); // 等待RTC操作完成 RTC_WaitForSynchro(); // 等待APB1与RTC时钟同步 RTC_EnterConfigMode(); // 进入RTC配置模式 RTC_WaitForLastTask(); // 等待RTC操作完成 RTC_WaitForSynchro(); // 等待APB1与RTC时钟同步 RTC_SetPrescaler(32768-1); // 1s溢出一次 RTC_WaitForLastTask(); // 等待RTC操作完成 RTC_WaitForSynchro(); // 等待APB1与RTC时钟同步 RTC_ITConfig(RTC_IT_OW|RTC_IT_SEC,ENABLE); // RTC中断配置 RTC_WaitForLastTask(); // 等待RTC操作完成 RTC_WaitForSynchro(); // 等待APB1与RTC时钟同步 RTC_Set(2015,1,14,17,42,55); //将时间转化为以秒为单位的数值加载到32位可编程计数器当中 RTC_WaitForLastTask(); // 等待RTC操作完成 RTC_WaitForSynchro(); // 等待APB1与RTC时钟同步 RTC_ExitConfigMode(); // 退出配置模式,并且执行在此之前写入的命令 BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1,0x5050); // 向BKP_DR1(16位寄存器)寄存器写入0x5050这个16位数据 } else // 再次进行执行的程序段(系统/电源复位后执行) { RTC_WaitForLastTask(); // 等待RTC操作完成 RTC_WaitForSynchro(); // 等待APB1与RTC时钟同步 RTC_ITConfig(RTC_IT_OW|RTC_IT_SEC,ENABLE); // 系统/电源复位后执行后,RTC的CR寄存器被复位因此需要重新配置RTC中断 RTC_WaitForLastTask(); // 等待RTC操作完成 } return 0; } //RTC时钟中断 //每秒触发一次 //extern u16 tcnt; void RTC_IRQHandler(void) { if (RTC_GetITStatus(RTC_IT_SEC) != RESET)//秒钟中断 { RTC_Get();//更新时间 } if(RTC_GetITStatus(RTC_IT_ALR)!= RESET)//闹钟中断 { RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_ALR); //清闹钟中断 RTC_Get(); //更新时间 printf(“Alarm Time:%d-%d-%d %d:%d:%dn”,calendar.w_year,calendar.w_month,calendar.w_date,calendar.hour,calendar.min,calendar.sec);//输出闹铃时间 } RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_SEC|RTC_IT_OW); //清闹钟中断 RTC_WaitForLastTask(); } //判断是否是闰年函数 //月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 //闰年 31 29 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 //非闰年 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 //输入:年份 //输出:该年份是不是闰年.1,是.0,不是 u8 Is_Leap_Year(u16 year) { if(year%4==0) //必须能被4整除 { if(year%100==0) { if(year%400==0)return 1;//如果以00结尾,还要能被400整除 else return 0; }else return 1; }else return 0; } //设置时钟 //把输入的时钟转换为秒钟 //以1970年1月1日为基准 //1970~2099年为合法年份 //返回值:0,成功;其他:错误代码。 //月份数据表 u8 const table_week[12]={0,3,3,6,1,4,6,2,5,0,3,5}; //月修正数据表 //平年的月份日期表 const u8 mon_table[12]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31}; u8 RTC_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec) { u16 t; u32 seccount=0; if(syear《1970||syear》2099)return 1; for(t=1970;t《syear;t++) //把所有年份的秒钟相加 { if(Is_Leap_Year(t))seccount+=31622400;//闰年的秒钟数 else seccount+=31536000; //平年的秒钟数 } smon-=1; for(t=0;t《smon;t++) //把前面月份的秒钟数相加 { seccount+=(u32)mon_table[t]*86400;//月份秒钟数相加 if(Is_Leap_Year(syear)&&t==1)seccount+=86400;//闰年2月份增加一天的秒钟数 } seccount+=(u32)(sday-1)*86400;//把前面日期的秒钟数相加 seccount+=(u32)hour*3600;//小时秒钟数 seccount+=(u32)min*60; //分钟秒钟数 seccount+=sec;//最后的秒钟加上去 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); //使能PWR和BKP外设时钟 PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //使能RTC和后备寄存器访问 RTC_SetCounter(seccount); //设置RTC计数器的值 RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成 return 0; } //初始化闹钟 //以1970年1月1日为基准 //1970~2099年为合法年份 //syear,smon,sday,hour,min,sec:闹钟的年月日时分秒 //返回值:0,成功;其他:错误代码。 u8 RTC_Alarm_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec) { u16 t; u32 seccount=0; if(syear《1970||syear》2099)return 1; for(t=1970;t《syear;t++) //把所有年份的秒钟相加 { if(Is_Leap_Year(t))seccount+=31622400;//闰年的秒钟数 else seccount+=31536000; //平年的秒钟数 } smon-=1; for(t=0;t《smon;t++) //把前面月份的秒钟数相加 { seccount+=(u32)mon_table[t]*86400;//月份秒钟数相加 if(Is_Leap_Year(syear)&&t==1)seccount+=86400;//闰年2月份增加一天的秒钟数 } seccount+=(u32)(sday-1)*86400;//把前面日期的秒钟数相加 seccount+=(u32)hour*3600;//小时秒钟数 seccount+=(u32)min*60; //分钟秒钟数 seccount+=sec;//最后的秒钟加上去 //设置时钟 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); //使能PWR和BKP外设时钟 PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //使能后备寄存器访问 //上面三步是必须的! RTC_SetAlarm(seccount); RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成 return 0; } //得到当前的时间 //返回值:0,成功;其他:错误代码。 u8 RTC_Get(void) { static u16 daycnt=0; u32 timecount=0; u32 temp=0; u16 temp1=0; timecount=RTC_GetCounter(); temp=timecount/86400; //得到天数(秒钟数对应的) if(daycnt!=temp)//超过一天了 { daycnt=temp; temp1=1970; //从1970年开始 while(temp》=365) { if(Is_Leap_Year(temp1))//是闰年 { if(temp》=366)temp-=366;//闰年的秒钟数 else {temp1++;break;} } else temp-=365; //平年 temp1++; } calendar.w_year=temp1; //得到年份 temp1=0; while(temp》=28)//超过了一个月 { if(Is_Leap_Year(calendar.w_year)&&temp1==1)//当年是不是闰年/2月份 { if(temp》=29)temp-=29;//闰年的秒钟数 else break; } else { if(temp》=mon_table[temp1])temp-=mon_table[temp1];//平年 else break; } temp1++; } calendar.w_month=temp1+1; //得到月份 calendar.w_date=temp+1; //得到日期 } temp=timecount%86400; //得到秒钟数 calendar.hour=temp/3600; //小时 calendar.min=(temp%3600)/60; //分钟 calendar.sec=(temp%3600)%60; //秒钟 calendar.week=RTC_Get_Week(calendar.w_year,calendar.w_month,calendar.w_date);//获取星期 return 0; } //获得现在是星期几 //功能描述:输入公历日期得到星期(只允许1901-2099年) //输入参数:公历年月日 //返回值:星期号 u8 RTC_Get_Week(u16 year,u8 month,u8 day) { u16 temp2; u8 yearH,yearL; yearH=year/100; yearL=year%100; // 如果为21世纪,年份数加100 if (yearH》19)yearL+=100; // 所过闰年数只算1900年之后的 temp2=yearL+yearL/4; temp2=temp2%7; temp2=temp2+day+table_week[month-1]; if (yearL%4==0&&month《3)temp2--; return(temp2%7); } Rtc.h #ifndef _RTC_H #define _RTC_H #include “sys.h” //时间结构体 typedef struct { vu8 hour; vu8 min; vu8 sec; //公历日月年周 vu16 w_year; vu8 w_month; vu8 w_date; vu8 week; }_calendar_obj; u8 RTC_initConfig(); u8 Is_Leap_Year(u16 year); u8 RTC_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec); u8 RTC_Alarm_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec); u8 RTC_Get(void); u8 RTC_Get_Week(u16 year,u8 month,u8 day); #endif Main.c #include “delay.h” #include “sys.h” #include “lcd.h” #include “usart.h” #include “rtc.h” extern _calendar_obj calendar;//时钟结构体 int main(void) { u8 t=0; delay_init(); //延时函数初始化 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2:2位抢占优先级,2位响应优先级 uart_init(115200); //串口初始化为115200 LCD_Init(); RTC_initConfig(); // RTC初始化 POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色 LCD_ShowString(60,50,200,16,16,“WarShip STM32”); LCD_ShowString(60,70,200,16,16,“RTC TEST”); LCD_ShowString(60,90,200,16,16,“ATOM@ALIENTEK”); LCD_ShowString(60,110,200,16,16,“2015/1/14”); //显示时间 POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色 LCD_ShowString(60,130,200,16,16,“ - - ”); LCD_ShowString(60,162,200,16,16,“ : : ”); while(1) { if(t!=calendar.sec) { t=calendar.sec; LCD_ShowNum(60,130,calendar.w_year,4,16); LCD_ShowNum(100,130,calendar.w_month,2,16); LCD_ShowNum(124,130,calendar.w_date,2,16); switch(calendar.week) { case 0: LCD_ShowString(60,148,200,16,16,“Sunday ”); break; case 1: LCD_ShowString(60,148,200,16,16,“Monday ”); break; case 2: LCD_ShowString(60,148,200,16,16,“Tuesday ”); break; case 3: LCD_ShowString(60,148,200,16,16,“Wednesday”); break; case 4: LCD_ShowString(60,148,200,16,16,“Thursday ”); break; case 5: LCD_ShowString(60,148,200,16,16,“Friday ”); break; case 6: LCD_ShowString(60,148,200,16,16,“Saturday ”); break; } LCD_ShowNum(60,162,calendar.hour,2,16); LCD_ShowNum(84,162,calendar.min,2,16); LCD_ShowNum(108,162,calendar.sec,2,16); } delay_ms(10); }; } RTC代码解析 ① 我们要通过APB1总线对RTC后备区域进行操作,无非就是想读取后备区域的数据,因此,我们此时应该将APB1总线时钟供给主电源让其为后备区域提供稳定的电能,并且使能APB1的接口部分: RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); //使能PWR和BKP外设时钟 PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //使能后备寄存器访问 ② 复位外设并且配置RTC时钟 BKP_DeInit(); //复位备份区域 RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON); //设置外部低速晶振(LSE),使用外设低速晶振 while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) == RESET&&temp《250) //检查指定的RCC标志位设置与否,等待低速晶振就绪 { temp++; delay_ms(10); } if(temp》=250)return 1;//初始化时钟失败,晶振有问题 RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE); //设置RTC时钟(RTCCLK),选择LSE作为RTC时钟 RCC_RTCCLKCmd(ENABLE); //使能RTC时钟 ③ 等待操作结束并且APB1与RTC时钟同步 RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成 RTC_WaitForSynchro(); //等待RTC寄存器同步 ④ 进行写操作,配置CR控制寄存器(由于之前全是在配置RTC的时钟源,并没有对RTC进行任何写操作,因此操作时钟时无需等待时钟同步与RTC操作完成) RTC_EnterConfigMode();/// 允许配置 ⑤ 进行写操作,配置CR控制寄存器(由于之前全是在配置RTC的时钟源,并没有对RTC进行任何写操作,因此操作时钟时无需等待时钟同步与RTC操作完成) RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE); //使能RTC秒中断 ⑥ 进行写操作,配置重装载寄存器 RTC_SetPrescaler(32767); //设置RTC预分频的值——1s溢出一次 ⑦ 将设定的初始计数时间转化为以秒为单位的数值,并加载进入32位可编程计数器中 RTC_Set(2015,1,14,17,42,55); //正点原子封装的函数用于设置时间,本质上就是计算出来一个值将此值赋给32位可编程计数器 ⑧ 退出配置模式 RTC_ExitConfigMode(); //退出配置模式 ⑨ 想BKP备份寄存器内写入数据 BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0X5050); //向指定的后备寄存器中写入用户程序数据(小于16位的数据,因为寄存器为16位的) 注:这里当我们使能了“APB1总线上的后备区域”和“APB1总线上的主电源时钟”,我们就直接可以对BKP进行读写操作,不同于RTC操作。 备份区域BKP与RTC的工作注意事项 BKP是后备存储区,那里有42个16位寄存器用于存储高达84个字节的数据,但是BKP与RTC并没有共性,也就是说RTC与BKP在主电源断开后仍共用一个备用电源来储存各自寄存器中的值,但是对这些寄存器中的值进行修改就要用到它们与APB1总线的接口,用APB1接口修改各自寄存器中的值的操作注意事项如下: ① 只有给BKP备份区域接通主电源并且接通BKP与APB1总线的接口,我们才可以通过APB1总线对BKP备份区域进行数据的读写操作; ② 每次对RTC进行操作,一定要进行“等待上一次RTC操作完成”和“等待APB1和RTC时钟同步”; ③ 完成对RTC操作后一定要退出操作,也就是RTC_CRL.CNF置0,只有这样前面写入的操作才会被执行。 STM32编程小技巧 如果有while循环等待命令该怎么办? while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) == RESET&&temp《250) //检查指定的RCC标志位设置与否,等待低速晶振就绪 { temp++; delay_ms(10); } if(temp》=250)return 1;//初始化时钟失败,晶振有问题 其实,当我们遇到这种循环等待时,为了防止进入死循环,我们要规定循环的最大次数,并且如果循环了MAX次还没有成功完成操作,那么就返回一个可以代表具体错误的信息,例如: if(temp》=250)return 1;//初始化时钟失败,晶振有问题 |
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