一、RTC简介
+ {) ]/ k8 H1 l0 J* b# W  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。

        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。

, R. d( U$ j7 u% v        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。
/ u5 L7 x* R( s$ b. Q& D
" B: l2 P- Y( O( C% g7 h4 h" K9 v        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。
8 R% D1 ]- V/ }( W& G5 M

二、工程创建及配置
        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

' ?& T) U7 p2 h5 ?' D        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。



         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。
& F! j# ~* `% k/ N, Q+ F# w
5 U& l) k- v% i- m        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）。


. T+ R1 e7 T1 S5 ]) C) A/ t/ }
         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。
! v: O% k5 Y# t, ]& z+ \
: i7 S9 O( J+ i' v( s1 h# ?        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。


% O. [9 h2 n) ?7 E; `9 C! W
三、驱动代码设计实现
. T$ }& `9 p4 G, T" q/ b7 E3 O8 B; Y        【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。
( ^, C/ x" e: U, \3 o- L

1. void MX_RTC_Init(void)
   6 T$ U& m- n9 p% A
2. {
   $ n. @7 m9 `4 O" X! i5 j* s  P
3. 
   9 p7 W0 s, h8 I5 W/ e; [* R
4.   /* USER CODE BEGIN RTC_Init 0 */
   8 u" |+ {, C; y) h
5. 
   
6.   /* USER CODE END RTC_Init 0 */
   
7. 
   . c( N0 Y3 c# @, j3 G" L' e
8.   RTC_TimeTypeDef sTime = {0};
   
9.   RTC_DateTypeDef sDate = {0};
   
10. 
    & i' C! P4 s- ]* e
11.   /* USER CODE BEGIN RTC_Init 1 */
    3 @) \- v5 J) _8 S8 N# Z% @
12.     //新增
    
13.   __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();//使能电源时钟PWR
    0 Y& h3 r9 J3 [; Y
14.    HAL_PWR_EnableBkUpAccess();//取消备份区域写保护
    
15.   /* USER CODE END RTC_Init 1 */
    
16. 
    $ r" Z. i: r4 O' v% w3 W
17.   /** Initialize RTC Only
    
18.   */
    
19.   hrtc.Instance = RTC;
    
20.   hrtc.Init.HourFormat = RTC_HOURFORMAT_24;
    
21.   hrtc.Init.AsynchPrediv = 127;
    ! V8 I$ M$ e1 L2 R
22.   hrtc.Init.SynchPrediv = 255;
    " W2 m" I: V+ W# n3 p2 H
23.   hrtc.Init.OutPut = RTC_OUTPUT_DISABLE;
    
24.   hrtc.Init.OutPutRemap = RTC_OUTPUT_REMAP_NONE;
    - n- [  R# N& J& s/ r% z0 D
25.   hrtc.Init.OutPutPolarity = RTC_OUTPUT_POLARITY_HIGH;
    " y7 u8 |) B: q# X) ?) [5 s
26.   hrtc.Init.OutPutType = RTC_OUTPUT_TYPE_OPENDRAIN;
    
27.   if (HAL_RTC_Init(&hrtc) != HAL_OK)
    ! J  E8 m6 J' [( q
28.   {
    8 b2 g8 J6 ~' p
29.     Error_Handler();
    4 ^( Q" X* O: b7 Q& L2 [8 E
30.   }
    + p8 b" y! s8 {. ^) {% Z' `# m* ^
31. 
    / [4 p# R$ b" p( ?' N6 \+ O! ?
32.   /* USER CODE BEGIN Check_RTC_BKUP */
    ) d0 l1 _7 [+ n9 B3 r
33.     //新增
    & M' ^1 h+ |/ J( l3 g" N
34.   if(HAL_RTCEx_BKUPRead(&hrtc,RTC_BKP_DR1)!=0X8888)//判断是否首次上电
    1 L% l5 K) p) s$ f+ u. \
35.   {
    
36.           HAL_RTCEx_BKUPWrite(&hrtc,RTC_BKP_DR1,0X8888); //标记数值（写入上电检查数值）
    0 @3 p3 ~( m2 u. D& i) Z
37.   /* USER CODE END Check_RTC_BKUP */
    
38. 
    0 T" v; e8 C. h
39.   /** Initialize RTC and set the Time and Date
    
40.   */
    
41.   sTime.Hours = 12;
    
42.   sTime.Minutes = 30;
    
43.   sTime.Seconds = 30;
    3 f2 t& H! j/ ]: @1 I
44.   sTime.DayLightSaving = RTC_DAYLIGHTSAVING_NONE;
    6 ]/ b5 V$ e4 v1 E+ |
45.   sTime.StoreOperation = RTC_STOREOPERATION_RESET;
    + S: j0 E6 D$ [/ S* ]+ |
46.   if (HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
      u) g4 ^, W( V" o0 z7 b
47.   {
    ) {) K% G8 ~5 R, G$ Q2 G
48.     Error_Handler();
    
49.   }
    
50.   sDate.WeekDay = RTC_WEEKDAY_TUESDAY;
    
51.   sDate.Month = RTC_MONTH_DECEMBER;
    8 ~! q, n) {" l9 {
52.   sDate.Date = 20;
    
53.   sDate.Year = 22;
    . K) L' ^# j! C3 F9 y! g% ^7 u
54. 
    
55.   if (HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &sDate, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
    
56.   {
    & [0 ^) O3 o) y: q$ {$ W$ n; J/ L8 ?5 \
57.     Error_Handler();
    
58.   }
    
59.   /* USER CODE BEGIN RTC_Init 2 */
    
60.     //新增
    . q( |0 ?: ^% K! X8 N. w" f
61. //  printf("手动初始化测试！\r\n");//显示初始化信息
    
62.   }
    " m0 E6 S& q/ L( b" P8 _
63.   /* USER CODE END RTC_Init 2 */
    8 f  f: k( V' v! W
64. 
    # P+ A5 e1 e# j
65. }

复制代码

        在main.c文件中，加入按键、LED灯、串口外设驱动头文件,

1. /* USER CODE BEGIN Includes */
   % S8 ?4 D0 z$ x+ k1 G; A8 _
2. #include "../../ICore/key/key.h"
   
3. #include "../../ICore/led/led.h"
   ! N1 _; F0 m$ V* ^+ d/ Q+ @
4. #include "../../ICore/print/print.h"
   / r# U# e7 {* d
5. #include "../../ICore/usart/usart.h"
   
6. /* USER CODE END Includes */

复制代码

        在main函数中声明RTC日期、时间读取缓存变量。

1.   /* USER CODE BEGIN 1 */
   : l, ?* [3 i8 ^$ l; I
2.   RTC_DateTypeDef RtcDate;
   
3.   RTC_TimeTypeDef RtcTime;
   
4.   uint8_t time_set = 0;//用户设置时间标记
   * A* p) b: d6 a
5.   /* USER CODE END 1 */

复制代码

        在main函数中开启串口lpuart1的中断接收。

1.   /* USER CODE BEGIN 2 */
   ' m) W5 n3 d! {4 Q
2.   ResetPrintInit(&hlpuart1);
   8 N3 J+ K, n4 d3 U9 k8 B' p
3.   HAL_UART_Receive_IT(&hlpuart1,(uint8_t *)&HLPUSART_NewData, 1); //再开启接收中断
   ) T3 C) U" \$ }% T' ]
4.   HLPUSART_RX_STA = 0;
   0 l- n; k# {- e6 B" h6 O( P
5.   printf("APP reset now!\r\n");
   
6.   /* USER CODE END 2 */

复制代码

        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。
3 T$ c& Y' l' c4 g) Y" m4 @: n

1. /* USER CODE BEGIN WHILE */
   
2.   while (1)
   
3.   {
   
4.           if(HLPUSART_RX_STA&0xC000){//溢出或换行，重新开始
   # q0 U# M" c7 r( \+ @
5.                     printf("lpuart1:%.*s\r\n",HLPUSART_RX_STA&0X0FFF, HLPUSART_RX_BUF);
   
6.                     if(time_set){
   
7.                             //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
   
8.                     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
   
9.                   RtcDate.Month =  (HLPUSART_RX_BUF[4]-0x30)*10+HLPUSART_RX_BUF[5]-0x30;
   
10.                   RtcDate.Date =  (HLPUSART_RX_BUF[6]-0x30)*10+HLPUSART_RX_BUF[7]-0x30;
    
11.                   RtcTime.Hours =  (HLPUSART_RX_BUF[8]-0x30)*10+HLPUSART_RX_BUF[9]-0x30;
    
12.                   RtcTime.Minutes =  (HLPUSART_RX_BUF[10]-0x30)*10+HLPUSART_RX_BUF[11]-0x30;
    
13.                   RtcTime.Seconds =  (HLPUSART_RX_BUF[12]-0x30)*10+HLPUSART_RX_BUF[13]-0x30;
    
14.                   //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
    
15.                     if (HAL_RTC_SetTime(&hrtc,  &RtcTime, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)//将数据写入RTC程序
    
16.                     {
    
17.                         printf("写入时间失败！\r\n"); //显示写入失败
    
18.                     }else if (HAL_RTC_SetDate(&hrtc,  &RtcDate, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)//将数据写入RTC程序
    
19.                     {
    ; v  n' c% t8 ~/ ^0 U& m
20.                         printf("写入日期失败！\r\n"); //显示写入失败
    ! X  |+ L" `  [# n6 ]9 ]. G
21.                     }else printf("写入成功！\r\n");//显示写入成功
    : T/ f9 \$ q# u' A- n- [" b6 V
22.                     time_set=0;
    9 i3 ^) u+ `0 `$ n
23.                     }
    
24.                     HLPUSART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
    
25.                     HAL_Delay(100);//等待
    
26.             }
    
27.             if(KEY_1())
    
28.           {
    
29.                     HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &RtcTime,  RTC_FORMAT_BCD);//读出时间值
    7 `2 B! P0 Z# T* _% S( d5 M
30.           HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &RtcDate,  RTC_FORMAT_BCD);//一定要先读时间后读日期
    
31.           printf(" RTC实时时钟测试\r\n");
    
32.           printf(" 实时时间：%04d-%02d-%02d  %02d:%02d:%02d  \r\n",2000+RtcDate.Year,
    
33.                           RtcDate.Month, RtcDate.Date,RtcTime.Hours, RtcTime.Minutes, RtcTime.Seconds);//显示日期时间
    
34.           }
    
35.             if(KEY_2())
    
36.           {
    
37.                     printf(" 请输入设置时间，格式20221220183030，按回车键确定！ \r\n");
    8 q! [5 c8 }: T& I. V
38.                     time_set=1;
    5 |% G4 b  @) T2 L) O
39.           }
    
40.     /* USER CODE END WHILE */

复制代码

2 C5 E  h: _. h' w: c: }         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。”：


5 R* J, C9 l7 Q+ ?; B/ Z/ C

四、编译及测试
) x$ A7 x  l' u        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。      

3 `8 v9 C0 X/ b6 t
0 J2 W" s0 O0 f+ v2 Z

6 |5 @: w4 f" d" e% s+ m        打开串口助手工具，连接到开发板，测试
1 E* F9 u* y7 L& L3 C3 g( Q! 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。
+ G0 A' x: T" R# G1 G
5 E. G* H: {( ?, X9 ]2 D

+ g, r3 U5 j) j% @  _         【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。


( i4 I8 W! O: z" k/ E; Q
+ r! M6 n- D4 r) s6 ?) Y         【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

* M1 O1 \$ _. S# {' g- o% H
) ?& z; p3 r  {* l1 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）。


0 S  ~- L& {" I0 A6 J
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2 A+ B: e5 ^3 o! @