二十八、RTC 实时时钟实验
RTC 的配置流程
- 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。
- 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。
- 开启 RTC 外设：就是开启 RTC 的时钟，等待它配置完成。
- 配置日历时间：包括年月日周时分秒。
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 PMU 电源管理时钟的控制下的。需要先开启 PMU 的时钟，再使能备份域中寄存器的写访问。
c
//使能电源管理时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);//使能备份寄存器操作1
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设置时钟来源
RTC 的时钟来源有三种，内部 IRC32K 低速时钟、外部低速时钟 32.768KHz 和外部高速时钟 2~31MHz。
- 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；
- 如果使用外部高速时钟，则在 VBAT 接入有后备电池的情况下，可以让 RTC 在 VDD 断电的情况下继续跑时，但是使用外部高速时钟会有较高的功耗；
- 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)。
c
// 打开外部振荡器 32.768 KHz
// 注意：青春版没有贴低速晶振，如果是青春版使用低速晶振会直接卡死，所以青春版需要更换时钟源。
RCC_LSICmd(ENABLE); // 青春版本使用这个
// RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON); // 打开外部低速晶振
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSI); // 低配版使用
// RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE); // 高配版本使用1
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开启 RTC 外设
RCC_RTCCLKCmd``() 函数用于启用 RTC 模块的时钟。RTC 模块是一个独立的实时时钟模块外设，它可以提供高精度的时间计数和时钟功能。通过启用 RTC 时钟，我们可以激活 RTC 模块并使用它的功能。接下来，RTC_WaitForSynchro() 函数是等待 RTC 寄存器更新同步的一个过程。在配置 RTC 之前，一般需要等待 RTC 寄存器更新的同步。这是因为 RTC 设置只有在寄存器更新期间才能生效。通过等待 RTC 寄存器更新同步，我们确保前一个 RTC 操作的设置已经完成并生效。
c
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE); // 使能RTC时钟
RTC_WaitForSynchro();1
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配置日历时间
结构体 RTC_TimeTypeDef 和 RTC_DateTypeDef 可以一步到位的配置 RTC 外设的日历时间，相关参数如下：
配置完成之后，通过调用 RTC_SetTime 和 RTC_SetDate 函数将配置的参数设置到 RTC 外设寄存器中。需要注意的是传入的参数必须按照 BCD 码的格式传入，例如要设置时间为 2024 年 03 月 11 日周一 18:10:01。则传入的参数如下：
RtcTimeConfig(24,3,11,1,18,10,1, RTC_H12_AM);
c
/***********************************
* 函数名 ：RtcTimeConfig
* 函数功能：设置日期时间
* @defgroup RTC_AM_PM_Definitions
*
* #define RTC_H12_AM ((uint8_t)0x00)
* #define RTC_H12_PM ((uint8_t)0x40)
***********************************/
void RtcTimeConfig(uint8_t year, uint8_t month, uint8_t date, uint8_t week, \
uint8_t hour, uint8_t minute, uint8_t second, uint8_t RTC_H12)
{
RTC_WriteProtectionCmd(DISABLE); // 打开写保护
RTC_InitTypeDef RTC_InitStructure;
RTC_EnterInitMode(); // 使能RTC编辑模式
RTC_InitStructure.RTC_HourFormat = RTC_HourFormat_24; // 设置为24小时制
RTC_InitStructure.RTC_AsynchPrediv = 0x7F;
RTC_InitStructure.RTC_SynchPrediv = 0xFF;
RTC_Init(&RTC_InitStructure);
// 时间设定
RTC_TimeTypeDef RTC_TimeStructure;
RTC_TimeStructure.RTC_Seconds = second;
RTC_TimeStructure.RTC_Minutes = minute;
RTC_TimeStructure.RTC_Hours = hour;
RTC_TimeStructure.RTC_H12 = RTC_H12;
RTC_SetTime(RTC_Format_BIN,&RTC_TimeStructure);
// 日期设定
RTC_DateTypeDef RTC_DateStructure;
RTC_DateStructure.RTC_Date = date;
RTC_DateStructure.RTC_Month = month;
RTC_DateStructure.RTC_WeekDay= week;
RTC_DateStructure.RTC_Year = year;
RTC_SetDate(RTC_Format_BIN,&RTC_DateStructure);
RTC_ExitInitMode(); // 关闭RTC编辑模式
RTC_WriteBackupRegister(RTC_BKP_DR0,0x2002);//初始化完成，设置标志
RTC_WriteProtectionCmd(ENABLE);
}1
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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。
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void RtcShowTime(void)
{
// 时间结构体
RTC_TimeTypeDef RTC_TimeStructure;
// 日期结构体
RTC_DateTypeDef RTC_DateStructure;
// 获取RTC日期
RTC_GetTime(RTC_Format_BIN, &RTC_TimeStructure);
// 获取RTC时间
RTC_GetDate(RTC_Format_BIN, &RTC_DateStructure);
//将获取到的RTC时间BIN二进制再通过串口输出
printf("Current time: %d:%d:%d ", \
RTC_TimeStructure.RTC_Hours,
RTC_TimeStructure.RTC_Minutes,
RTC_TimeStructure.RTC_Seconds);
printf("%d-%d-%d\n\r", \
RTC_DateStructure.RTC_Year,
RTC_DateStructure.RTC_Month,
RTC_DateStructure.RTC_Date);
}1
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RTC 完整代码
rtc.c
cpp
/*
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Change Logs:
* Date Author Notes
* 2024-03-11 LCKFB-LP first version
*/
#include "rtc.h"
#include "bsp_uart.h"
#include "stdio.h"
void bsp_rtc_init(void)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);//使能备份寄存器操作
RCC_LSICmd(ENABLE); // 打开外部低速晶振
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSI);
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE); // 使能RTC时钟
RTC_WaitForSynchro();
if(RTC_ReadBackupRegister(RTC_BKP_DR0) != 0x2002) //一个变量，看看RTC初始化没
{
printf("Set Time and Date.....\r\n");
RtcTimeConfig(24,3,11,1,18,10,1, RTC_H12_AM);
printf("Set End!!\r\n");
}
PWR_BackupAccessCmd(DISABLE); // 关闭备份寄存器
}
/***********************************
* 函数名 ：RtcTimeConfig
* 函数功能：设置日期时间
* @defgroup RTC_AM_PM_Definitions
*
* #define RTC_H12_AM ((uint8_t)0x00)
* #define RTC_H12_PM ((uint8_t)0x40)
***********************************/
void RtcTimeConfig(uint8_t year, uint8_t month, uint8_t date, uint8_t week, \
uint8_t hour, uint8_t minute, uint8_t second, uint8_t RTC_H12)
{
RTC_WriteProtectionCmd(DISABLE); // 打开写保护
RTC_InitTypeDef RTC_InitStructure;
RTC_EnterInitMode(); // 使能RTC编辑模式
RTC_InitStructure.RTC_HourFormat = RTC_HourFormat_24; // 设置为24小时制
RTC_InitStructure.RTC_AsynchPrediv = 0x7F;
RTC_InitStructure.RTC_SynchPrediv = 0xFF;
RTC_Init(&RTC_InitStructure);
// 时间设定
RTC_TimeTypeDef RTC_TimeStructure;
RTC_TimeStructure.RTC_Seconds = second;
RTC_TimeStructure.RTC_Minutes = minute;
RTC_TimeStructure.RTC_Hours = hour;
RTC_TimeStructure.RTC_H12 = RTC_H12;
RTC_SetTime(RTC_Format_BIN,&RTC_TimeStructure);
// 日期设定
RTC_DateTypeDef RTC_DateStructure;
RTC_DateStructure.RTC_Date = date;
RTC_DateStructure.RTC_Month = month;
RTC_DateStructure.RTC_WeekDay= week;
RTC_DateStructure.RTC_Year = year;
RTC_SetDate(RTC_Format_BIN,&RTC_DateStructure);
RTC_ExitInitMode(); // 关闭RTC编辑模式
RTC_WriteBackupRegister(RTC_BKP_DR0,0x2002);//初始化完成，设置标志
RTC_WriteProtectionCmd(ENABLE);
}
/**********************************************************
* 函 数 名 称：BcdToDecimal
* 函 数 功 能：BCD转10进制
* 传 入 参 数：bcd = BCD码
* 函 数 返 回：转换完成的10进制
* 作 者：LCKFB
* 备 注：无
**********************************************************/
int BcdToDecimal(int bcd)
{
int decimal = 0;
int temp = 1;
int number = 0;
if( bcd >= 0x0A ) // 如果大于或等于10
{
while(bcd > 0)
{
number = bcd % 16;
decimal += number * temp;
temp *= 10;
bcd /= 16;
}
return decimal;
}
return bcd;
}
void RtcShowTime(void)
{
// 时间结构体
RTC_TimeTypeDef RTC_TimeStructure;
// 日期结构体
RTC_DateTypeDef RTC_DateStructure;
// 获取RTC日期
RTC_GetTime(RTC_Format_BIN, &RTC_TimeStructure);
// 获取RTC时间
RTC_GetDate(RTC_Format_BIN, &RTC_DateStructure);
//将获取到的RTC时间BIN二进制再通过串口输出
printf("Current time: %d:%d:%d ", \
RTC_TimeStructure.RTC_Hours,
RTC_TimeStructure.RTC_Minutes,
RTC_TimeStructure.RTC_Seconds);
printf("%d-%d-%d\n\r", \
RTC_DateStructure.RTC_Year,
RTC_DateStructure.RTC_Month,
RTC_DateStructure.RTC_Date);
}1
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rtc.h
cpp
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*/
#ifndef __RTC_H__
#define __RTC_H__
#include "stm32f4xx.h"
void bsp_rtc_init(void);
void RtcShowTime(void);
void RtcTimeConfig(uint8_t year, uint8_t month, uint8_t date, uint8_t week, \
uint8_t hour, uint8_t minute, uint8_t second, uint8_t RTC_H12);
#endif1
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实验验证
在 main.c 中编写如下：
cpp
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* Date Author Notes
* 2024-03-11 LCKFB-LP first version
*/
#include "board.h"
#include "bsp_uart.h"
#include <stdio.h>
#include "rtc.h"
int main(void)
{
board_init();
uart1_init(115200U);
printf("RTC Init Start.....\r\n");
bsp_rtc_init(); // RTC 初始化
printf("RTC Init Successful!!\r\n");
while(1)
{
//获取RTC时间并通过串口输出
RtcShowTime();
delay_ms(1000);
}
}1
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实验现象：
进行了 9 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。
这一章节的代码
在开发板介绍百度网盘链接中：立创·梁山派·天空星STM32F407VET6开发板资料/第03章软件资料/代码例程/015RTC时钟实验(可做掉电实验)。