一、RTC简介# X) r2 \+ S7 C# I$ \
实时时钟的缩写是RTC(Real_Time Clock),核心是晶振,晶振频率一般为32768 Hz 。它为分频计数器提供精确的与低功耗的实基信号。它可以用于产生秒、分、时、日等信息。为了确保时钟长期的准确性,晶振必须正常工作,不能够受到干扰。RTC的晶振又分为:外部晶振和内置晶振。/ V2 F: q9 G3 o
% |- e4 I. c# l& R5 Q6 z RTC时间信息存储在后备寄存器(RTC_BKUP)中,在STM32中,通常采用一个32位计数器来计时,而不是用年月日时分秒的分组寄存器,因此在处理STM32的时间信息时(设置或读取),通常要求先处理时分秒时间,再处理年月日时间,以确保时间和日期值之间的一致性。3 m: u- P/ S% f# G6 \2 P" r* ?
' e' Z. v$ _9 s6 G; B8 _ RTC和后备寄存器一般不会被系统或电源复原源复位,当从待机模式唤醒时,也不会复位,但是要注意的是,停止供电会出现重置,数值恢复到初始设置,因此如果要保持长期有效,尤其是断电重启依然有效,需要配置独立供电电源。) c" `0 V) d0 N0 `- v: u; |, K1 K
. k8 N7 m9 |: j3 T) w% _) j: Q4 F
RTC时间是以振荡频率来计算的。故它本质上是一个计数器,只是通过换算呈现出日历时间信息。而一般的计数器都是16位的。又因为时间的准确性很重要,故震荡次数越低,时间的准确性越低。所以必定是个高次数。2^15 = 32768 ,而 32768 Hz = 2^15 即分频15次后为1Hz,周期 = 1s,因此RTC的时间基准是1秒。16位计数器最大值0XFFFFFFFF,按秒计算,能支持136年时长计算。
9 S! w/ Z% `& u e' v9 ^: u7 f' Z% t& ]* T- I
$ G! H$ x) [+ \7 V' c二、工程创建及配置; O6 k d/ `1 U0 m
本文采用STM32L496VGTx-ali开发板来实现,该开发板是没有给RTC独立供电的,因此断电后会出现时间重置,但功能模拟演示还是OK的。本文假设已经移植了前面工程,并实现了lpuart1串口通信与电脑端的调试输出以及按键、LED灯驱动
& j4 P2 D2 o' D6 h _6 ^1 j8 G& m( O0 n* [1 }
假设已经实现了lpuart1串口通信及按键、LED灯功能,现在双击.ioc打开cubeMX配置界面,开启RTC功能。数据格式支持二进制格式和BCD格式,在HAL中采用RTC_FORMAT_BIN(0x00000000u)和RTC_FORMAT_BCD(0x00000001u)标识。4 Y4 `. x5 X- x$ ]" i
7 y8 ?+ a* o# R6 r
! K& G6 }) B- ^6 c
& ?7 w. z5 C- S3 y. C+ ^3 f9 w, a
BCD(Binary Coded Decimal),即二-十进制编码,是用四位二进制码的 10 种组合表示十进制数0-9。这种编码至少需要用四位二进制码元,而四位二进制码元可以有16种组合。当用这些组合表示十进制数0-9时,有六种组合不用。
; Y1 Y2 a3 r8 u$ `3 L7 H/ z8 o7 L4 K+ z+ {" h
RTC功能开启后,时钟树视图可以关于RTC的选择器可以选择外部高速时钟、外部低速时钟、内部低速时钟,本文选择外部低速时钟(LSE)。
1 Y/ R: Q1 ?: i" l1 R
9 V! V$ m+ y. T+ _6 H! x
" D U& v5 v) b E
8 \. I8 I1 h t- V- N( U0 _
完成配置保存输出按钮(本文是为每个外设生成独立.h/.c源码),在生成的rtc.c文件中可以看到RTC初始化函数关于年月日、时分秒的设值和cubeMX上配置信息一致。
& z+ O" j9 s6 Q
) v( M3 v8 B0 r+ b# x& B 备注:如果在cubeMX配置界面没有选择数据格式,年日、时分秒默认是0X前缀的。" L& W0 c& }+ \( ?
0 l6 F. `# w \8 x% U
5 D8 \! V$ y/ B
3 A! e( G, X8 M1 p1 a8 l" W1 B 三、驱动代码设计实现, F* j6 T/ |1 v: m+ a* F
【1】在Core/Src/rtc.c文件中,调整RTC初始化函数,在RTC设置初始化时间、日期之前,加入后备寄存器的读取,判定是否已经进行过初始化,避免重复设置时间、日期而改写本该持续计数的RTC计数。
! \: f# S% k3 W4 k- void MX_RTC_Init(void)# S8 V0 r$ R ?+ W4 E4 S4 b
- {+ N3 J- U- i! n
-
& h% y- D/ ~9 C - /* USER CODE BEGIN RTC_Init 0 */6 s$ D$ h2 L0 i! c* ]; H5 _, T
- 7 W7 Y* U6 v, J; W2 N
- /* USER CODE END RTC_Init 0 */
! j2 M. ~+ l9 r4 S2 {! O( A - % U! [3 @4 Z# {5 r/ g2 f4 ~- z0 J
- RTC_TimeTypeDef sTime = {0};
, v9 t$ C: n3 @1 [8 E& I - RTC_DateTypeDef sDate = {0};
( p; x/ t6 [3 r v7 M -
5 x/ ~# i5 Y) A) z x - /* USER CODE BEGIN RTC_Init 1 */% U3 z8 S: F! v) y
- //新增8 S( v1 E7 e; i+ A
- __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();//使能电源时钟PWR
9 X8 z$ e0 M/ s$ [4 e - HAL_PWR_EnableBkUpAccess();//取消备份区域写保护) K5 `, a5 e1 T/ g
- /* USER CODE END RTC_Init 1 */+ t+ K9 g7 @( M. ^, q% T! T
-
9 u7 `' { r' F5 h - /** Initialize RTC Only: O" \- S- H( o7 Z5 K
- */# w, p# Q7 l) q1 d5 Z! W& q
- hrtc.Instance = RTC;! K- v$ `- v7 i6 t" ^
- hrtc.Init.HourFormat = RTC_HOURFORMAT_24;( l, I7 ^. S4 z5 }( `
- hrtc.Init.AsynchPrediv = 127;; k7 |, Z7 e+ u. g- c
- hrtc.Init.SynchPrediv = 255;
$ r3 l' R+ O3 N S! u - hrtc.Init.OutPut = RTC_OUTPUT_DISABLE;
# l5 b& b4 ~% k7 e8 a - hrtc.Init.OutPutRemap = RTC_OUTPUT_REMAP_NONE;8 S3 M$ {0 n$ C- ?: {2 C( m; h
- hrtc.Init.OutPutPolarity = RTC_OUTPUT_POLARITY_HIGH;. n# s; `9 ^) B. k
- hrtc.Init.OutPutType = RTC_OUTPUT_TYPE_OPENDRAIN; p# F$ V4 F3 I: A* d6 P+ P
- if (HAL_RTC_Init(&hrtc) != HAL_OK)6 ? ]2 P! ^/ K4 q- k& q+ H
- {/ _6 G6 G6 R0 c* I
- Error_Handler();
- g" w. m ?0 }4 T B7 `) G+ m; V - }
0 U* P! K8 R4 T$ K6 L% M - ) ?- l- K7 F' L& C* {
- /* USER CODE BEGIN Check_RTC_BKUP */- r6 R) T. E$ _
- //新增. a" k$ N' e2 S1 \
- if(HAL_RTCEx_BKUPRead(&hrtc,RTC_BKP_DR1)!=0X8888)//判断是否首次上电
# H4 t G4 U& Y- B( \ | - {
4 W: s/ x( |6 |8 ]9 L - HAL_RTCEx_BKUPWrite(&hrtc,RTC_BKP_DR1,0X8888); //标记数值(写入上电检查数值)
9 @" a- U6 G `6 p/ w2 E# B4 D - /* USER CODE END Check_RTC_BKUP */
/ B+ Y' g0 ~3 d4 H- G; i -
" j% W* J" C. \0 U$ w+ Y - /** Initialize RTC and set the Time and Date: A. z* p0 ^; V( `% Y
- */
" a U" N4 N* a4 J3 A - sTime.Hours = 12;
' I5 a9 } O) g% K - sTime.Minutes = 30;
4 e, `8 o* e8 ^+ Z6 T$ l# I6 W - sTime.Seconds = 30;
" C* g7 \/ D( H( \: u+ |, D - sTime.DayLightSaving = RTC_DAYLIGHTSAVING_NONE;
( Y8 p( i- P/ l! @ - sTime.StoreOperation = RTC_STOREOPERATION_RESET;, l V7 N5 J k
- if (HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
$ i4 `1 l/ M/ M7 l% I - {
2 {* D/ j: p6 [$ U5 _% R/ B7 I - Error_Handler();
7 g& _( v) J. ~5 P; L5 W, U' Z - }" Z1 }8 k" Y$ s% P# s
- sDate.WeekDay = RTC_WEEKDAY_TUESDAY;! a3 ~% [5 N: ^- z* B
- sDate.Month = RTC_MONTH_DECEMBER;3 l2 Q" |! i5 n
- sDate.Date = 20;
. w! V) K, W' Y+ \" A% G) P$ _ - sDate.Year = 22;+ T. c& m5 M& a% g- y. l/ B& K
-
; f$ @9 d3 _8 l; c - if (HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &sDate, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
3 x# R* Y' A8 O! q+ u5 c - {* f1 v8 } T9 [ K& L0 r
- Error_Handler();
1 u; b8 M+ T* L. K: \ e: c( e% O - }
% d5 h! v9 m. w# N3 @1 O7 E* m - /* USER CODE BEGIN RTC_Init 2 */& K+ @' `' P6 I0 Z
- //新增" H& a7 V2 y- k( Y
- // printf("手动初始化测试!\r\n");//显示初始化信息) d9 z% e/ B6 m# h; i' r7 o
- }
! {" O# l% n. z9 C3 @0 L+ k - /* USER CODE END RTC_Init 2 */& l; q) H1 t# x( Q$ H Q! u
-
0 b! x- {! H3 S+ f: J, k& |9 F - }
复制代码 & G$ @ K; P5 `. P+ F
在main.c文件中,加入按键、LED灯、串口外设驱动头文件,
8 D4 E/ W0 E- L1 V* c5 N- /* USER CODE BEGIN Includes */
5 d3 O, ?6 Y0 R! L - #include "../../ICore/key/key.h"
6 s' J e/ O, L3 v9 U# y - #include "../../ICore/led/led.h"
( u2 R; x z2 W6 F4 J - #include "../../ICore/print/print.h"7 ^0 x. m& K* n8 ` H1 q
- #include "../../ICore/usart/usart.h"/ p, z6 Q$ t- P; V! ^' n# u0 A
- /* USER CODE END Includes */
复制代码 + S2 `" v3 G: U5 E
在main函数中声明RTC日期、时间读取缓存变量。
8 \. e6 z8 |; u A- /* USER CODE BEGIN 1 */
% Y7 ]4 N+ T* j! o# \ - RTC_DateTypeDef RtcDate;
: T- e$ I. V6 v* _ - RTC_TimeTypeDef RtcTime;
& m4 Z6 N* P0 [. z. ] - uint8_t time_set = 0;//用户设置时间标记
2 c3 S8 ?1 k; Z - /* USER CODE END 1 */
复制代码 8 |8 }9 w J* B
在main函数中开启串口lpuart1的中断接收。
, Q9 Q7 C2 A' F7 u0 Q6 i1 M- L( f, Z- /* USER CODE BEGIN 2 */
; h' C6 C/ f, E2 U9 y9 v G% H- F - ResetPrintInit(&hlpuart1);
6 L) w$ ^2 D8 R; `3 I - HAL_UART_Receive_IT(&hlpuart1,(uint8_t *)&HLPUSART_NewData, 1); //再开启接收中断
( L" |- Z8 o6 R0 W7 k. s7 l$ v - HLPUSART_RX_STA = 0;
* [/ i5 ^, a1 N; c+ x0 g - printf("APP reset now!\r\n");
: \. E/ ^$ n3 ?! G7 g5 S% i - /* USER CODE END 2 */
复制代码
' j7 v- r7 i5 U: M 在main函数循环体中,实现按键KEY1获取RTC时间以及按键KEY2设置RCT时间,注意RTC设置时间、日期和RTC读取时间、日期时,数据格式保持一致,最好和CubeMX设置时一致,例如读取、写入RTC时间日期都采用RTC_FORMAT_BCD格式。
: \ `; }- o5 @- /* USER CODE BEGIN WHILE */
6 M+ n" n9 H6 j - while (1)) ^# ]5 A# w+ p: a7 i2 c, {0 ]% K
- {
6 q4 L+ H3 D# {$ u9 P g - if(HLPUSART_RX_STA&0xC000){//溢出或换行,重新开始
1 T: p ^7 g: M: H$ B! J$ X2 y - printf("lpuart1:%.*s\r\n",HLPUSART_RX_STA&0X0FFF, HLPUSART_RX_BUF);
0 X5 z" g- Y) A8 j- v/ }; c/ [ - if(time_set){
' ?# l. {2 h/ D, L" d2 ^% X - //将超级终端发过来的数据换算并写入RTC,读取数据为字符内容需要转换为数值1 K' u! i+ A1 D8 Z: s1 w
- RtcDate.Year = (HLPUSART_RX_BUF[2]-0x30)*10+HLPUSART_RX_BUF[3]-0x30;//减0x30后才能得到十进制0~9的数据
Y7 N$ O8 l a, W* R - RtcDate.Month = (HLPUSART_RX_BUF[4]-0x30)*10+HLPUSART_RX_BUF[5]-0x30;
2 i9 [- ^# I- T4 S, Y( Q1 s' X - RtcDate.Date = (HLPUSART_RX_BUF[6]-0x30)*10+HLPUSART_RX_BUF[7]-0x30;, `& x6 A( a! k# K7 i/ k. [
- RtcTime.Hours = (HLPUSART_RX_BUF[8]-0x30)*10+HLPUSART_RX_BUF[9]-0x30;
; q' T n- j- P - RtcTime.Minutes = (HLPUSART_RX_BUF[10]-0x30)*10+HLPUSART_RX_BUF[11]-0x30;8 C! O! O& J/ l. n
- RtcTime.Seconds = (HLPUSART_RX_BUF[12]-0x30)*10+HLPUSART_RX_BUF[13]-0x30;" a( G1 e4 L6 d3 T
- //写入格式RTC_FORMAT_BCD或RTC_FORMAT_BIN,确保写入及读取数据格式一致即可% C0 y( W$ k7 A- o; i
- if (HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &RtcTime, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)//将数据写入RTC程序: r f$ l! G& A' P1 `
- {
5 q* ]1 p, k+ Y; O) k3 t; ~ l9 y0 x - printf("写入时间失败!\r\n"); //显示写入失败7 y4 E1 [0 @9 X
- }else if (HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &RtcDate, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)//将数据写入RTC程序! s/ n! T, X" w1 \
- {+ H" Y# m6 Q+ F, L6 z1 D
- printf("写入日期失败!\r\n"); //显示写入失败
. I- O( U/ ]0 g9 t+ V8 K2 g4 b9 A - }else printf("写入成功!\r\n");//显示写入成功
0 \# h0 ], {) X1 r - time_set=0;
. E0 C% s: j& U: E( d0 f - }% B5 j: X* }$ n5 B$ a
- HLPUSART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始% Z% `6 L: ~4 J3 @' r/ I
- HAL_Delay(100);//等待
2 H5 o K( C8 B5 x' o - }8 K( }4 O" J' T
- if(KEY_1())
! w! ?; }0 b6 Q! f' A; K - {
B: r- `* V8 W% e3 L1 s, t - HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &RtcTime, RTC_FORMAT_BCD);//读出时间值# f0 Q. x4 S3 y& h
- HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &RtcDate, RTC_FORMAT_BCD);//一定要先读时间后读日期
# f# M, `+ T3 a - printf(" RTC实时时钟测试\r\n");" T' z4 z5 P9 f! K& U
- printf(" 实时时间:%04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d \r\n",2000+RtcDate.Year,9 f7 ~1 }) `# A$ V0 O( K
- RtcDate.Month, RtcDate.Date,RtcTime.Hours, RtcTime.Minutes, RtcTime.Seconds);//显示日期时间# Z5 }4 t; C2 a; a) y5 _5 i
- }4 o) J% ^, L# q! P& d
- if(KEY_2()); N+ r% A" Q/ \8 X
- {3 X! J, S* S" m5 e
- printf(" 请输入设置时间,格式20221220183030,按回车键确定! \r\n");
, y, {( \- W8 c9 x3 f/ ~: t- \ - time_set=1;
4 Q. @& {$ x8 K+ F1 m4 C# @2 I9 I( N# E - }7 b# l2 f' r8 E, Y& c7 M
- /* USER CODE END WHILE */
复制代码 9 F( K, n" S# Q% w
注意和前面简介说过,确保时间和日期值之间的一致性,先处理时间(时分秒),在处理日期(年月日),在stm32l4xx_hal_rtc.c的HAL_RTC_GetTime函数注释中也有明确要求如下,“您必须在HAL_RTC_GetTime()之后调用HAL_RTC_GetDate()来解锁值以确保时间和日期值之间的一致性。读取RTC当前时间锁定日历阴影寄存器中的值,直到读取当前日期以确保时间和日期值之间的一致性。”:
' y" ]) r2 |! e/ h6 ^$ ?; _; h* M6 |0 e4 W2 v( c
/ S* U" ~4 u9 Q/ |- X0 ~5 h5 Z9 r4 o2 Z, {8 U
; l' G; x+ h( a7 a四、编译及测试
2 h- E4 c4 T0 F9 S 和本专栏其他博文一样,设置好工程输出目标格式支持,配置好运行调试支持后,点击编译工程及运行按钮,完成工程编辑及下载。
J. e" U& G' f2 w V8 t2 q$ x% c+ r! A5 k3 }. ^- {7 x
; v1 K# V4 b2 W9 v
- ` p: z. ]( i2 v5 s1 z7 R& c$ l5 T+ P: O) R1 J
打开串口助手工具,连接到开发板,测试$ [' Q! L! o' } {. Z8 o! i8 s: x
. S+ W( C2 X" b
【1】按键KEY1,读取RTC时间,读取出的时间就去前面在cubeMX 设置的时间,并开始计数,因此分秒有差异。
+ S! r$ b8 L; [1 x, e4 o7 }; ~0 I9 M# r
; o' B) u6 i: F6 o5 _0 g, F
% R2 b$ H; o. Q: X& G2 h 【2】按键KEY2设置时间,并按格式输入时间,然后在按键KEY1读取新的RTC时间,如下图所示,设置时间生效。' s; I- J0 D7 ]9 p5 f
' [4 f) Q: [+ {4 i: Z
& n* v* `! Y6 \* |' @( j3 \
7 b$ z8 k7 O* z$ k( U 【3】按开发板上的Reset按键,系统复位,再按键KEY2读取RTC时间,时间依然正常计数
# H; |3 n7 J( K- j, P0 C& V1 W w* K; F$ d
$ l7 Z" a) s k8 K, e
{: B. P) b( M; g+ e$ ~
, Y; A w. z7 Y2 K( ^4 g 【4】断电一会,然后重新上电,再按键KEY2读取RTC时间,时间恢复到CubeMX设置的初始时间(即为断电后,原来写入的标识无法保持,HAL_RTCEx_BKUPRead读取标记失败重新初始化)。
; y* @1 [1 d. w/ D$ d/ y b0 N* w k e
4 F7 Q9 [- R0 }2 ^* I; r0 e3 Y
# l! v+ ], ?1 ]" \" F+ `- D————————————————& a7 z! I1 Z4 j) `
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1 Z* o9 c M9 K$ K/ H |
瞎J13乱发,傻福玩意
F1系列的RTC是计时器,你帖子里用的不是STM32L496VGT吗?看过这个芯片的数据手册吗?MD,抄都TM抄不明白,下边这张图看得懂吗?傻福