（stm32f103学习总结）—RTC独立定时器—实时时钟实验

一、STM32F1 RTC介绍

1.1 RTC简介

　　STM32 的实时时钟（ RTC）是一个独立的定时器。 STM32 的 RTC 模 块拥有一组连续计数的计数器，在相应软件配置下，可提供时钟日历的 功能。修改计数器的值可以重新设置系统当前的时间和日期。 RTC模块和时钟配置是在后备区域，无论器件状态如何（运行模式、 低功耗模式或处于复位状态），只要保证后备区域供电正常，RTC便不会 停止工作，所以通常会在后备区域供电端加一个纽扣电池，即使主电源 停止供电，后备电源也会启动供电，从而保证RTC时钟不停的运行，只有 当主电源和后备纽扣电池都没有电的时，RTC才停止工作。 从 RTC 的定时器特性来说，它是一个 32 位的计数器，只能向上计 数。它的时钟来源有三种，分别为高速外部时钟的 128 分频（ HSE/128 ）、 低速内部时钟 LSI 以及低速外部时钟 LSE。

1.2电源

电池备份区域

使用电池或其他电源连接到VBAT脚上，当VDD断电时，可以保存备份寄存器的内容和维持RTC的

功能。

VBAT脚也为RTC、LSE振荡器和PC13至PC15供电，这保证当主要电源被切断时RTC能继续工作。切换到VBAT供电由复位模块中的掉电复位功能控制。

如果应用中没有使用外部电池，VBAT必须连接到VDD引脚上。

 

1.3备份寄存器(BKP)简介

　　备份寄存器是42个16位的寄存器，可用来存储84个字节的用户应用程序数据。他们处在备份域里，当VDD电源被切断，他们仍然由VBAT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。

此外，BKP控制寄存器用来管理侵入检测和RTC校准功能。

复位后，对备份寄存器和RTC的访问被禁止，并且备份域被保护以防止可能存在的意外的写操作。执行以下操作可以使能对备份寄存器和RTC的访问。

　　● 通过设置寄存器RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN位来打开电源和后备接口的时钟

　　● 电源控制寄存器(PWR_CR)的DBP位来使能对后备寄存器和RTC的访问。

 

1.4实时时钟(RTC)

RTC简介

　　实时时钟是一个独立的定时器。RTC模块拥有一组连续计数的计数器，在相应软件配置下，可提供时钟日历的功能。修改计数器的值可以重新设置系统当前的时间和日期。

　　RTC模块和时钟配置系统(RCC_BDCR寄存器)处于后备区域，即在系统复位或从待机模式唤醒后，RTC的设置和时间维持不变。

　　系统复位后，对后备寄存器和RTC的访问被禁止，这是为了防止对后备区域(BKP)的意外写操作。执行以下操作将使能对后备寄存器和RTC的访问：（BKP中也提到过）

　　● 设置寄存器RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN位，使能电源和后备接口时钟

　　● 设置寄存器PWR_CR的DBP位，使能对后备寄存器和RTC的访问。 

 

二、功能描述

1、概述

　　RTC由两个主要部分组成(参见下图)。第一部分(APB1接口)用来和APB1总线相连。此单元还包含一组16位寄存器，可通过APB1总线对其进行读写操作(参见16.4节)。APB1接口由APB1总线时钟驱动，用来与APB1总线接口。

　　另一部分(RTC核心)由一组可编程计数器组成，分成两个主要模块。

　　第一个模块是RTC的预分频模块，它可编程产生最长为1秒的RTC时间基准TR_CLK。RTC的预分频模块包含了一个20位的可编程分频器(RTC预分频器)。如果在RTC_CR寄存器中设置了相应的允许位，则在每个实时时钟(RTC)TR_CLK周期中RTC产生一个中断(秒中断)。

　　第二个模块是一个32位的可编程计数器，可被初始化为当前的系统时间。系统时间按TR_CLK周期累加并与存储在RTC_ALR寄存器中的可编程时间相比较，如果RTC_CR控制寄存器中设置了相应允许位，比较匹配时将产生一个闹钟中断。

2、复位过程

　　除了RTC_PRL、RTC_ALR、RTC_CNT和RTC_DIV寄存器外，所有的系统寄存器都由系统复位或电源复位进行异步复位。

　　RTC_PRL、RTC_ALR、RTC_CNT和RTC_DIV寄存器仅能通过备份域复位信号复位。

3、读RTC寄存器

RTC核完全独立于RTC APB1接口。

软件通过APB1接口访问RTC的预分频值、计数器值和闹钟值。但是，相关的可读寄存器只在与RTC与 APB1时钟进行重新同步的RTC时钟的上升沿被更新。RTC标志也是如此的。这意味着，如果APB1接口曾经被关闭，而读操作又是在刚刚重新开启APB1之后，则在第一次的内部寄存器更新之前，从APB1上读出的RTC寄存器数值可能被破坏了(通常读到0)。下述几种情况下能够发生这种情形：

● 发生系统复位或电源复位

● 系统刚从待机模式唤醒(参见第4.3节：低功耗模式)。

● 系统刚从停机模式唤醒(参见第4.3节：低功耗模式)。

所有以上情况中，APB1接口被禁止时(复位、无时钟或断电)RTC核仍保持运行状态。

因此，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’。

注：RTC的 APB1接口不受WFI和WFE等低功耗模式的影响。

4、写RTC寄存器

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。

另外，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。

三、STM32F1 RTC配置步骤

• 使能PWR和BKP时钟。调用函数：RCC_APB1PeriphClockCmd()；
• 使能后备寄存器访问。调用函数：PWR_BackupAccessCmd()；
• 配置RTC时钟源，使能RTC时钟。调用函数：RCC_RTCCLKConfig()；RCC_RTCCLKCmd()；
• 如果使用LSE，要打开LSE：RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON)；
• 设置RTC预分频系数。调用函数：RTC_SetPrescaler()；
• 设置时间。调用函数：RTC_SetCounter()；
• 开启相关中断（如果需要）。调用函数：RTC_ITConfig()；
• 编写中断服务函数。调用函数：RTC_IRQHandler()；
• 部分操作要等待写操作完成和同步。调用函数：RTC_WaitForLastTask()；RTC_WaitForSynchro()；

四、程序举例

编写RTC控制程序 本章所要实现的功能是：设置RTC时间日期初值，在RTC秒中断内使用 串口打印出RTC日期和时间，D1指示灯闪烁提示系统运行。

程序框架如下 ：

（1）初始化RTC，设置RTC时间日期初值 （2）开启RTC的秒中断，编写RTC中断函数, （3）在RTC中断内更新时间并打印输出 （4）编写主函数

 1 #ifndef _rtc_H
 2 #define _rtc_H
 3
 4 #include "system.h"
 5
 6
 7 u8 RTCx_Init(void);
 8 void RTC_GET(void);
 9
10 typedef struct
11 {
12     u8 hour;
13     u8 min;
14     u8 sec;
15 }_calender;
16
17 extern _calender  calender;
18
19
20
21 #endif

　　分析RTC_Init()函数：RTC初始化函数。

　　初始化时按照之前的RTC一般步骤进行配置，这里需要注意的是，为了区分是否是第一次执行RTC_Init()函数，必须判断后配寄存器中是否写如果某个值（向BKP_DR1寄存器写入0xA0A0，写入其他的数字也可以）如果写入不用再初始化。

　　为什么要区分是否执行过RTC_Init？

　　如果由于 断电/ 复位/唤醒等待 等因素，程序中断但RTC时钟以及后备寄存器区域还在执行；等恢复供电重新启动程序时，这不能再对RTC时钟进行初始化，否则一直初始化，那么RTC作为时钟就没什么实际作用。

1 if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA0A0//（从指定的后备寄存器中读出数据）判断是否初始化过
2 {
3         　　//第一次进行初始化（RTC_Init）
4 　　BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0XA0A0);    //向指定的后备寄存器中写入用户程序数据
5 }
6 else//（已经初始化过）系统继续计时
7 {
8    //不是第一次进行初始化（RTC_Init）
9 }

 代码44：使用外部低速晶振（LSE）时需要检查指定的RCC相应的标志位是否设置，等待低速晶振就绪。

 1 #include "rtc.h"
 2 #include "systick.h"
 3 #include "ustrt.h"
 4
 5
 6 _calender  calender;
 7
 8
 9 void RTC_NVIC_Config() //设置RTC中断优先级
10 {
11     NVIC_InitTypeDef    NVIC_InitStruct;
12
13     NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=RTC_IRQn;
14     NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;
15     NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=3;
16     NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE ;
17     NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
18
19 }
20
21 void RTC_GET() //获取 RTC 计数器的值并进行处理
22 {
23     u32 timedata;
24     timedata=RTC_GetCounter();
25     calender.hour=timedata/3600;
26     calender.min=timedata%3600/60;
27     calender.sec=timedata%3600%60;
28 }
29
30 //返回0：初始化失败
31 //返回1：初始化成功
32 u8 RTCx_Init()
33 {
34     u8 time;
35     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);
36     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);
37     PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
38
39
40     if(BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1)!=0xA0a0) //从指定的后备寄存器读数据）检查是不是第一次配置时钟
41     {
42         BKP_DeInit();    //将后备寄存器初始化
43         RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);     //将RCC_LSE时钟开启
44         while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY)==RESET && time<250) //检测LSE时钟是否开启
45         {
46             time++;
47             delay_ms(10);
48         }
49         if(time>=250)
50         {
51             return 1;
52         }
53         RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);     //配置RTC的时钟为LSE
54         RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);    //RTC时钟输入开启
55         RTC_WaitForLastTask();    //等待直到RTC寄存器上的上一次写操作完成。
56         RTC_WaitForSynchro();    //等待，直到RTC寄存器(RTC_CNT、RTC_ALR和RTC_PRL)与RTC APB时钟同步。
57         RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE);
58         RTC_WaitForLastTask();  //等待直到RTC寄存器上的上一次写操作完成。
59         RTC_EnterConfigMode();    // 允许配置
60         RTC_SetPrescaler(32767); //设置 RTC 预分频的值
61         RTC_WaitForLastTask();   //等待直到RTC寄存器上的上一次写操作完成。
62         RTC_SetCounter(0x1111);     //设置 RTC 计数器的值 初始化时间17：34：55
63         RTC_ExitConfigMode();    //退出 RTC 配置模式
64         BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1,0xA0a0);    //向指定的后备寄存器中写入用户程序数据
65
66     }
67     else //（系统之前已经进行过相应初始化）系统继续计时
68     {
69         RTC_WaitForLastTask();    //等待直到RTC寄存器上的上一次写操作完成。
70         RTC_WaitForSynchro();    //等待，直到RTC寄存器(RTC_CNT、RTC_ALR和RTC_PRL)与RTC APB时钟同步。
71         RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE);    //使能或者失能指定的 RTC 中断
72     }
73
74     RTC_NVIC_Config(); //RCT中断优先级别设置
75     RTC_GET(); //获取 RTC 计数器的值
76     return 0;
77 }
78
79 void RTC_IRQHandler(void) //RTC中断函数
80 {
81     if(RTC_GetITStatus(RTC_IT_SEC)!=0) //检查指定的 RTC 中断发生与否（秒中断）
82     {
83         RTC_GET();
84         printf("RTC_Time:%d:%d:%d\r\n",calender.hour,calender.min,calender.sec);
85     }
86     RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_SEC); //清除 RTC 的中断待处理位
87 }

 

 1 #include "system.h"
 2 #include "led.h"
 3 #include "systick.h"
 4 #include "ustrt.h"
 5 #include "rtc.h"
 6
 7 int main()
 8 {
 9     u8 i=0;
10
11
12     SysTick_Init(72);
13     NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
14     LED_Init();
15     ustrt_Init(9600);
16     RTCx_Init();
17
18     while(1)
19     {
20
21         i++;
22         if(i%20==0)
23         {
24             led1=!led1;
25         }
26         delay_ms(10);
27     }
28 }