STM32 F103C8T6学习笔记11：RTC实时时钟—OLED手表日历

之前在 学习笔记10文章 做了一个简易的，使用定时器计时的简单时钟，现在使用RTC实时时钟同步代替定时器来实现一下OLED手表日历，接着上个实验文章进行完善~~

文章提供源码、测试工程下载、测试效果图。

目录

 RTC实时时钟：

简介：

主要特性：

 RTC框图：

UNIX时间戳：

程序设计：

配置RTC初始化过程分为以下几步：

 RTC日历初始化相关代码：

主函数代码：

测试效果：

测试工程下载：

---

 RTC实时时钟：

简介：

 STM32F10x-中文参考手册 有关于RTC实时时钟的介绍是从 P308页开始的：

 RTC时钟与DS1302时钟芯片不同，DS1302时钟芯片是通过读取寄存器实现读取年月日等信息的

而RTC时钟是作为STM32F103单片机中的一个时钟定时器模块(其余系列不一定)，主电源掉电后会继续使用   后备电池（由 Vbat 引脚接 电源 继续供电 ）继续运行的模块，它本质是一个32位的向上计数器。

因此我们在STM32F103单片机中 读取RTC时 本质是得到一个计数值，对其进行处理。

主要特性：

 我们一般在LSE接一个 32.768k （ 2^15=32768 ）的晶振作为RTC的时钟源，便于分频产生1HZ的时钟基准，

 RTC框图：

 

 我们从RTC的框图可以了解到，它的秒、闹钟都是有中断的，但溢出事件（计数到达最大值）时没有中断。

UNIX时间戳：

在设计到日历时，我们就需要注意这个时间戳：

 

程序设计：

首先注意一下这些头文件，都是需要用到的，别忘记了添加：

#include "stm32f10x_rtc.h" //RTC相关库
#include "stm32f10x_pwr.h"  
#include "stm32f10x_bkp.h"

配置RTC初始化过程分为以下几步：

1.配置中断，配置中断优先级

2.检查寄存器BKP_DR1，根据其值确定是否为第一次上电，V BAT是否有后备电池，第一次上电就要初始化时间。（V BAT没电池 以及 V BAT有电池 但寄存器没被写入值都算第一次上电）（后备寄存器区由V BAT引脚供电，因此当V BAT引脚有电时主电源断不会使得后备寄存器区的寄存器BKP_DR1的值丢失 ）

3.定义时间结构体，用来存放改变时间等.

4.复制编写RTC_Configuration（）函数，配置相关时钟源，外部时钟还是内部，分频等。

5.编写Time_Adjust（）函数，给RTC时钟附上初始值（通过将 小时、分钟和秒都转换成秒 加起来 来实现设置当前计数值）(小时是 24小时制)

此处需要注意一个小细节：

就是我的程序设计使用上没用到串口，因此没有初始化串口，但在移植官方代码时，他们使用串口打印测试，各阶段初始化情况，起初我保留了这些printf（）语句，认为会跳过，但实际上程序会因为没有初始化串口而在printf那卡住~·

 RTC日历初始化相关代码：

#include "RTC.h"void RTC_init(void)
{NVIC_InitTypeDef NVIC_Initstructure;/*1. NVIC 中断配置 *//*Configure one bit for preemption priority 中断分组*/NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);/*Enable the RTC Interrupt */NVIC_Initstructure.NVIC_IRQChannel = RTC_IRQn;NVIC_Initstructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;NVIC_Initstructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;NVIC_Initstructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init (&NVIC_Initstructure);	/*检查V BAT引脚是否为第一次上电（是否有后备电源）没有就要初始化时间*//*在启动时检查备份寄存器BKP_DR1，如果内容不是0xA5A5,则需重新配置时间并询问用户调整时间*/if (BKP_ReadBackupRegister( BKP_DR1) != 0xA5A5){//配置RTC与设置初值：RTC_Configuration();Time_Adjust(&time1);/*向BKP_DR1寄存器写入标志，说明RTC已在运行,只要后备有电，这个值就不会掉*/BKP_WriteBackupRegister( BKP_DR1, 0xA5A5);}else{/* 使能 PWR 和 Backup 时钟 */RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);/* 允许访问 Backup 区域 */PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);		/*LSE启动无需设置新时钟*/		
#ifdef RTC_CLOCK_SOURCE_LSI		/* 使能 LSI */RCC_LSICmd(ENABLE);/* 等待 LSI 准备好 */while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY) == RESET){}
#endif/*检查是否是系统掉电重启*/if (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PORRST) != RESET){ ;}/*检查是否Reset复位引脚引起的 复位*/else if (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PINRST) != RESET){;}	/*等待寄存器同步*/RTC_WaitForSynchro();	/*允许RTC秒中断*/RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE);	/*等待上次RTC寄存器写操作完成*/RTC_WaitForLastTask();}/*定义了时钟输出宏，则配置校正时钟输出到PC13*/#ifdef RTCClockOutput_Enable/* 使能 PWR 和 Backup 时钟 */RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);/* 允许访问 Backup 区域 */PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);/* 禁止 Tamper 引脚 *//* 要输出 RTCCLK/64 到 Tamper 引脚,  tamper 功能必须禁止 */	BKP_TamperPinCmd(DISABLE); /* 使能 RTC 时钟输出到 Tamper 引脚 */BKP_RTCOutputConfig(BKP_RTCOutputSource_CalibClock);#endif/* 清除复位标志 flags */RCC_ClearFlag();
}/** 函数名：RTC_Configuration* 描述  ：配置RTC* 输入  ：无* 输出  ：无* 调用  ：外部调用*/
void RTC_Configuration(void)
{/* 使能 PWR 和 Backup 时钟 */RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);/* 允许访问 Backup 区域 */PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);	/* 复位 Backup 区域 */BKP_DeInit();	
//使用外部时钟还是内部时钟（在bsp_rtc.h文件定义）	
//使用外部时钟时，在有些情况下晶振不起振
//批量产品的时候，很容易出现外部晶振不起振的情况，不太可靠	
#ifdef 	RTC_CLOCK_SOURCE_LSE/* 使能 LSE */RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);	/* 等待 LSE 准备好 */while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) == RESET){}/* 选择 LSE 作为 RTC 时钟源 */RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);	/* 使能 RTC 时钟 */RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);/* 等待 RTC 寄存器 同步* 因为RTC时钟是低速的，内环时钟是高速的，所以要同步*/RTC_WaitForSynchro();	/* 确保上一次 RTC 的操作完成 */RTC_WaitForLastTask();	/* 使能 RTC 秒中断 */RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE);/* 确保上一次 RTC 的操作完成 */RTC_WaitForLastTask();	/* 设置 RTC 分频: 使 RTC 周期为1s  *//* RTC period = RTCCLK/RTC_PR = (32.768 KHz)/(32767+1) = 1HZ */RTC_SetPrescaler(32767); 	/* 确保上一次 RTC 的操作完成 */RTC_WaitForLastTask();	
#else/* 使能 LSI */RCC_LSICmd(ENABLE);/* 等待 LSI 准备好 */while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY) == RESET){}	/* 选择 LSI 作为 RTC 时钟源 */RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSI);	/* 使能 RTC 时钟 */RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);	/* 等待 RTC 寄存器 同步* 因为RTC时钟是低速的，内环时钟是高速的，所以要同步*/RTC_WaitForSynchro();	/* 确保上一次 RTC 的操作完成 */RTC_WaitForLastTask();	/* 使能 RTC 秒中断 */RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE);	/* 确保上一次 RTC 的操作完成 */RTC_WaitForLastTask();/* 设置 RTC 分频: 使 RTC 周期为1s ,LSI约为40KHz *//* RTC period = RTCCLK/RTC_PR = (40 KHz)/(40000-1+1) = 1HZ */	RTC_SetPrescaler(40000-1); /* 确保上一次 RTC 的操作完成 */RTC_WaitForLastTask();
#endif}

#ifndef _RTC_h_ 
#define _RTC_h_  #include "headfire.h"//使用LSE外部时钟 或 LSI内部时钟
//#define RTC_CLOCK_SOURCE_LSE      
#define RTC_CLOCK_SOURCE_LSI
//北京时间的时区秒数差
#define TIME_ZOOM						(8*60*60)//初始化时间结构体
extern struct rtc_time time1;void RTC_init(void);           //初始化 与 配置RTC
void RTC_Configuration(void);  //配置RTC#endif

#include "RTC_day.h"/*时间结构体，初始化默认时间 2023-08-21 17:55:55*/
struct rtc_time time1= {55,55,17,21,8,2023,1} ;//初始化时间结构体uint16_t BMP_cnt,BMP_FLAG;#define FEBRUARY		2
#define	STARTOFTIME		1970
#define SECDAY			86400L           /*  一天有多少s */
#define SECYR			(SECDAY * 365)
#define	leapyear(year)		((year) % 4 == 0)
#define	days_in_year(a) 	(leapyear(a) ? 366 : 365)
#define	days_in_month(a) 	(month_days[(a) - 1])static int month_days[12] = {	31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };/** This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)*//*计算公历*/
void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
{int leapsToDate;int lastYear;int day;int MonthOffset[] = { 0,31,59,90,120,151,181,212,243,273,304,334 };lastYear=tm->tm_year-1;/*计算从公元元年到计数的前一年之中一共经历了多少个闰年*/leapsToDate = lastYear/4 - lastYear/100 + lastYear/400;      /*如若计数的这一年为闰年，且计数的月份在2月之后，则日数加1，否则不加1*/if((tm->tm_year%4==0) &&((tm->tm_year%100!=0) || (tm->tm_year%400==0)) &&(tm->tm_mon>2)) {/** We are past Feb. 29 in a leap year*/day=1;} else {day=0;}day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] + tm->tm_mday; /*计算从公元元年元旦到计数日期一共有多少天*/tm->tm_wday=day%7;
}/* Converts Gregorian date to seconds since 1970-01-01 00:00:00.* Assumes input in normal date format, i.e. 1980-12-31 23:59:59* => year=1980, mon=12, day=31, hour=23, min=59, sec=59.** [For the Julian calendar (which was used in Russia before 1917,* Britain & colonies before 1752, anywhere else before 1582,* and is still in use by some communities) leave out the* -year/100+year/400 terms, and add 10.]** This algorithm was first published by Gauss (I think).** WARNING: this function will overflow on 2106-02-07 06:28:16 on* machines were long is 32-bit! (However, as time_t is signed, we* will already get problems at other places on 2038-01-19 03:14:08)**/
u32 mktimev(struct rtc_time *tm)
{if (0 >= (int) (tm->tm_mon -= 2)) {	/* 1..12 -> 11,12,1..10 */tm->tm_mon += 12;		/* Puts Feb last since it has leap day */tm->tm_year -= 1;}return ((((u32) (tm->tm_year/4 - tm->tm_year/100 + tm->tm_year/400 + 367*tm->tm_mon/12 + tm->tm_mday) +tm->tm_year*365 - 719499)*24 + tm->tm_hour /* now have hours */)*60 + tm->tm_min /* now have minutes */)*60 + tm->tm_sec; /* finally seconds */	 
}void to_tm(u32 tim, struct rtc_time * tm)
{register u32    i;register long   hms, day;day = tim / SECDAY;			/* 有多少天 */hms = tim % SECDAY;			/* 今天的时间，单位s *//* Hours, minutes, seconds are easy */tm->tm_hour = hms / 3600;tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;/* Number of years in days */ /*算出当前年份，起始的计数年份为1970年*/for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++) {day -= days_in_year(i);}tm->tm_year = i;/* Number of months in days left */ /*计算当前的月份*/if (leapyear(tm->tm_year)) {days_in_month(FEBRUARY) = 29;}for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++) {day -= days_in_month(i);}days_in_month(FEBRUARY) = 28;tm->tm_mon = i;/* Days are what is left over (+1) from all that. *//*计算当前日期*/tm->tm_mday = day + 1;/** Determine the day of week*/GregorianDay(tm);}/** 函数名：Time_Adjust* 描述  ：时间调节* 输入  ：用于读取RTC时间的结构体指针（北京时间）* 输出  ：无* 调用  ：外部调用*/
void Time_Adjust(struct rtc_time* tm)
{/* 等待确保上一次操作完成 */RTC_WaitForLastTask();//更新日期GregorianDay(tm);//	  /* 设置当前时间  通过将 小时、分钟和秒都转换成秒 加起来 来实现设置当前计数值 (小时是 24小时制) */
//	  RTC_SetCounter(tm->tm_hour*3600+tm->tm_min*60+tm->tm_sec);  //Tmp HH*3600 Tmp MM*60 Tmp SS/* 由日期计算时间戳并写入到RTC计数寄存器 */RTC_SetCounter(mktimev(tm)-TIME_ZOOM);	/* 等待确保上一次操作完成 */RTC_WaitForLastTask();
}void Time_Display(uint32_t TimeVar,struct rtc_time *tm)
{char  buf[20];   //用于暂存oled数据uint32_t BJ_TimeVar;/*  把标准时间转换为北京时间*/BJ_TimeVar =TimeVar + TIME_ZOOM;to_tm(BJ_TimeVar,tm);/*把定时器的值转换为北京时间*///打印年sprintf(buf,"%d",tm->tm_year);OLED_ShowString(75,0,(u8 *)buf,16);OLED_ShowCHinese(75+16*2,0,0);  //打印中文“年”//打印时间：sprintf(buf,"%02d:%02d:%02d",tm->tm_hour,tm->tm_min,tm->tm_sec);		OLED_ShowString(64,2,(u8 *)buf,16);		          //打印日期：sprintf(buf,"%02d",tm->tm_mon);	   OLED_ShowString(75,4,(u8 *)buf,12);	//打印月	OLED_ShowCHinese_small(75+14,4,0);  //打印中文月	    sprintf(buf,"%02d",tm->tm_mday);		 OLED_ShowString(75+14+12,4,(u8 *)buf,12);	//打印日OLED_ShowCHinese_small(75+14+12+14,4,1);  //打印中文日//打印星期：OLED_ShowCHinese(70,5,1);     //打印中文“星”		OLED_ShowCHinese(70+16,5,2);  //打印中文“期”				sprintf(buf,"%d",tm->tm_wday);		   OLED_ShowString(70+16+16,5,(u8 *)buf,16);
}

#ifndef _RTC_day_h_
#define _RTC_day_h_#include "headfire.h"typedef unsigned int  u32;//定义时间结构体
struct rtc_time {int tm_sec;int tm_min;int tm_hour;int tm_mday;int tm_mon;int tm_year;int tm_wday;
};//初始化时间结构体
extern struct rtc_time time1;extern uint16_t BMP_cnt,BMP_FLAG;void GregorianDay(struct rtc_time * tm);
uint32_t mktimev(struct rtc_time *tm);
void to_tm(uint32_t tim, struct rtc_time * tm);
void Time_Display(uint32_t TimeVar,struct rtc_time *tm);
void Time_Adjust(struct rtc_time* tm);#endif

 

主函数代码：

#include "main.h"//时间结构体  在RTC_day.h中初始化了
//时间结构体定义在 RTC_day.h//刷新时间标志uint16_t TimeDisplay_cnt,TimeDisplay;int main(void)
{	init_ALL();     //初始化所有函数while(1){	if(TimeDisplay==1){Time_Display(RTC_GetCounter(),&time1);TimeDisplay=0;}switch(BMP_FLAG){case 1:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP1);  break;case 2:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP2);  break;case 3:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP3);  break;case 4:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP4);  break;case 5:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP5);  break;case 6:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP6);  break;case 7:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP7);  break;case 8:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP8);  break;case 9:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP9);  break;case 10:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP10);  break;case 11:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP11);  break;case 12:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP12);  break;case 13:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP13);  break;case 14:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP14);  break;case 15:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP15);  break;case 16:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP16);  break;case 17:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP17);  break;case 18:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP18);  break;case 19:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP19);  break;case 20:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP20);  break;		case 21:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP21);  break;case 22:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP22);  break;case 23:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP23);  break;case 24:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP24);  break;case 25:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP25);  break;case 26:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP26);  break;case 27:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP27);  break;case 28:OLED_DrawBMP(0,0,64,8,BMP28);  break;}}
}//初始化所有函数：
void init_ALL(void)
{SysTick_Init(72);         //初始化滴答计时器Timer2_Init();						//初始化定时器2i2c_GPIO_Config();	      //IIC初始化OLED_Init();              //初始化OLED屏幕OLED_Clear();             //清空屏幕数据RTC_init();}//定时器2中断服务函数
void TIM2_IRQHandler(void)
{if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET){		if(++TimeDisplay_cnt==100)  //定时器刷新时间{TimeDisplay_cnt=0;TimeDisplay=1;}if(++BMP_cnt==10)		        //定时器   刷新太空人图片{BMP_cnt=0;BMP_FLAG++;if(BMP_FLAG==29){BMP_FLAG=1;}}TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);//清出中断寄存器标志位，用于退出中断}
}//RTC每秒进的中断服务函数
void RTC_IRQHandler(void)
{if (RTC_GetITStatus(RTC_IT_SEC) != RESET){/* Clear the RTC Second interrupt */RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_SEC);//	    /* Enable time update */
//	    TimeDisplay = 1;
//	/* Wait until last write operation on RTC registers has finished */RTC_WaitForLastTask();}
}

测试效果：

 

测试工程下载：

https://download.csdn.net/download/qq_64257614/88237879?spm=1001.2014.3001.5503