12:STM32---RTC实时时钟

目录

一:时间相关

1:Unix时间戳

2: UTC/GMT

3:时间戳转化

二:BKP

1:简历

2:基本结构

三: RTC

1:简历

2: 框图

3:RTC基本结构

4:RTC操作注意

四:案例

A:读写备份寄存器

1:连接图

2: 步骤

 3: 代码 

B:实时时钟

1:连接图

2:函数介绍 

3:代码

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一:时间相关

1:Unix时间戳

        Unix 时间戳（Unix Timestamp）定义为从UTC/GMT的1970年1月1日0时0分0秒开始所经过的秒数，不考虑闰秒

        时间戳存储在一个秒计数器中，秒计数器为32位/64位的整型变量

        世界上所有时区的秒计数器相同，不同时区通过添加偏移来得到当地时间

2: UTC/GMT

         GMT（Greenwich Mean Time）格林尼治标准时间是一种以地球自转为基础的时间计量系统。它将地球自转一周的时间间隔等分为24小时，以此确定计时标准

         UTC（Universal Time Coordinated）协调世界时是一种以原子钟为基础的时间计量系统。它规定铯133原子基态的两个超精细能级间在零磁场下跃迁辐射9,192,631,770周所持续的时间为1秒。当原子钟计时一天的时间与地球自转一周的时间相差超过0.9秒时，UTC会执行闰秒来保证其计时与地球自转的协调一致

3:时间戳转化

        C语言的time.h模块提供了时间获取和时间戳转换的相关函数，可以方便地进行秒计数器、日期时间和字符串之间的转换

二:BKP

1:简历

        BKP（Backup Registers）备份寄存器

        BKP可用于存储用户应用程序数据。当VDD（2.0~3.6V）电源被切断，他们仍然由VBAT（1.8~3.6V）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

        TAMPER引脚产生的侵入事件将所有备份寄存器内容清除

        RTC引脚输出RTC校准时钟、RTC闹钟脉冲或者秒脉冲

        存储RTC时钟校准寄存器 用户数据存储容量：     

                20字节（中容量和小容量）/ 84字节（大容量和互联型）

2:基本结构

        BKP处于后备区域,  后备区域的作用:  当VDD主电源掉电时，后备区域仍然可以由VBAT的备用电池供电;  当VDD主电源上电时，后备区域供电会由VBAT切换到VDD,  也就是主电源有电时，VBAT不会用到，这样可以节省电池电量

        BKP里主要有 : 数据寄存器、控制寄存器、状态寄存器和RTC时钟校准寄存器,       其中数据寄存器是主要部分，用来存储数据的,  每个数据奇存器都是16位的,   一个数据奇存器可以存2个字节,  对于小的来说里面有DR1、DR2、一直到、DR10一共10个数据寄存器;    对于大容量和互联型里面有DR11~DR42的数据寄存器

        可以从PC13位置的TAMPERS脚引入一个检测信号器, 当TAMPER产生上升沿或者下降沿时, 清除BKP所有的内容，以保证安全-----对应简历中的第三条

        时钟输出,  可以把RTC的相关时钟,  从PC13位置的RTC引脚输出出去，供外部使用,  其中，输出校准时钟时,  再配合这个校准寄存器，可以对RTC的误差进行校准

三: RTC

1:简历

        RTC（Real Time Clock）实时时钟

        RTC是一个独立的定时器，可为系统提供时钟和日历的功能 RTC和时钟配置系统处于后备区域，系统复位时数据不清零，VDD（2.0~3.6V）断电后可借助VBAT（1.8~3.6V）供电继续走时

        32位的可编程计数器，可对应Unix时间戳的秒计数器

        20位的可编程预分频器，可适配不同频率的输入时钟

        可选择三种RTC时钟源：     

                HSE时钟除以128（通常为8MHz/128）     

                LSE振荡器时钟（通常为32.768KHz）     

                LSI振荡器时钟（40KHz）

2: 框图

3:RTC基本结构

        3个时钟，选择一个当作RTCCLK,  之后RTCCLK先通过预分频器，对时钟进行分频.

        余数寄存器(DIV) : 是一个自减计数器，存储当前的计数值.

        重装寄存器 : 是计数目标，决定分频值, 分频之后，得到1Hz的秒计数信号,  通向32位计数器一秒自增一次

        3个信号可以触发中断,  分别是秒信号、计数器溢出信号和闹钟信号,  三个信号先通过中断输出控制,  三个信号先通过中断输出控制,  使能的中断才能通向NVIC

4:RTC操作注意

        执行以下操作将使能对BKP和RTC的访问：   

                 设置RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN，使能PWR和BKP时钟     

                设置PWR_CR的DBP，使能对BKP和RTC的访问

        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

        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--------其实这个操作在库函数中, 每个写奇存器的函数,  它都自动帮我们加上了这个操作, 所以我们就不用再单独调用代码，进入配置模式了

        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

四:案例

A:读写备份寄存器

1:连接图

2: 步骤

  1: 设置RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN，使能PWR和BKP时钟     

  2: 设置PWR_CR的DBP，使能对BKP和RTC的访问

 3: 代码 

简单的实现BKP的功能 

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Key.h"void Key_Init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_11;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}uint8_t Key_GetNum(void)
{uint8_t KeyNum = 0;if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0){Delay_ms(20);while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0);Delay_ms(20);KeyNum = 1;}if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0){Delay_ms(20);while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0);Delay_ms(20);KeyNum = 2;}return KeyNum;
}/*执行以下操作将使能对BKP和RTC的访问：     1: 设置RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN，使能PWR和BKP时钟     2: 设置PWR_CR的DBP，使能对BKP和RTC的访问*/
uint16_t ArrayWrite[]={0x1234,0x5678};
uint16_t ArrayRead[2];
uint16_t KeyNum;
int main(void)
{	Key_Init();OLED_Init();//1: 设置RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN，使能PWR和BKP时钟     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP,ENABLE);//2: 设置PWR_CR的DBP，使能对BKP和RTC的访问PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);OLED_ShowString(1,1,"W:");OLED_ShowString(3,1,"R:");while (1){KeyNum=Key_GetNum();if (KeyNum==1){ArrayWrite[0]++;ArrayWrite[1]++;BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1,ArrayWrite[0]);BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR2,ArrayWrite[1]);OLED_ShowHexNum(1,3,ArrayWrite[0],4);OLED_ShowHexNum(1,8,ArrayWrite[1],4);}ArrayRead[0]=BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1);ArrayRead[1]=BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR2);OLED_ShowHexNum(3,3,ArrayRead[0],4);OLED_ShowHexNum(3,8,ArrayRead[1],4);}}

 执行以下操作将使能对BKP和RTC的访问：     

        1: 设置RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN，使能PWR和BKP时钟     

        2: 设置PWR_CR的DBP，使能对BKP和RTC的访问

B:实时时钟

1:连接图

2:函数介绍 

在stm32f10x_rcc.h的文件中-----时钟相关的函数

void RCC_LSEConfig(uint8_t RCC_LSE);

void RCC_LSICmd(FunctionalState NewState);

void RCC_RTCCLKConfig(uint32_t RCC_RTCCLKSource);
 

void RCC_RTCCLKCmd(FunctionalState NewState)

RCC_LSEConfig : 配置外部低速时钟(LSE)

RCC_LSICmd : 配置内部低速时钟(LSI)

RCC_RTCCLKConfig: 这个函数用来选择RTCCLK的时钟源 ,  实际上就是配置PPT的数据选择器

RCC_RTCCLKCmd : 使能--开启或者关闭RTC时钟

时钟在选择完毕后 , 需要获取标志位,等待标志完成后在操作

	RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);//选择外部低速时钟while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY)==RESET);//LSE准备ok了

在stm32f10x_rcc.h的文件中-----获取标志位函数

FlagStatus RCC_GetFlagStatus(uint8_t RCC_FLAG);

在stm32f10x_rtc.h的文件中-----进入RTC配置模式

void RTC_EnterConfigMode(void)

 这个函数作用: 置CRL的CNF为1，进入配置模式

        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

在stm32f10x_rtc.h的文件中-----退出RTC配置模式

void RTC_ExitConfigMode(void)

作用 : 就是把CNF位清零 

在stm32f10x_rtc.h的文件中-----CNT计数器相关

uint32_t RTC_GetCounter(void)
 

void RTC_SetCounter(uint32_t CounterValue)

RTC_GetCounter :  获取RTC计数器值

RTC_SetCounter :  写入CNT的值

在stm32f10x_rtc.h的文件中-----预分频器

void RTC_SetPrescaler(uint32_t PrescalerValue)

 RTC_SetPrescaler : 写入预分频器的值----这个值会写入到预分频器的PRL重装寄存器中,  用来配置预分频器的分频系数

在stm32f10x_rtc.h的文件中-----写入闹钟的值

void RTC_SetAlarm(uint32_t AlarmValue)

在stm32f10x_rtc.h的文件中-----读取预分频器中的DIV余数寄存器

 uint32_t  RTC_GetDivider(void);

余数奇存器是一个自减计数器 ,  获取余数奇存器的值，一般是为了得到更细致的时间

在stm32f10x_rtc.h的文件中-----等待完成操作

void RTC_WaitForLastTask(void);

void RTC_WaitForSynchro(void);

RTC_WaitForLastTask : 等待上次操作完成 

        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

 RTC_WaitForSynchro :  等待同步----清除RSF标志位，然后循环，直到RSF为1

        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

3:代码

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "MYRTC.h"uint16_t MyRTC_Time[] = {2023, 1, 1, 23, 59, 55};
void MYRTC_init(void)
{RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP,ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);if(BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1)!=0xA5A5){//LSE的频率是32.768KHz，也就是32768HzRCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);//选择外部低速时钟while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY)==RESET);//LSE准备ok了RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);//配置RTC时钟RTCCLKRCC_RTCCLKCmd(ENABLE);//开启RTC时钟RTC_WaitForLastTask();//等待上次操作完成 RTC_WaitForSynchro();//等待同步时钟//写预分频器RTC_SetPrescaler(32768-1);RTC_WaitForLastTask();RTC_SetCounter(1672588795); //写入CNTRTC_WaitForLastTask();BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1,0xA5A5);}else{RTC_WaitForLastTask();//等待上次操作完成 RTC_WaitForSynchro();//等待同步时钟}}void MYRTC_Settime(void)
{//内部的定义typedef unsigned int time_t; /* date/time in unix secs past 1-Jan-70 */	time_t time_cnt;struct tm time_date;time_date.tm_year = MyRTC_Time[0] - 1900;time_date.tm_mon = MyRTC_Time[1] - 1;time_date.tm_mday = MyRTC_Time[2];time_date.tm_hour = MyRTC_Time[3];time_date.tm_min = MyRTC_Time[4];time_date.tm_sec = MyRTC_Time[5];//默认是伦敦时间,  转化为北京的东八区的时间time_cnt=mktime(&time_date)-8*60*60; //mktimer日期类型的时间数据类型--转化为--秒计数器数据类型RTC_SetCounter(time_cnt);//写入CNT计数器RTC_WaitForLastTask();}void MyRTC_ReadTime(void)
{time_t time_cnt;struct tm time_date;time_cnt = RTC_GetCounter() + 8 * 60 * 60;time_date = *localtime(&time_cnt);  //秒计数器数据类型--转化为---日期类型的时间数据类型MyRTC_Time[0] = time_date.tm_year + 1900;MyRTC_Time[1] = time_date.tm_mon + 1;MyRTC_Time[2] = time_date.tm_mday;MyRTC_Time[3] = time_date.tm_hour;MyRTC_Time[4] = time_date.tm_min;MyRTC_Time[5] = time_date.tm_sec;
}int main(void)
{OLED_Init();MYRTC_init();OLED_ShowString(1, 1, "Date:XXXX-XX-XX");OLED_ShowString(2, 1, "Time:XX:XX:XX");OLED_ShowString(3, 1, "CNT :");OLED_ShowString(4, 1, "DIV :");while (1){MyRTC_ReadTime();OLED_ShowNum(1, 6, MyRTC_Time[0], 4);OLED_ShowNum(1, 11, MyRTC_Time[1], 2);OLED_ShowNum(1, 14, MyRTC_Time[2], 2);OLED_ShowNum(2, 6, MyRTC_Time[3], 2);OLED_ShowNum(2, 9, MyRTC_Time[4], 2);OLED_ShowNum(2, 12, MyRTC_Time[5], 2);OLED_ShowNum(3, 6, RTC_GetCounter(), 10);OLED_ShowNum(4, 6, RTC_GetDivider(), 10);}
}