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：
| 位 |
功能 |
置位/复位操作 |
| RTOFF |
看看上一次对RTC的操作是否完成 |
硬件置位/硬件复位 |
| CNF |
是否进行写操作 |
软件置位/软件复位 |
| RSF |
APB1时钟是否与RTC时钟同步 |
硬件置位/软件复位 |
| OWF/ALRF/SECF |
相应动作对应的标志位 |
硬件置位/软件复位 |
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:%d\n",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