什么是RTC

RTC (Real Time Clock)：实时时钟

RTC是个独立的定时器。RTC模块拥有一个连续计数的计数器，在相应的软件配置下，可以提供时钟日历的功能。修改计数器的值可以重新设置当前时间和日期 RTC还包含用于管理低功耗模式的自动唤醒单元。

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在断电情况下 RTC仍可以独立运行 只要芯片的备用电源一直供电,RTC上的时间会一直走。

RTC实质是一个掉电后还继续运行的定时器,从定时器的角度来看,相对于通用定时器TIM外设,它的功能十分简单,只有计时功能(也可以触发中断)。但其高级指出也就在于掉电之后还可以正常运行。

两个 32 位寄存器包含二进码十进数格式 (BCD) 的秒、分钟、小时（ 12 或 24 小时制）、星期几、日期、月份和年份。此外，还可提供二进制格式的亚秒值。系统可以自动将月份的天数补偿为 28、29（闰年）、30 和 31 天。

上电复位后，所有RTC寄存器都会受到保护，以防止可能的非正常写访问。

无论器件状态如何（运行模式、低功耗模式或处于复位状态），只要电源电压保持在工作范围内，RTC使不会停止工作。

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RCT特征：

● 可编程的预分频系数：分频系数高为220。
● 32位的可编程计数器，可用于较长时间段的测量。
0 a! f1 j: L2 k; n: E5 o  H% g* Z● 2个分离的时钟：用于APB1接口的PCLK1和RTC时钟(RTC时钟的频率必须小于PCLK1时钟 频率的四分之一以上)。
● 可以选择以下三种RTC的时钟源：
     ● HSE时钟除以128；
     ● LSE振荡器时钟；
     ● LSI振荡器时钟

● 2个独立的复位类型：
     ● APB1接口由系统复位；
2 k* V- @6 r) \7 D8 g( x     ● RTC核心(预分频器、闹钟、计数器和分频器)只能由后备域复位

● 3个专门的可屏蔽中断：
     ● 1.闹钟中断，用来产生一个软件可编程的闹钟中断。

     ● 2.秒中断，用来产生一个可编程的周期性中断信号(长可达1秒)。

     ● 3.溢出中断，指示内部可编程计数器溢出并回转为0的状态。

RTC时钟源：
0 W+ i. h, h& O三种不同的时钟源可被用来驱动系统时钟(SYSCLK)：

● HSI振荡器时钟
) R2 o7 ~& v$ a; F& j● HSE振荡器时钟
1 B) P& o) x' A: g# @8 u6 A/ t● PLL时钟

这些设备有以下2种二级时钟源：

● 40kHz低速内部RC，可以用于驱动独立看门狗和通过程序选择驱动RTC。 RTC用于从停机/待机模式下自动唤醒系统。
● 32.768kHz低速外部晶体也可用来通过程序选择驱动RTC(RTCCLK)。

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RTC原理框图
' ]3 m- z  m% s7 `

; d- A; E! p' ~* m/ n6 `. RRTC时钟的框图还是比较简单的，这里我们把他分成 两个部分:

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。APB1 接口由 APB1 总 线时钟驱动，用来与 APB1 总线连接。

通过APB1接口可以访问RTC的相关寄存器（预分频值，计数器值，闹钟值）。

RTC 核心接口：由一组可编程计数器组成，分成 两个主要模块 。

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g)

  O2 q& o! H: G# o4 @- C第一个模块是 RTC 的 预分频模块，它可编程产生 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 TR_CLK 周期中 RTC 产生一个中断(秒中断)。

8 Z' n, ?4 }- w% j! f, \& s

3 A1 t% X% ]; C% G+ C

8 r6 ~4 _) X* P- c) C! L* Z

4 V9 D$ ~3 Q0 Z  d) M0 q

第二个模块是一个 32 位的可编程计数器 （RTC_CNT），可被初始化为当前的系统时间，一个 32 位的时钟计数器，按秒钟计算，可以记 录 4294967296 秒，约合 136 年左右，作为一般应用，这已经是足够了的。

2 U$ b; [1 x9 M( f

RTC具体流程：

RTCCLK经过RTC_DIV预分频，RTC_PRL设置预分频系数，然后得到TR_CLK时钟信号，我们一般设置其周期为1s，RTC_CNT计数器计数，假如1970设置为时间起点为0s，通过当前时间的秒数计算得到当前的时间。RTC_ALR是设置闹钟时间，RTC_CNT计数到RTC_ALR就会产生计数中断，

• RTC_Second为秒中断，用于刷新时间，
• RTC_Overflow是溢出中断。
• RTC Alarm 控制开关机
  $ v* n1 y, R- m. X( I0 K
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- L; g7 E4 x7 ]7 t+ T1 n% J
; z/ S7 b0 `# Y) i  [# J) p

- {' j, T; c) |% R2 KRTC时钟选择

使用HSE分频时钟或者LSI的时候,在主电源VDD掉电的情况下,这两个时钟来源都会受到影响,因此没法保证RTC正常工作.所以RTC一般都时钟低速外部时钟LSE,频率为实时时钟模块中常用的32.768KHz,因为32768 = 2^15,分频容易实现,所以被广泛应用到RTC模块.(在主电源VDD有效的情况下(待机),RTC还可以配置闹钟事件使STM32退出待机模式).

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, ?! w" h' ?+ W& K( s; M

RTC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。

系统复位后,禁止访问后备寄存器和RCT,防止对后卫区域(BKP)的意外写操作

读RTC寄存器

RTC内核完全独立于APB1接口，软件通过APB1接口对RTC相关寄存器访问。但是相关寄存器只在RTC APB1时钟进行重新同步的RTC时钟的上升沿被更新。所以软件必须先等待寄存器同步标志位（RTC_CRL的RSF位）被硬件置1才读。

5 _: c" P: S9 Q4 G6 M' b' A  ~

/ h: `4 T, @# M6 a) I  V

配置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、
, k8 u5 I* W/ Z4 vRTC_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’
# A0 u0 t6 X) S: S; x9 ^时，才可以写入RTC寄存器。

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' G6 y) z+ V0 h; X# l

RTC时钟源

RTC是一个独立的时钟源
- Q) Y6 C; w& @0 x; p' D0 A

/ D4 O  m$ x+ t5 l5 T5 O

  f, A3 F% d) J9 TRTC寄存器

• RTC控制寄存器 (RTC_CRH， RTC_CRL)
• RTC预分频装载寄存器 (RTC_PRLH， RTC_PRLL)
• RTC预分频余数寄存器 (RTC_DIVH， RTC_DIVL)
• RTC计数器寄存器 (RTC_CNTH， RTC_CNTL)
• RTC闹钟寄存器 (RTC_ALRH ，RTC_ALRL)
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    a( B3 T) T: Y$ v6 n! i

RTC控制寄存器高位——RTC_CRH 寄存器

7 h* G+ ~" g+ s4 {, }$ R作用：配置3个专门的可屏蔽中断（溢出中断、闹钟中断、秒中断）使能。

注意：系统复位后所有的中断被屏蔽，因此可通过写RTC寄存器来
确保在初始化后没有挂起的中断请求。当外设正在完成前一次写操作时(标志位RTOFF=0)，不
能对RTC_CRH寄存器进行写操作。

RTC控制寄存器低位——RTC_CRL 寄存器

4 m# [& L2 s( d" {/ `1 }

% C" [  e- H& z- m# \- t& D
$ }' c% ^# A5 g, Q  A
一般用到该寄存器的 3，4，5位
0 z* L( Q: J5 S' f1 [1 [

• 第 3 位为寄存器同步标志位，我们在修改控制寄存器 RTC_CRH/CRL 之前，必须先判断该位，是否已经同步了，如果没有则等待同步
• 第 4 位为配置标位，在软件修改 RTC_CNT/RTC_ALR/RTC_PRL 的值的时候，必须先软件置位该位，以允许进入配置模式
• 第 5 位为 RTC 操作位，该位由硬件操作，软件只读。通过该位可以判断上次对 RTC 寄存器的操作是否完成，如果没有，我们必须等待上一次操作结束才能开始下一次，也就是判断RTOFF位是否置位。
  
  

三个位总结如下：

① 修改CRH/CRL寄存器，必须先判断RSF位，确定已经同步。
② 修改CNT,ALR,PRL的时候，必须先配置CNF位进入配置模式，修改完之后，设置CNF位为0退出配置模式
/ q. p: `+ Z' q5 w0 Q  P: W

③ **同时在对RTC相关寄存器写操作之前，必须判断上一

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% K9 K" ^" s1 Y. c- HRTC 预分频装载寄存器——(RTC_PRLH/RTC_PRLL) 寄存器

作用:配置 RTC 时钟的分频数，

比如我们使用外部 32.768K 的晶振作为时钟的输入频率，那么我们要设置这两个寄存器的值为 7FFFh(32767），就可获得周期为1秒钟的信号。

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4 x$ \& A$ Y. i3 y( c' c

RTC预分频器余数寄存器（RTC_DIVH、RTC_DIVL）
0 R' _: ^" |8 V. W- q& l

作用： 和他的名字一样，获得余数，也就是获取更精确的计时，比如：0.1s ，0.01 s等

寄存器是只读寄存器，其值在RTC_PRL或RTC_CNT寄存器中的值发生改变后，由硬件重新装载。

9 {$ V# W; ]) x+ ^# S

3 I4 X- B8 J3 P( S/ Q1 `  Z5 l

7 e. n, W. d- k1 y  Z3 dRTC 计数器寄存器——RTC_CNTX 寄存器

作用：存放计数器内的计数值。也就是用来记录时钟时间

该寄存器由 2 个 16 位的寄存器组成 RTC_CNTH 和 RTC_CNTL，总共 32 位，当进行读操作时，直接返回计数器内的计数值(系统时间)
. L- m( ]  L6 x: c

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" X9 P1 [( q- }6 d* g' L
RTC 计数器寄存器——RTC 闹钟寄存器(RTC_ALRH、RTC_ALRL)
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作用： RTC时钟中断控制寄存器

该寄存器也是由 2 个 16 位的寄存器组成 RTC_ALRH 和 RTC_ALRL,也就是32位，当可编程计数器的值与RTC_ALR中的32位值相等时，即触发一个闹钟事件，并且产生RTC闹钟中断。

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1 P: Y: b+ L/ m8 d

6 {# c+ z# e, v

BKP备份寄存器
) ^; b# E/ ^' u, {# e

备份寄存器是42个16位的寄存器。可用来存储84个字节数据。
" b6 o4 M8 v5 @它们处在备份区域，当VDD电源切断，仍然由VBAT维持供电。

当系统在待机模式下被唤醒，或者系统复位或者电源复位，它们也不会复位。
执行以下操作将使能对后备寄存器和RTC访问：

• 设置寄存器RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN位，使能电源和后备时钟。
• 设置寄存器PWR_CR的DBP位，使能对RTC和后备寄存器的访问
  % F8 l" p- Y1 K+ f( U
  8 v) Q5 U0 z# G: g% m: g9 Q

一般用 BKP 来存储 RTC 的校验值或者记录一些重要的数据，

$ w: q# Q7 }) C  z7 s

+ v6 w& K% E3 j, P配置RTC寄存器：

1.查询RTOFF位，知道RTOFF的值为1.

2.置CNF值为1，进入配置模式。

3.对一个或者多个RTC寄存器进行写操作。

4.清除CNF标志位，退出配置模式。

5.查询RTOFF，直到RTOFF位变1，已确认写操作已经完成。

仅当CNF标志位被清除时，写操作才能进行，这个操作至少需要3个RTCCLK周期。

; A7 e1 G# Q' c' S0 d" d6 L& H

, H6 w7 n& ]+ k' R! X8 A+ _) n7 T

RTC相关库函数

• RTC时钟源和时钟操作函数：
  7 u# Q; _2 ?1 J7 G; r, `
  * [8 g$ B+ M- B5 }

1. void RCC_RTCCLKConfig(uint32_t  CLKSource)；//时钟源选择
   + Y. i1 f4 y" t, {4 _7 V
2. void RCC_RTCCLKCmd(FunctionalState NewState)//时钟使能

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• RTC配置函数（预分频，计数值）：
  1 [5 Z0 \3 R) J5 j6 z

1. void RTC_SetPrescaler(uint32_t PrescalerValue);//预分频配置：PRLH/PRLL
   
2. void RTC_SetCounter(uint32_t CounterValue)；//设置计数器值：CNTH/CNTL
   - ^; d$ s. Z6 k* G
3. void RTC_SetAlarm(uint32_t AlarmValue)；//闹钟设置：ALRH/ALRL

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  p/ I5 ?$ `/ l( e& h+ Q) u5 s: Y2 S

• RTC中断设置函数：
  2 }3 F( d1 |4 v! l' G+ g. z, l
  

1. void RTC_ITConfig(uint16_t RTC_IT, FunctionalState NewState);//CRH

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( z3 n8 A5 u. K& ^1 ~7 U/ Q

• RTC配置函数：
  
  

1. void RTC_EnterConfigMode(void);//允许RTC配置 :CRL位 CNF
   
2. void RTC_ExitConfigMode(void);//退出配置模式:CRL位 CNF

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• RTC同步函数：
  : d# C4 Z/ L" V& o

1. void RTC_WaitForLastTask(void)；//等待上次操作完成：CRL位RTOFF
   
2. void RTC_WaitForSynchro(void)；//等待时钟同步：CRL位RSF

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. ^; d  @0 E) e7 z0 ?

• RTC相关状态位获取清除函数：
  ! u7 V0 a( C; A" p0 X3 h  Z5 V" O

1. FlagStatus RTC_GetFlagStatus(uint16_t RTC_FLAG);
   . U4 @, o3 H; ?) t8 j( d% X
2. void RTC_ClearFlag(uint16_t RTC_FLAG);
   
3. ITStatus RTC_GetITStatus(uint16_t RTC_IT);
   6 V3 u( s2 ~6 E2 p- r
4. void RTC_ClearITPendingBit(uint16_t RTC_IT);

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• 其他相关函数（BKP等）
  / s+ W! `% _; d: X" N1 e: P6 ]

1. PWR_BackupAccessCmd();//BKP后备区域访问使能
   
2. RCC_APB1PeriphClockCmd();//使能PWR和BKP时钟
   / E/ F$ y' f- D5 d, a
3. RCC_LSEConfig();//开启LSE，RTC选择LSE作为时钟源       
   
4. PWR_BackupAccessCmd();//BKP后备区域访问使能
   
5. uint16_t BKP_ReadBackupRegister(uint16_t BKP_DR);//读BKP寄存器
   
6. void BKP_WriteBackupRegister(uint16_t BKP_DR, uint16_t Data);//写BKP
   ! p8 C+ t) g3 {1 d9 z* K

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9 J4 F5 @; l. Y! O  M
配置RTC步骤

• ①使能PWR和BKP时钟：
  

1. RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);

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( A/ I4 q, C* P: @4 r" ^
1 ]- L2 B5 \% K. K  E

• ② 使能后备寄存器访问:
  
  

1. PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //使能 RTC 和后备寄存器访问

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• ③复位备份区域，开启外部低速振荡器。
  # O- Z9 G% ^- |% e: V: [6 k; M* k  A
  

1. BKP_DeInit();//复位备份区域

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5 G# @) k/ P0 N9 Y! J

• ④ 配置RTC时钟源，使能RTC时钟：
  1 _- v+ ]3 Y% d" v8 S$ U* F
  

1. RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE); //选择 LSE 作为 RTC 时钟(RCC_RTCCLKSource_LSI 和 RCC_RTCCLKSource_HSE_Div128)
   ' w0 W' F7 d( H. d4 x+ H) @8 a
2. RCC_RTCCLKCmd(ENABLE); //使能 RTC 时钟

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) K  g: E( e9 B1 m* |1 \2 u3 Z

• ⑤ 设置RTC预分频系数：RTC_SetPrescaler();
  * C7 f- d/ p" M( r* _

1. RTC_EnterConfigMode();/// 允许配置       
   9 n2 A- e2 i1 U/ C
2. RTC_SetPrescaler(32767); //设置RTC预分频的值
   - J0 e! V; W. L5 D! B6 g2 i/ [
3. RTC_WaitForLastTask();        //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成

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9 \( u  r$ ?5 s  w9 X
( z$ s( e! z* f1 z- k& G

• ⑥ 设置时间：RTC_SetCounter();
  
  4 n" S! o$ K0 T/ t

1. RTC_EnterConfigMode();/// 允许配置
   : S9 Y0 @, @1 A5 a6 ]+ Q7 D; G
2. void RTC_SetCounter(uint32_t CounterValue);
   
3. RTC_WaitForLastTask();        //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成

复制代码

1 G4 }8 I$ r- ]9 {! ]1 k5 n
9 Y5 D9 x1 _% u, `3 A
, Q( z1 M9 U; G; s  `8 n+ s4 p

• ⑦开启相关中断(可选):
  
  # e2 j* l5 x( v" D! l

1. void RTC_ITConfig(uint16_t RTC_IT, FunctionalState NewState)；//RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE); //使能 RTC 秒中断

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• ⑧编写中断服务函数：
  % r" f3 `" E( g9 e- K: L: @
  * f5 L0 n' e9 N+ J! c7 N1 Q

4 o: U. h. D# S& \

1. RTC_IRQHandler();

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2 i+ |: ]* x, u

• ⑨部分操作要等待写操作完成和同步。
  
  

1. RTC_WaitForLastTask();//等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成
   
2.    RTC_WaitForSynchro();        //等待RTC寄存器同步

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" g; Q0 c% j4 |5 {9 `+ r& ]
8 z4 o+ A& ~  l" B( D
, Z: |, G* D" O8 F7 y, ~# F7 r

还是标准库呢
: j+ p3 i% n: Z$ A" k1 M! @1 _
# ^( y/ Y; R" G4 H: q