MM32L0130 RTC日歷和鬧鐘

1MM32L0130 RTC簡(jiǎn)介

RTC 模塊是用于提供時(shí)間（時(shí)、分、秒、亞秒）和日期（年、月、日）功能的定時(shí)計(jì)數(shù)器，日歷以 BCD碼的格式顯示。內(nèi)部包含周期性的喚醒單元，用于喚醒低功耗模式。支持夏令時(shí)補(bǔ)償，支持?jǐn)?shù)字校準(zhǔn)補(bǔ)償晶振精度的偏差。靈動(dòng)微電子推出的MM32L0130系列MCU片上RTC外設(shè)具有以下特征：

可編程的日歷功能，包括時(shí)、分、秒、小時(shí)（12/24 小時(shí)制）、日期、星期、月份、年份

軟件可編程的夏令時(shí)補(bǔ)償

可編程鬧鐘，任意日歷字段的組合觸發(fā)鬧鐘

周期性自動(dòng)喚醒單元，喚醒時(shí)間可配置

數(shù)字校準(zhǔn)，精度為 0.95ppm

通過(guò)移位功能調(diào)整亞秒時(shí)間

支持可配置的時(shí)間戳功能，用于記錄事件的入侵時(shí)間

支持可配置的入侵檢測(cè)

5 個(gè) 32 位寬的備份數(shù)據(jù)寄存器，當(dāng)發(fā)生入侵事件時(shí)會(huì)復(fù)位備份數(shù)據(jù)寄存器

可屏蔽中斷源

?鬧鐘

?喚醒單元

?時(shí)間戳事件

?入侵事件

2RTC功能描述

2.1 RTC模塊系統(tǒng)框圖

RTC中斷請(qǐng)求：

注：

當(dāng)使用了 PC13 的時(shí)間戳或入侵的功能時(shí)，如果需要使用 PC13 用做復(fù)用功能或者輸出時(shí)，需要關(guān)閉時(shí)間戳或入侵對(duì)應(yīng)的寄存器的使能位釋放 PC13。

RTC_ALARM 為鬧鐘或喚醒標(biāo)志輸出， RTC_CALB 代表校準(zhǔn)時(shí)鐘輸出，最終會(huì)輸出到 PAD，具體的復(fù)用關(guān)系參考芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)與 RTC_OR 輸出控制寄存器。

TAMP_IN 代表外部入侵管腳， TIM_TS 代表時(shí)間戳管腳，具體的對(duì)應(yīng)關(guān)系參考芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)部分。

2.2 時(shí)鐘和預(yù)分頻

RTC 時(shí)鐘包含3個(gè)獨(dú)立可配置的時(shí)鐘源：分別是 LSE、 LSI、 HSE 時(shí)鐘的 128 分頻。RTC 內(nèi)部包含2個(gè)預(yù)分頻器用于提供日歷或其它功能的時(shí)鐘，分別是一個(gè) 7 位的異步預(yù)分頻器與15位的同步預(yù)分頻器，為了降低功耗，建議將異步預(yù)分頻的值設(shè)置到可能的最大值。

異步分頻器輸出時(shí)鐘為fck_apre；同步預(yù)分頻器輸出時(shí)鐘為fck_spre。

計(jì)算公式如下：

fck_apre時(shí)鐘用于為二進(jìn)制格式的 RTC_SSR 亞秒遞減計(jì)數(shù)器提供時(shí)鐘。當(dāng)該遞減計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到 0 時(shí)，會(huì)使用 PREDIV_S 的內(nèi)容重載 RTC_SSR， fck_spre用于為日歷計(jì)數(shù)單元提供時(shí)鐘。

注：

針對(duì) 32.768KHZ 的 LSE 時(shí)鐘，異步分頻部分默認(rèn)設(shè)置為 128，同步分頻部分設(shè)置為 256，產(chǎn)生1HZ（fck_spre）的時(shí)鐘用于日歷計(jì)數(shù)。

2.3 實(shí)時(shí)時(shí)鐘和日歷

RTC 時(shí)間和日期寄存器對(duì)應(yīng)如下：

RTC_SSR 對(duì)應(yīng)于亞秒

RTC_TR 對(duì)應(yīng)于時(shí)間

RTC_DR 對(duì)應(yīng)于日期

通過(guò) APB 總線訪問(wèn)日歷時(shí)間與日期寄存器時(shí)，由 RTC_CR 寄存器中的 BYPSHAD 位決定訪問(wèn)實(shí)時(shí)的日歷寄存器還是影子寄存器，默認(rèn)情況下訪問(wèn)的是影子寄存器。

每隔 2 個(gè) RTC 時(shí)鐘周期，會(huì)將實(shí)時(shí)的日歷寄存器復(fù)制到影子寄存器，并將 RTC_ISR 寄存器的 RSF位置 1，在停機(jī)和待機(jī)模式下不會(huì)執(zhí)行復(fù)制操作。退出這兩種模式時(shí)，影子寄存器會(huì)在最長(zhǎng) 2 個(gè) RTC 時(shí)鐘周期后進(jìn)行更新。影子寄存器可以通過(guò)系統(tǒng)復(fù)位復(fù)位。

2.4 可編程鬧鐘

RTC 鬧鐘單元被劃分為多個(gè)位 ，并且每個(gè)位支持獨(dú)立的使能或屏蔽。具體可以通過(guò)配置RTC_ALRMAR 寄存器 MSKx 位以及 RTC_ALRMASSR 寄存器的 MASKSSx 位。

配置 RTC_CR 寄存器中的 ALRAE 位使能可編程鬧鐘功能。當(dāng)該位為 1，并且配置的 RTC_ALRMAR寄存器的值同當(dāng)前日歷一致時(shí)， RTC_ISR 寄存器中的 ALRAF 位會(huì)置 1。同時(shí)配置 RTC_CR 寄存器中的ALRAIE 位等于 1 時(shí)，會(huì)產(chǎn)生鬧鐘中斷輸出。

配置 RTC_CR 寄存器中的位 OSEL[1：0]等于 1， ALRAF 連接到 RTC_ALARM 輸出，配置 RTC_CR寄存器的 POL 位選擇 RTC_ALARM 輸出極性。

MM32L0130的RTC外設(shè)還有周期喚醒單元、日歷讀取、復(fù)位RTC、RTC數(shù)字校準(zhǔn)、RTC移位、時(shí)間戳、入侵檢測(cè)、RTC低功耗喚醒等功能， 在用戶手冊(cè)RTC章節(jié)有進(jìn)行詳細(xì)描述，大家可以參考查閱，此處不再進(jìn)行贅述，實(shí)驗(yàn)涉及到再進(jìn)行說(shuō)明。

3實(shí)驗(yàn)

3.1 實(shí)驗(yàn)原理

RTC 鬧鐘單元被劃分為多個(gè)位，包括日期、星期、小時(shí)、分鐘、秒，并且每個(gè)位支持獨(dú)立的使能或屏蔽。當(dāng)配置的鬧鐘A寄存器的值與當(dāng)前日歷（時(shí)間/日期）寄存器的值一致時(shí)，鬧鐘發(fā)生，相應(yīng)標(biāo)志置位。如果使能了鬧鐘中斷，則會(huì)產(chǎn)生鬧鐘中斷輸出。

配置時(shí)間寄存器、日期寄存器的值來(lái)初始化日歷，配置鬧鐘A寄存器的值，并使能鬧鐘中斷，每次鬧鐘A寄存器的值與當(dāng)前時(shí)間/日期寄存器的值一致時(shí)，鬧鐘發(fā)生，產(chǎn)生鬧鐘中斷。讀取日歷，如果查詢到鬧鐘發(fā)生，串口打印鬧鐘發(fā)生次數(shù)與當(dāng)前日歷數(shù)據(jù)。

在日歷的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)鬧鐘功能，為便于觀察和驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)中配置鬧鐘發(fā)生的時(shí)間盡可能短，匹配到秒而將其余位屏蔽以使鬧鐘發(fā)生。

3.2 程序設(shè)計(jì)

3.21 RTCCAL_Initialize() 函數(shù)

函數(shù)實(shí)現(xiàn)日歷初始化配置，按如下步驟初始化日歷時(shí)間與日期寄存器：

1配置 RTC_ISR 寄存器中的 INIT 位為 1 以進(jìn)入初始化模式

2等待 RTC_ISR 寄存器中的 INITF 位被硬件置 1

3編程 RTC_PRER 寄存器，配置同步與異步預(yù)分頻系數(shù)

4配置影子寄存器(RTC_TR 和 RTC_DR)，加載日歷初值，配置 RTC_CR 寄存器中的 FMT 位選擇 12 或 24 小時(shí)制

5清除 RTC_ISR 寄存器中的 INIT 位退出初始化模式

注：

約 4 個(gè) RTC 時(shí)鐘周期后，影子寄存器配置值加載到內(nèi)部實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器。初始化影子寄存器后，等待 RTC_ISR 寄存器的 RSF 位置 1，才能讀取日歷。

voidRTCCAL_Initialize(void)
{
//Checkiftheclockisconfiguredforthefirsttime
RTCCAL_InitTypeDefinit_struct;
RTCCAL_TimeTypeDefsetTimeStruct;
RTCCAL_DateTypeDefsetDateStruct;
u16temp=0;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_PWR,ENABLE);//(1)
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_BKP,ENABLE);//(2)
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);//(3)
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);
delay_x_cycle(2000);
//CheckwhetherthespecifiedRCCmarkerissetornot,andwaitforthe
//low-speedcrystaloscillatortobeready
while(1){
if(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY)!=RESET){//(4)
break;
}
temp++;
if(temp>=LSE_READY_TIMEOUT){
while(1){
__NOP();
}
}
delay_x_cycle(10);
}
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_RTC,ENABLE);
//SettingRTCClock
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
RTCCAL_EnterInitMode();//(5)
RTCCAL_WaitForSynchro();

RTCCAL_StructInit(&init_struct);
init_struct.RTCCAL_AsynchPrediv=0x7F;//(6)
init_struct.RTCCAL_SynchPrediv=0xFF;
init_struct.RTCCAL_HourFormat=RTCCAL_HourFormat_24;
RTCCAL_Init(&init_struct);

RTCCAL_TimeStructInit(&setTimeStruct);
setTimeStruct.RTCCAL_H12=RTCCAL_H12_AM;//(7)
setTimeStruct.RTCCAL_Hours=15;
setTimeStruct.RTCCAL_Minutes=34;
setTimeStruct.RTCCAL_Seconds=0;
RTCCAL_SetTime(RTCCAL_Format_BCD,&setTimeStruct);

RTCCAL_DateStructInit(&setDateStruct);
setDateStruct.RTCCAL_Year=0x16;//(8)
setDateStruct.RTCCAL_Month=0x0A;
setDateStruct.RTCCAL_Date=0x1A;
setDateStruct.RTCCAL_WeekDay=0x01;
RTCCAL_SetDate(RTCCAL_Format_BCD,&setDateStruct);

RTCCAL_WaitForSynchro();
RTCCAL_ExitInitMode();//(9)
}

（1）、（2）配置 RTC 需要使能 PWR 和 BKP 的時(shí)鐘

（3）RTC 寄存器寫保護(hù)，取消備份域的寫保護(hù)

（4）等待 LSE 時(shí)鐘穩(wěn)定，選擇 LSE 作為 RTC 時(shí)鐘源

（5）確認(rèn) RTC 進(jìn)入初始化模式

（6）配置 RTC 預(yù)分頻寄存器，時(shí)鐘頻率為 1HZ

（7）配置 PTC_TR時(shí)間寄存器，更新時(shí)間

（8）配置 PTC_DR日期寄存器，更新日期

（9）RTC 退出初始化模式

3.22 RTCCAL_AlarmConfig() 函數(shù)

函數(shù)實(shí)現(xiàn)鬧鐘初始化配置，按如下步驟編程鬧鐘：

1配置 RTC_CR 中的 ALRAE 位等于 0 禁止鬧鐘 A

2等待 RTC_ISR 寄存器中的 ALRAWF 位等于 1

3設(shè)置鬧鐘寄存器（RTC_ALRMASSR/RTC_ALRMAR）

4配置 RTC_CR 寄存器中的 ALRAE 位等于 1 使能鬧鐘 A

注：

對(duì) RTC_CR 寄存器執(zhí)行的寫操作。約 2 個(gè) RTC 時(shí)鐘周期同步后生效。

voidRTCCAL_AlarmConfig(void)
{
RTCCAL_AlarmTypeDefRTCCAL_AlarmStructure;
RTCCAL_NVIC_Config();//(1)
//SetthealarmAMasks
RTCCAL_AlarmStructure.RTCCAL_AlarmMask=(RTCCAL_ALRMAR_MSK4|RTCCAL_ALRMAR_MSK3|RTCCAL_ALRMAR_MSK2);//(2)
RTCCAL_AlarmStructure.RTCCAL_AlarmDateWeekDaySel=RTCCAL_AlarmDateWeekDaySel_Date;
RTCCAL_AlarmStructure.RTCCAL_AlarmDateWeekDay=RTCCAL_Weekday_Monday;
RTCCAL_AlarmStructure.RTCCAL_AlarmTime.RTCCAL_Hours=0;
RTCCAL_AlarmStructure.RTCCAL_AlarmTime.RTCCAL_Minutes=0;
RTCCAL_AlarmStructure.RTCCAL_AlarmTime.RTCCAL_Seconds=9;
if(ERROR==RTCCAL_AlarmCmd(RTCCAL_Alarm_A,DISABLE)){
while(1){};
}
RTCCAL_SetAlarm(RTCCAL_Format_BCD,RTCCAL_Alarm_A,&RTCCAL_AlarmStructure);

RTCCAL_AlarmSubSecondConfig(RTCCAL_Alarm_A,0xFF,RTCCAL_AlarmSubSecondMask_SS14_5);//(3)
//EnablealarmAinterrupt
RTCCAL_ITConfig(RTCCAL_IT_ALRA,ENABLE);//(4)
if(ERROR==RTCCAL_AlarmCmd(RTCCAL_Alarm_A,ENABLE)){
while(1){};
}
}

（1）配置RTC鬧鐘中斷，RTC&BKP全局中斷連接到 EXTI17

（2）配置鬧鐘A寄存器，屏蔽日期/星期、時(shí)、分，僅匹配秒

（3）配置鬧鐘A亞秒寄存器

（4）使能鬧鐘A中斷

3.23 RTC_BKP_IRQHandler() 函數(shù)

RTC鬧鐘中斷服務(wù)子程序，記錄鬧鐘中斷次數(shù)，置位標(biāo)志位。

voidRTC_BKP_IRQHandler(void)
{
if(RTCCAL_GetITStatus(RTCCAL_IT_ALRA)!=RESET){
RTCCAL_ClearITPendingBit(RTCCAL_IT_ALRA);
Flag_ALARM=1;
if(AlarmCount>500){
RCC_RTCCLKCmd(DISABLE);
AlarmCount=0;
}
else{
AlarmCount++;
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line17);
}
}

3.24 main() 函數(shù)

函數(shù)實(shí)現(xiàn)各模塊初始化，在循環(huán)中獲取當(dāng)前日期、時(shí)間，查詢到鬧鐘發(fā)生，打印當(dāng)前日期、時(shí)間。

s32main(void)
{
RTCCAL_DateTypeDefRTCCAL_tempDate;
RTCCAL_TimeTypeDefRTCCAL_tempTime;
DELAY_Init();
CONSOLE_Init(115200);
RTCCAL_LSE_DemoInit();
while(1){
if(Flag_ALARM==1){
Flag_ALARM=0;
printf("Alarmclockwastriggered%dtimes!
",AlarmCount);
printf("20");
printf("%02d-",RTCCAL_tempDate.RTCCAL_Year);
printf("%02d-",RTCCAL_tempDate.RTCCAL_Month);
printf("%02d	",RTCCAL_tempDate.RTCCAL_Date);
printf("%02d:",RTCCAL_tempTime.RTCCAL_Hours);
printf("%02d:",RTCCAL_tempTime.RTCCAL_Minutes);
printf("%02d
",RTCCAL_tempTime.RTCCAL_Seconds);
printf("
");
}
}
}

3.3 實(shí)驗(yàn)演示

下載程序運(yùn)行，觀察串口調(diào)試助手：

串口調(diào)試助手間隔打印數(shù)據(jù)，比較前后兩次數(shù)據(jù)的日期和時(shí)間，相差1分鐘，在每分鐘的第9秒鬧鐘發(fā)生，和鬧鐘寄存器配置一致，運(yùn)行情況和預(yù)期設(shè)計(jì)相符。

審核編輯：湯梓紅