我们来学习下STM32F1 的实时时钟（以下简称 RTC），利用 RTC设计

一个简单的电子时钟。要实现的功能是：通过串口打印出日期和时间，D1指示灯闪烁提示系统运行。

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。RTC 中的数据都保存在属于 RTC 的备份域中，若主电源 VDD 和 VBAT 都掉电，那么备份域中保存的所有数据将丢失。备份域除了 RTC 模块的寄存器， 还有 42 个 16 位的寄存器可以在 VDD 掉电的情况下保存用户程序的数据，系统复位或电源复位时，这些数据也不会被复位。我们一般用 BKP 来存储 RTC 的校验值或者记录一些重要的数据，相当于一个 EEPROM，不过这个 EEPROM 并不是真正的 EEPROM，而是需要电池来维持它的数据。

    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。使用 HSE 分频时钟或 LSI 的话，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 一般使用低速外部时钟 LSE， 在设计中， 频率通常为实时时钟模块中常用的 32.768KHz，这是因为 32768 = 2^15，分频容易实现，所以它被广泛应用到 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。

RTC结构框图

    STM32F1 RTC 拥有这么多功能，是由 RTC 内部结构决定。要更好的理解STM32F1 的 RTC，就需要了解它内部的结构。如下图所示：（大家也可以查看《STM32F10x 中文参考手册》-16 实时时钟（RTC）章节内容）

    从上图中可以看出，浅灰色的部分都是属于备份域的，在 VDD 掉电时可

在 VBAT 的驱动下继续运行。这部分仅包括 RTC 的分频器，计数器，和闹钟控制器。若 VDD 电源有效，RTC 可以触发 RTC_Second(秒中断)、RTC_Overflow(溢出事件)和 RTC_Alarm(闹钟中断)。从上图可以分析到，其中的定时器溢出事件无法被配置为中断。若 STM32 原本处于待机状态，可由闹钟事件或 WKUP 事件(外部唤醒事件，属于 EXTI 模块，不属于 RTC)使它退出待机模式。闹钟事件是在计数器 RTC_CNT 的值等于闹钟寄存器 RTC_ALR 的值时触发的。

    在备份域中所有寄存器都是 16 位的， RTC 控制相关的寄存器也不例外。

它的计数器 RTC_CNT 的 32 位由 RTC_CNTL 和 RTC_CNTH 两个寄存器组成，分别保存定时计数值的低 16 位和高 16 位。在配置 RTC 模块的时钟时， 通常把输入的 32768Hz 的 RTCCLK 进行 32768 分频得到实际驱动计数器的时钟TR_CLK = RTCCLK/32768= 1 Hz，计时周期为 1 秒，计时器在 TR_CLK 的驱动下计数，即每秒计数器 RTC_CNT 的值加 1。

    由于备份域的存在，使得 RTC 核具有了完全独立于 APB1 接口的特性，也因此对 RTC 寄存器的访问要遵守一定的规则。

    系统复位后， 默认禁止访问后备寄存器和 RTC，防止对后备区域(BKP)的意外写操作。执行以下操作使能对后备寄存器和 RTC 的访问：

(1) 设置 RCC_APB1ENR 寄存器的 PWREN 和 BKPEN 位来使能电源和后备接口时钟。

(2) 设置电源控制寄存器（PWR_CR）的 DBP 位使能对后备寄存器和 RTC 的访问。

    设置后备寄存器为可访问后，在第一次通过 APB1 接口访问 RTC 时， 因为时钟频率的差异， 所以必须等待 APB1 与 RTC 外设同步， 确保被读取出来的 RTC寄存器值是正确的。若在同步之后，一直没有关闭 APB1 的 RTC 外设接口，就不需要再次同步了。

    如果内核要对 RTC 寄存器进行任何的写操作，在内核发出写指令后， RTC

模块在 3 个 RTCCLK 时钟之后， 才开始正式的写 RTC 寄存器操作。由于 RTCCLK的频率比内核主频低得多，所以每次操作后必须要检查 RTC 关闭操作标志位RTOFF，当这个标志被置 1 时，写操作才正式完成。