RTC實驗

12.1 概述

實時時鐘Real TimeClock（簡稱RTC），實時時鐘芯片是日常生活中應(yīng)用最為廣泛的消費類電子產(chǎn)品之一。它為人們提供精確的實時時間,或者為電子系統(tǒng)提供精確的時間基準(zhǔn)，目前實時時鐘芯片大多采用精度較高的晶體振蕩器作為時鐘源。有些時鐘芯片為了在主電源掉電時，還可以工作，需要外加電池供電。

現(xiàn)在的ARM體系處理器基本都會內(nèi)置RTC模塊，STM32也不例外。STM32內(nèi)部RTC結(jié)構(gòu)如下圖所示。

RTC主要有兩個部分組成，第一部分的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。另一部分由一組可編程計數(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)生最長為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。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。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。系統(tǒng)時間按TR_CLK周期累加并與存儲在RTC_ALR寄存器中的可編程時間相比較，如果RTC_CR控制寄存器中設(shè)置了相應(yīng)允許位，比較匹配時將產(chǎn)生一個鬧鐘中斷。

RTC模塊和時鐘配置系統(tǒng)是在后備區(qū)域，即在系統(tǒng)復(fù)位或從待機模式喚醒后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?qū)懕Ｗo(hù)。

12.2 相關(guān)寄存器

12.2.1 控制寄存器1：RTC_CRH

Bit 2：允許溢出中斷位

0：屏蔽溢出中斷

1：允許溢出中斷

Bit 1：允許鬧鐘中斷

0：屏蔽鬧鐘中斷
1：允許鬧鐘中斷

Bit 0：允許秒中斷

0：屏蔽秒中斷

1：允許秒中斷

12.2.2 控制寄存器2：RTC_CRL

Bit 5：RTC操作關(guān)閉

0：寫操作未完成

1：操作已完成

Bit 4：配置標(biāo)志

0：退出配置模式

1：進(jìn)入配置模式

Bit 3：RTC同步標(biāo)志

RTC_CNT寄存器和RTC_DIV寄存器由軟件更新或清0時，此位由硬件置1。在APB1復(fù)位后，或APB1時鐘停止后，此位必須由軟件清0。要進(jìn)行任何的讀操作之前，用戶程序必須等待這位被硬件置1

0：寄存器尚未被同步

1：寄存器已經(jīng)被同步

Bit 2：溢出標(biāo)志

當(dāng)32位可編程計數(shù)器溢出時，此位由硬件置1。此位只能由軟件清0

0：無溢出

1：32位可編程計數(shù)器溢出

Bit 1：鬧鐘標(biāo)志

當(dāng)32位可編程計數(shù)器達(dá)到RTC_ALR寄存器所設(shè)置的預(yù)定值，此位由硬件置1。此位只能由軟件清0。

0：無鬧鐘

1：有鬧鐘

Bit 0：秒標(biāo)志

當(dāng)32位可編程預(yù)分頻器溢出時，此位由硬件置1，同時RTC計數(shù)器加1。此位只能由軟件清除。

0：秒標(biāo)志條件不成立

1：秒標(biāo)志條件成立

12.2.3 預(yù)分頻裝載寄存器1：RTC_PRLH

Bit 3~Bit 0：RTC預(yù)分頻裝載值高位

12.2.4 預(yù)分頻裝載寄存器2：RTC_PRLL

Bit 15~Bit 0：RTC預(yù)分頻裝載值低位

注：RTC時鐘頻率根據(jù)預(yù)分頻寄存器的值有如下計算公式。

其中RTCCLK代表的RTC的輸入時鐘，一般默認(rèn)32.768kHz。

12.3 實驗例程

功能：讀取RTC的日期顯示在LCD上面。

（1）創(chuàng)建rtc.h文件輸入以下代碼。

/*********************************************************************************************************
*********************************************************************************************************/
#ifndef _RTC_H_
#define _RTC_H_

#include "sys.h"
/*********************************************************************************************************
                  數(shù)    據(jù)    結(jié)    構(gòu)
*********************************************************************************************************/
typedef struct
{
  u8 year;                    //年
  u8 month;                    //月
  u8 date;                    //日
  u8 hour;                    //時
  u8 minute;                    //分
  u8 second;                    //秒
}RTC_Data;
extern RTC_Data RTC_Time;
/*********************************************************************************************************
                  函    數(shù)    列    表
*********************************************************************************************************/
void RTC_Init( void ) ;                                          //RTC初始化
void RTC_Set_Time( u8 year, u8 month, u8 date, u8 hour, u8 minute, u8 second ) ;            //設(shè)置時間
void RTC_Get_Time( void ) ;                                        //獲取時間

#endif

（2）創(chuàng)建rtc.c文件并輸入以下代碼。

#include "rtc.h"
/***************************************************
Name    :RTC_Init
Fuction    :RTC初始化
Parameter  :None
Return    :None
***************************************************/
void RTC_Init()
{
  if( BKP->DR1!=0x5050 )
  {
    RCC->APB1ENR |= 1<<28 ;                                      //使能PWR時鐘
    RCC->APB1ENR |= 1<<27 ;                                      //使能BKP時鐘,RTC校準(zhǔn)在BKP相關(guān)寄存器中
    PWR->CR |= 1<<8 ;                                        //取消BKP相關(guān)寄存器寫保護(hù)
    RCC->BDCR |= 1<<16 ;                                      //備份區(qū)域軟復(fù)位
    RCC->BDCR &= ~( 1<<16 ) ;                                    //備份區(qū)域軟復(fù)位結(jié)束
    RCC->BDCR |= 1<<0 ;                                        //開啟外部低速振蕩器
    while( ( RCC->BDCR&0x02 )!=0x02 ) ;                                //等待外部時鐘就緒
    RCC->BDCR |= 1<<8 ;                                        //LSI作為RTC時鐘
    RCC->BDCR |= 1<<15 ;                                      //RTC時鐘使能
    while( !( RTC->CRL&( 1<<5 ) ) ) ;                                //等待RTC寄存器最后一次操作完成
    while( !( RTC->CRL&( 1<<3 ) ) ) ;                                //等待RTC寄存器同步完成
    RTC->CRH &= ~( 7<<0 ) ;                                      //不允許中斷,CRH寄存器低三位有效
    while( !( RTC->CRL&( 1<<5 ) ) ) ;                                //等待RTC寄存器最后一次操作完成
    RTC->CRL |= 1<<4 ;                                        //進(jìn)入配置模式
    RTC->PRLH = 0 ;
    RTC->PRLL = 32767 ;                                        //設(shè)定分頻值
    RTC->CRL &= ~( 1<<4 ) ;                                      //退出配置模式
    while( !( RTC->CRL&( 1<<5 ) ) ) ;                                //等待RTC寄存器最后一次操作完成
    BKP->DR1 = 0x5050 ;
  }
  else
  {
    while( !( RTC->CRL&( 1<<3 ) ) ) ;                                //等待RTC寄存器同步
      while( !( RTC->CRL&( 1<<5 ) ) ) ;                                //等待RTC寄存器操作完成
  }
}
/***************************************************
Name    :Is_Leap_Year
Function  :閏年判定
Parameter  :
      year:年份
Return    :閏年
***************************************************/
u8 Is_Leap_Year( u16 year )
{
  //必須能被4整除
  if( year%4==0 )
  {
    if( year%100==0 )
    {
      if( year%400==0 )
        return 1 ;
      else
        return 0 ;
    }
    else
      return 1 ;
  }
  else
    return 0;
}
/***************************************************
Name    :RTC_Set_Time
Fuction    :設(shè)置時間
Parameter  :
      year:年
      month:月
      date:日
      hour:時
      minute:分
      second:秒
Return    :None
***************************************************/
u8 mon_table[] = { 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 } ;
void RTC_Set_Time( u8 year, u8 month, u8 date, u8 hour, u8 minute, u8 second )
{
  u16 t ;
  u32 seccount = 0 ;
  //把所有年份的秒鐘相加
  for( t=1970; tAPB1ENR |= 1<<28 ;                                        //使能電源時鐘
    RCC->APB1ENR |= 1<<27 ;                                        //使能備份時鐘
  PWR->CR |= 1<<8 ;                                          //取消備份區(qū)寫保護(hù)
  RTC->CRL |= 1<<4 ;                                          //允許配置
  RTC->CNTL = seccount&0xFFFF ;
  RTC->CNTH = seccount>>16 ;
  RTC->CRL &= ~( 1<<4 ) ;                                        //配置更新
  while( ( RTC->CRL&0x20 )!=0x20 ) ;                                  //等待RTC寄存器操作完成
  RTC_Get_Time() ;                                          //設(shè)置完之后更新一下數(shù)據(jù)
}
/***************************************************
Name    :RTC_Get_Time
Fuction    :獲取時間
Parameter  :None
Return    :None
***************************************************/
RTC_Data RTC_Time;
void RTC_Get_Time()
{
  u16 daycnt=0;
  u32 timecount=0;
  u32 temp=0;
  u16 temp1=0;
  //得到計數(shù)器中的值
  timecount = RTC->CNTH ;
  timecount <<= 16 ;
  timecount += RTC->CNTL ;
  //得到天數(shù)
   temp = timecount/86400 ;
  //超過一天了
  if( daycnt!=temp )
  {    
    daycnt = temp ;
    temp1 = 1970 ;                                          //從1970年開始
    while( temp>=365 )
    {
      //閏年
      if( Is_Leap_Year( temp1 ) )
      {
        if( temp>=366 )
          temp -= 366 ;                                    //閏年的秒鐘數(shù)
        else
          break ;
      }
      else
        temp -= 365;                                      //平年
      temp1 ++ ;
    }
    RTC_Time.year = temp1-2000 ;                                  //得到年份
    temp1 = 0 ;
    //超過了一個月
    while( temp>=28 )
    {
      if( Is_Leap_Year( RTC_Time.year+2000 )&&( temp1==1 ) )//當(dāng)年是不是閏年/2月份
      {
        if( temp>=29 )
          temp -= 29 ;//閏年的秒鐘數(shù)
        else
          break; 
      }
      else 
      {
        if( temp>=mon_table[ temp1 ] )
          temp -= mon_table[ temp1 ] ;                            //平年
        else
          break ;
      }
      temp1 ++ ;
    }
    RTC_Time.month = temp1+1 ;                                    //得到月份
    RTC_Time.date = temp+1 ;                                    //得到日期
  }
  temp = timecount%86400 ;                                      //得到秒鐘數(shù)
  RTC_Time.hour = temp/3600 ;                                      //小時
  RTC_Time.minute = ( temp%3600 )/60 ;                                //分鐘
  RTC_Time.second = ( temp%3600 )%60 ;                                //秒鐘
}+2000;>

（3）創(chuàng)建1.c文件并輸入以下代碼。

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart1.h"
#include "lcd.h"
#include "rtc.h"

int main()
{
  u8 Str[ 50 ] ;
  STM32_Clock_Init( 9 ) ;                                        //STM32時鐘初始化
  SysTick_Init( 72 ) ;                                        //SysTick初始化
  USART1_Init( 72, 115200 ) ;                                      //初始化串口1波特率115200
  LCD_Init() ;                                            //LCD初始化
  RTC_Init() ;
  RTC_Set_Time( 20, 12, 10, 10, 8, 0 ) ;
  while( 1 )
  {
    RTC_Get_Time() ;
    sprintf( ( char * )Str, "20%02d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d", RTC_Time.year, RTC_Time.month, RTC_Time.date, RTC_Time.hour, RTC_Time.minute, RTC_Time.second ) ;
    LCD_ShowString( 10, 10, Str ) ;
    delay_ms( 500 ) ;
  }
}