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外观

二十八、RTC实时时钟实验 ​

WARNING

📌 注意：高低配版都没有贴电池座，需要自行焊接电池座并加入电池才能做掉电实验。

RTC的配置流程 ​

  1. 解锁备份域的写保护 。我们RTC的核心寄存器是在备份域里的，要对备份域进行操作需要解除写保护。所以上电复位后的第一步是解锁备份域的写保护。
  2. 设置时钟来源 。本案例的RTC时钟来源是使用外部低速时钟晶振32.768Khz提供的，所以我们在配置RTC的时钟时，需要选择开启外部低速时钟使能，选择它成为RTC的时钟来源。
  3. 开启RTC外设 。就是开启RTC的时钟，等待它配置完成。
  4. 配置日历时间 。包括年月日周时分秒。

1. 宏定义 ​

c
// 核查码
#define BACKUP_DATA 0x77

// 备份寄存器地址范围： 96~127
#define RTC_BACKUP_REG_START (96U)
#define RTC_BACKUP_DATA_SIZE (32U)

// 备份寄存器读取的地址
#define RTC_BACKUP_CHECK_ADDR RTC_BACKUP_REG_START
  • BACKUP_DATA : 定义了一个核查码，其数值为 0x77 。核查码用于检查RTC是否已经进行过配置。
  • RTC_BACKUP_REG_START : 定义了备份寄存器的起始地址，其数值为 96U 。RTC的备份寄存器通常用于存储一些用户自定义的配置信息。
  • RTC_BACKUP_DATA_SIZE : 定义了备份寄存器的数据大小，其数值为 32U 。这个值指示了备份寄存器可存储的数据的字节数。
  • RTC_BACKUP_CHECK_ADDR : 定义了用于检查核查码的备份寄存器地址，其值与 RTC_BACKUP_REG_START 相同，即 96U 。这个地址用于存储核查码，以便在初始化RTC时检查是否已经进行过配置。

2. 解除写保护 ​

RTC的核心寄存器是在备份域里的，而备份域是归属于PWC电源管理时钟的控制下的。

c
// 关闭所有外设的写保护
LL_PERIPH_WE(LL_PERIPH_ALL);

// 检查备份寄存器中的配置是否已存在
uint8_t ret = rtc_check_backupReg();
if(ret == 0)
{
// 如果已经存在配置，则直接返回
return;
}
  • 使用LL_PERIPH_WE(LL_PERIPH_ALL)关闭了所有外设的写保护，这允许对外设进行配置和写入操作。
  • 调用rtc_check_backupReg()函数检查备份寄存器中的配置是否已存在。该函数的返回值存储在变量ret中。
  • 如果ret等于0，表示已经存在配置，则直接返回，不再执行后续的RTC初始化过程。
c
   >  rtc_check_backupReg具体实现：
    // 检查备份寄存器中的核查码
    uint8_t rtc_check_backupReg(void)
    {
    uint8_t Check_Data = PWC_BKR_Read(RTC_BACKUP_CHECK_ADDR);
            if(Check_Data == BACKUP_DATA)
            {
                    printf("RTC 已经配置过！\r\n");

                    return 0;
            }

            return 1;
    }

3. 设置时钟来源 ​

RTC的时钟来源有两种，内部IRC32K低速时钟和外部低速时钟32.768KHz。

  • 如果使用内部时钟，则在系统VDD断电的情况下，RTC的时钟也跟着停止，导致RTC无法跑时；
  • 如果使用外部低速时钟，则可以满足断电跑时，并且功耗较低； 本案例的时钟来源选择使用外部低速时钟晶振32.768Khz提供，我们立创·梁山派天空星开发板上也板载了外部低速时钟32.768Khz(自己贴的)。

WARNING

📌 注意：青春版没有贴外部低速晶振，如果是青春版使用外部低速晶振会直接卡死，所以青春版需要更换时钟源。

c
    /_ 停止 RTC _/
    RTC_Cmd(DISABLE);

// 初始化 RTC 结构体
stc_rtc_init_t stcRtcInit;
(void)RTC_StructInit(&stcRtcInit);

// 配置 RTC 结构体
stcRtcInit.u8ClockSrc = RTC_CLK_SRC_LRC; // 时钟源为内部LRC
stcRtcInit.u8HourFormat = RTC_HOUR_FMT_24H; // 24 小时格式
stcRtcInit.u8IntPeriod = RTC_INT_PERIOD_PER_SEC; // 定时周期为每秒
(void)RTC_Init(&stcRtcInit);

配置之前要将RTC停止

  1. 使用RTC_Cmd(DISABLE)停止RTC，确保在重新初始化之前先停止RTC的运行。
  2. 声明了一个stc_rtc_init_t类型的结构体变量stcRtcInit，并使用RTC_StructInit(&stcRtcInit)对其进行初始化，将结构体的所有成员都设置为默认值。
  3. 对stcRtcInit结构体进行了配置，设置了RTC的各项参数：
  • 时钟源选择为低速晶振（RTC_CLK_SRC_LRC）。
  • 小时格式选择为24小时制（RTC_HOUR_FMT_24H）。
  • 定时周期设置为每秒（RTC_INT_PERIOD_PER_SEC）。
  1. 使用RTC_Init(&stcRtcInit)对RTC进行初始化，将配置好的结构体参数应用到RTC中，使得RTC按照设定的参数进行工作。

4. 配置日历时间 ​

结构体 stc_rtc_date_t和 stc_rtc_time_t 可以一步到位的配置RTC外设的日历时间，相关参数如下：

  • u8Year : 指定RTC的年份，取值范围为0到99。
  • u8Month : 指定RTC的月份，使用十进制表示，取值范围为1到12。
  • u8Day : 指定RTC的日期，取值范围为1到31。
  • u8Weekday : 指定RTC的星期几，取值范围为0到6，分别代表星期日到星期六。
  • u8Hour : 指定RTC的小时数。如果选择了12小时制（RTC_HOUR_FMT_12H），取值范围为1到12；如果选择了24小时制（RTC_HOUR_FMT_24H），取值范围为0到23。
  • u8Minute : 指定RTC的分钟数，取值范围为0到59。
  • u8Second : 指定RTC的秒数，取值范围为0到59。
  • u8AmPm : 指定RTC的上午/下午时间（仅在12小时制模式下有效）。该参数可以是 RTC_Hour12_AM或RTC_Hour12_PM ，表示上午或下午。
    配置完成之后，通过调用 RTC_SetDate和 RTC_SetTime函数将配置的参数设置到RTC外设寄存器中。
c
    // RTC 日期配置函数
    void rtc_date_config(void)
    {
    stc_rtc_date_t stcRtcDate;
    stc_rtc_time_t stcRtcTime;

        // 往日期结构体内写入日期信息
        stcRtcDate.u8Year    = 24U; // 2024 年
        stcRtcDate.u8Month   = RTC_MONTH_APRIL; // 四月
        stcRtcDate.u8Day     = 11U; // 11 日
        stcRtcDate.u8Weekday = RTC_WEEKDAY_THURSDAY; // 星期四

        // 往时间结构体内写入时间信息
        stcRtcTime.u8Hour   = 21U; // 21 点
        stcRtcTime.u8Minute = 28U; // 28 分
        stcRtcTime.u8Second = 1U;  // 1 秒
        stcRtcTime.u8AmPm   = RTC_HOUR_24H; // 24 小时格式

        // 使用十进制格式更新日期
        if(LL_OK != RTC_SetDate(RTC_DATA_FMT_DEC, &stcRtcDate))
        {
            DDL_Printf("设置日期失败！\r\n");
        }

        // 使用十进制格式更新时间
        if(LL_OK != RTC_SetTime(RTC_DATA_FMT_DEC, &stcRtcTime))
        {
            DDL_Printf("设置时间失败！\r\n");
        }

    }

5. 开启RTC外设 ​

c
/_ 启动 RTC 计数 _/
RTC_Cmd(ENABLE);

/_ 写入核查码 _/
rtc_write_backupReg();

做掉电实验，则要调用rtc_write_backupReg函数，将校验码写入指定地址，每次上电之后读取该地址内的数据，如果数据是指定的校验码，则说明已经配置过了，不需要在配置RTC了。

rtc_write_backupReg代码的具体实现是：

c
// 写入核查码到备份寄存器
void rtc_write_backupReg(void)
{
printf("开始写入核查码！\r\n");

        PWC_BKR_Write(RTC_BACKUP_CHECK_ADDR, BACKUP_DATA);

}

6. 读取RTC时间 ​

通过函数 RTC_GetTime 和 RTC_GetDate 获取RTC寄存器中的时间信息。

c
uint8_t WeekDay[][] = {"星期日","星期一","星期二","星期三","星期四","星期五","星期六","错误!"};

// 根据传入的星期值返回对应的星期字符串
uint8_t \*RTC_DisplayWeekday(uint8_t u8Weekday)
{
switch (u8Weekday)
{
case RTC_WEEKDAY_SUNDAY:
return &(WeekDay[][]);

        case RTC_WEEKDAY_MONDAY:
            return &(WeekDay[][]);

        case RTC_WEEKDAY_TUESDAY:
            return &(WeekDay[][]);

        case RTC_WEEKDAY_WEDNESDAY:
            return &(WeekDay[][]);

        case RTC_WEEKDAY_THURSDAY:
            return &(WeekDay[][]);

        case RTC_WEEKDAY_FRIDAY:
            return &(WeekDay[][]);

        case RTC_WEEKDAY_SATURDAY:
            return &(WeekDay[][]);

        default:
            return &(WeekDay[][]);
    }

}

// 显示当前日期和时间
void RTC_ShowDateTime(void)
{
stc_rtc_date_t stcCurrentDate; // 日期结构体
stc_rtc_time_t stcCurrentTime; // 时间结构体

        // 获取当前日期
        RTC_GetDate(RTC_DATA_FMT_DEC, &stcCurrentDate);

        // 获取当前时间
        RTC_GetTime(RTC_DATA_FMT_DEC, &stcCurrentTime);

        printf("20%02d年%02d月%02d日 【%02d:%02d:%02d】 %s\r\n\n",
                                   stcCurrentDate.u8Year,
                                   stcCurrentDate.u8Month,
                                   stcCurrentDate.u8Day,
                                   stcCurrentTime.u8Hour,
                                   stcCurrentTime.u8Minute,
                                   stcCurrentTime.u8Second,
                                   RTC_DisplayWeekday(stcCurrentDate.u8Weekday));

}

7. RTC完整代码 ​

rtc.c

c
/*
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 * Date           Author       Notes
 * 2024-04-11     LCKFB-LP    first version
 */

#include "rtc.h"
#include "stdio.h"

uint8_t WeekDay[8][9] = {"星期日","星期一","星期二","星期三","星期四","星期五","星期六","错误!"};

// RTC 初始化函数
void rtc_init(void)
{
    // 关闭所有外设的写保护
        LL_PERIPH_WE(LL_PERIPH_ALL);

        // 检查备份寄存器中的配置是否已存在
        uint8_t ret = rtc_check_backupReg();
        if(ret == 0)
        {
                // 如果已经存在配置，则直接返回
                return;
        }

        // 重启 VBAT
    PWC_VBAT_Reset();

        // 尝试重置 RTC 计数器
        if(LL_ERR_TIMEOUT == RTC_DeInit())
        {
        printf("重置 RTC 失败！\r\n");

                return;
    }

        /* 停止 RTC */
        RTC_Cmd(DISABLE);

        // 初始化 RTC 结构体
        stc_rtc_init_t stcRtcInit;
        (void)RTC_StructInit(&stcRtcInit);

        // 配置 RTC 结构体
        stcRtcInit.u8ClockSrc   = RTC_CLK_SRC_LRC; // 时钟源为内部LRC
        stcRtcInit.u8HourFormat = RTC_HOUR_FMT_24H; // 24 小时格式
        stcRtcInit.u8IntPeriod  = RTC_INT_PERIOD_PER_SEC; // 定时周期为每秒
        (void)RTC_Init(&stcRtcInit);

        /* 更新日期和时间 */
        rtc_date_config();

        /* 启动 RTC 计数 */
        RTC_Cmd(ENABLE);

        /* 写入核查码 */
        rtc_write_backupReg();
}

// RTC 日期配置函数
void rtc_date_config(void)
{
    stc_rtc_date_t stcRtcDate;
    stc_rtc_time_t stcRtcTime;

    // 往日期结构体内写入日期信息
    stcRtcDate.u8Year    = 24U; // 2024 年
    stcRtcDate.u8Month   = RTC_MONTH_APRIL; // 四月
    stcRtcDate.u8Day     = 11U; // 11 日
    stcRtcDate.u8Weekday = RTC_WEEKDAY_THURSDAY; // 星期四

    // 往时间结构体内写入时间信息
    stcRtcTime.u8Hour   = 21U; // 21 点
    stcRtcTime.u8Minute = 28U; // 28 分
    stcRtcTime.u8Second = 1U;  // 1 秒
    stcRtcTime.u8AmPm   = RTC_HOUR_24H; // 24 小时格式

        // 使用十进制格式更新日期
    if (LL_OK != RTC_SetDate(RTC_DATA_FMT_DEC, &stcRtcDate))
        {
        DDL_Printf("设置日期失败！\r\n");
    }

        // 使用十进制格式更新时间
    if (LL_OK != RTC_SetTime(RTC_DATA_FMT_DEC, &stcRtcTime))
        {
        DDL_Printf("设置时间失败！\r\n");
    }
}

// 写入核查码到备份寄存器
void rtc_write_backupReg(void)
{
        printf("开始写入核查码！\r\n");

        PWC_BKR_Write(RTC_BACKUP_CHECK_ADDR, BACKUP_DATA);
}

// 检查备份寄存器中的核查码
uint8_t rtc_check_backupReg(void)
{
        uint8_t Check_Data = PWC_BKR_Read(RTC_BACKUP_CHECK_ADDR);

        if(Check_Data == BACKUP_DATA)
        {
                printf("RTC 已经配置过！\r\n");

                return 0;
        }

        return 1;
}

// 根据传入的星期值返回对应的星期字符串
uint8_t *RTC_DisplayWeekday(uint8_t u8Weekday)
{
    switch (u8Weekday)
        {
        case RTC_WEEKDAY_SUNDAY:
            return &(WeekDay[0][0]);

        case RTC_WEEKDAY_MONDAY:
            return &(WeekDay[1][0]);

        case RTC_WEEKDAY_TUESDAY:
            return &(WeekDay[2][0]);

        case RTC_WEEKDAY_WEDNESDAY:
            return &(WeekDay[3][0]);

        case RTC_WEEKDAY_THURSDAY:
            return &(WeekDay[4][0]);

        case RTC_WEEKDAY_FRIDAY:
            return &(WeekDay[5][0]);

        case RTC_WEEKDAY_SATURDAY:
            return &(WeekDay[6][0]);

        default:
            return &(WeekDay[7][0]);
    }
}

// 显示当前日期和时间
void RTC_ShowDateTime(void)
{
        stc_rtc_date_t stcCurrentDate; // 日期结构体
    stc_rtc_time_t stcCurrentTime; // 时间结构体

        // 获取当前日期
        RTC_GetDate(RTC_DATA_FMT_DEC, &stcCurrentDate);

        // 获取当前时间
        RTC_GetTime(RTC_DATA_FMT_DEC, &stcCurrentTime);

        printf("20%02d年%02d月%02d日 【%02d:%02d:%02d】 %s\r\n\n",
                                        stcCurrentDate.u8Year,
                                        stcCurrentDate.u8Month,
                                        stcCurrentDate.u8Day,
                                        stcCurrentTime.u8Hour,
                                        stcCurrentTime.u8Minute,
                                        stcCurrentTime.u8Second,
                                        RTC_DisplayWeekday(stcCurrentDate.u8Weekday));
}

rtc.h

c
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 */

#ifndef __RTC_H__
#define __RTC_H__

#include "hc32_ll.h"

// 核查码
#define BACKUP_DATA                0x77

// 备份寄存器地址范围： 96~127
#define RTC_BACKUP_REG_START       (96U)
#define RTC_BACKUP_DATA_SIZE       (32U)

// 备份寄存器读取的地址
#define RTC_BACKUP_CHECK_ADDR      RTC_BACKUP_REG_START

void rtc_init(void);
void rtc_date_config(void);

void rtc_write_backupReg(void);
uint8_t rtc_check_backupReg(void);

uint8_t *RTC_DisplayWeekday(uint8_t u8Weekday);
void RTC_ShowDateTime(void);

#endif

8. 实验验证 ​

在main.c中编写如下：

c
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 * 2024-04-11     LCKFB-LP    first version
 */
#include "board.h"
#include "bsp_uart.h"
#include "stdio.h"
#include "rtc.h"

int32_t main(void)
{
    board_init();
    uart1_init(115200U);

    rtc_init();

    while(1)
    {
          RTC_ShowDateTime();

          delay_ms(1000);
    }
}

实验现象：

进行了12秒的断电实验，发现拔掉USB之后RTC依靠电池继续进行计时。

注意：进行掉电实验要在开发板背面焊接纽扣电池底座，然后选择合适的纽扣电池安装。

代码例程下载

📌 资料下载中心（点击跳转）

📌 关于这一章节的代码，在 【HC32F4A0PITB版本】百度网盘链接入门手册资料下载->第03章软件资料->代码例程->015RTC时钟实验(可做掉电实验)。