一、RTC简介
/ g' N, `4 A0 ^8 Z) y        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。

        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。

        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。
' p" U! u) I$ q: {& j7 a/ n
! Y: V7 Z2 \* X5 k5 d
3 r8 K! G% Z" N6 W7 K% I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

        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。
* O" n$ W8 y; _; V

0 P7 ~3 {3 K7 k+ r# Y& r
+ P  n' U; g/ F( ^         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。
" P# q6 K+ `/ \9 h8 Q  I( ?
: r( I3 d% b1 S0 Q) q- @        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）。



         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。

        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。
- P- l, x/ B- l0 w2 e/ u, P/ T


) Z) I$ R2 C4 B2 @6 ?' C 三、驱动代码设计实现
        【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。
" I" P& P* V6 ^" S

1. void MX_RTC_Init(void)
   2 J1 N4 P1 K* E. M
2. {
   
3. 
     g+ O& d; M! y
4.   /* USER CODE BEGIN RTC_Init 0 */
   
5. 
   
6.   /* USER CODE END RTC_Init 0 */
   ) T  ^# J) R% T1 \
7. 
   3 i8 W) F8 F# K/ e/ o& Q/ P' t
8.   RTC_TimeTypeDef sTime = {0};
   ' ]$ U2 ~# Y9 F. P' s8 S  Q
9.   RTC_DateTypeDef sDate = {0};
   
10. 
    
11.   /* USER CODE BEGIN RTC_Init 1 */
    . m& T- z5 R: _0 {
12.     //新增
    
13.   __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();//使能电源时钟PWR
    - n8 H: ^& @( ]! p* X
14.    HAL_PWR_EnableBkUpAccess();//取消备份区域写保护
    3 o. E* q: r4 U0 H6 L3 }
15.   /* USER CODE END RTC_Init 1 */
    
16. 
    
17.   /** Initialize RTC Only
    ! l5 A4 W3 }, D/ `6 [
18.   */
    
19.   hrtc.Instance = RTC;
    
20.   hrtc.Init.HourFormat = RTC_HOURFORMAT_24;
    8 g7 {& b/ J, x" m. W5 i
21.   hrtc.Init.AsynchPrediv = 127;
    : ^  J& c9 y: X# a
22.   hrtc.Init.SynchPrediv = 255;
    ; J1 L5 \: A* E. U
23.   hrtc.Init.OutPut = RTC_OUTPUT_DISABLE;
    2 d6 F0 l; `+ ~( e
24.   hrtc.Init.OutPutRemap = RTC_OUTPUT_REMAP_NONE;
    8 E. a; C  ?! ]% I' L% N: A
25.   hrtc.Init.OutPutPolarity = RTC_OUTPUT_POLARITY_HIGH;
    ; G! B- h( b5 n. ]0 |( Z7 F
26.   hrtc.Init.OutPutType = RTC_OUTPUT_TYPE_OPENDRAIN;
      k0 b3 X! u/ b
27.   if (HAL_RTC_Init(&hrtc) != HAL_OK)
    9 _- Y8 o. ]# F" I% N, F! A7 {
28.   {
    ; }0 `9 S2 }2 B" y: m
29.     Error_Handler();
    
30.   }
    - a$ o0 q$ ^' C4 E$ H6 a
31. 
    " `2 @5 P6 N9 M8 S; w
32.   /* USER CODE BEGIN Check_RTC_BKUP */
    7 v# K2 F. l2 Y' U3 q8 m' I+ P8 J" u
33.     //新增
    3 w3 J7 ?* o+ n" Q
34.   if(HAL_RTCEx_BKUPRead(&hrtc,RTC_BKP_DR1)!=0X8888)//判断是否首次上电
    ) F% J+ [- V: n& ^
35.   {
    
36.           HAL_RTCEx_BKUPWrite(&hrtc,RTC_BKP_DR1,0X8888); //标记数值（写入上电检查数值）
    8 L: C. R9 k9 f6 F- v* G( v& L6 H5 X
37.   /* USER CODE END Check_RTC_BKUP */
    % W5 ^9 I4 g  m2 x3 D. C1 V( o0 S
38. 
    + E5 e6 b* L5 x& f* p: W% [
39.   /** Initialize RTC and set the Time and Date
    
40.   */
    1 }) b7 q7 Y8 U$ W3 v. @
41.   sTime.Hours = 12;
    
42.   sTime.Minutes = 30;
    " W, E+ E$ Y6 ]# a
43.   sTime.Seconds = 30;
    
44.   sTime.DayLightSaving = RTC_DAYLIGHTSAVING_NONE;
    % L  V' c9 U$ ^; d+ \
45.   sTime.StoreOperation = RTC_STOREOPERATION_RESET;
    
46.   if (HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
    
47.   {
    ) g9 v& ?0 J, D8 n8 ?" [4 l
48.     Error_Handler();
    % e  Q0 l& Q  m7 L; N- U7 O
49.   }
    / \1 K; @: }( e. J
50.   sDate.WeekDay = RTC_WEEKDAY_TUESDAY;
    
51.   sDate.Month = RTC_MONTH_DECEMBER;
    : [0 l( x4 p: w3 N4 {/ i7 h, f9 E
52.   sDate.Date = 20;
    
53.   sDate.Year = 22;
    
54. 
    5 E2 F0 t/ u: F0 w
55.   if (HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &sDate, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
      A) G  @" B) I  G
56.   {
    ; o" m" l* G  @" P
57.     Error_Handler();
      e! i- E7 x) L: w' p
58.   }
    
59.   /* USER CODE BEGIN RTC_Init 2 */
    5 L- D5 a' x! x3 q5 c" v/ I. d$ A+ Z
60.     //新增
    
61. //  printf("手动初始化测试！\r\n");//显示初始化信息
    3 d3 b! C8 P3 ^( t7 `
62.   }
      K9 a: u) Z2 i: i6 \; w9 i# q
63.   /* USER CODE END RTC_Init 2 */
    6 l1 Z5 w. v$ s3 F* {, c4 H9 w
64. 
    ; ]' p8 G' b& Y" I) _5 v( O% m4 X; n
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,
* H2 Q1 z% h7 C

1. /* USER CODE BEGIN Includes */
   # p% s  L5 b' V: g+ T6 u' l
2. #include "../../ICore/key/key.h"
   8 N; f& e1 ?1 P
3. #include "../../ICore/led/led.h"
   1 n5 X4 [  `% t- O! T7 n* {1 \
4. #include "../../ICore/print/print.h"
   6 G9 E8 M5 d1 T4 P$ w
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 */
   + E" F! ^9 b' O4 L- L! O4 J
2.   RTC_DateTypeDef RtcDate;
   
3.   RTC_TimeTypeDef RtcTime;
   
4.   uint8_t time_set = 0;//用户设置时间标记
   
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 */
   
2.   ResetPrintInit(&hlpuart1);
   2 N( ?) Y: E, S9 C2 S4 m  R
3.   HAL_UART_Receive_IT(&hlpuart1,(uint8_t *)&HLPUSART_NewData, 1); //再开启接收中断
   6 _( {" _- n  ^; o5 R
4.   HLPUSART_RX_STA = 0;
   
5.   printf("APP reset now!\r\n");
   6 M8 P( Z) l% h3 @# M, ~& I
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。
5 ^# a8 A( T5 x4 S  [

1. /* USER CODE BEGIN WHILE */
   / Z+ {8 U6 |" S! ^7 l! ?3 Y
2.   while (1)
   ; E3 _) ?4 ?, y. E1 x
3.   {
   
4.           if(HLPUSART_RX_STA&0xC000){//溢出或换行，重新开始
   
5.                     printf("lpuart1:%.*s\r\n",HLPUSART_RX_STA&0X0FFF, HLPUSART_RX_BUF);
   ' E0 o2 {, o0 }9 G) o% W
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
   - B: O) V/ g; b7 L( [) t
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;
    " V% s9 u! ]- m8 \8 p
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;
    % i7 V! T! o0 x: s) T8 S
13.                   RtcTime.Seconds =  (HLPUSART_RX_BUF[12]-0x30)*10+HLPUSART_RX_BUF[13]-0x30;
    6 q# ]: X  r6 M
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
    3 ]( F. T2 V* T' N1 B2 S
18.                     }else if (HAL_RTC_SetDate(&hrtc,  &RtcDate, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)//将数据写入RTC程序
    ' P3 j7 w1 M) u: P9 M1 q$ _
19.                     {
    ( {% D  K1 \6 Q% }( Q/ d7 w
20.                         printf("写入日期失败！\r\n"); //显示写入失败
    
21.                     }else printf("写入成功！\r\n");//显示写入成功
    3 k- I3 P  i* Z
22.                     time_set=0;
    
23.                     }
    - K  y# C* w1 g1 ]
24.                     HLPUSART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
    ) M, F# b2 Z3 P2 m% N) r, l: _$ Y
25.                     HAL_Delay(100);//等待
    2 X3 y: ?: c8 I
26.             }
    - B" t3 L+ l- i
27.             if(KEY_1())
    
28.           {
    
29.                     HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &RtcTime,  RTC_FORMAT_BCD);//读出时间值
    : Y" T; [* X+ G1 ]' |) u
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,
    ; s# D2 r* H" A: v3 j
33.                           RtcDate.Month, RtcDate.Date,RtcTime.Hours, RtcTime.Minutes, RtcTime.Seconds);//显示日期时间
    " b) L, s) |  {5 O3 s
34.           }
    - S% ?5 L9 W( [* J4 K
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");
    
38.                     time_set=1;
    ; D+ K; J$ P1 T9 a9 f2 P
39.           }
    
40.     /* USER CODE END WHILE */

复制代码

         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* p1 s" k8 r5 D
* h5 B. {7 |' i! F% E

- b0 p7 [. [* v/ U* j
) W" l" \. v; g0 D; h四、编译及测试
        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。      

# I  O- J" q* ^7 I0 I
( Y, B; C: F* i. B

        打开串口助手工具，连接到开发板，测试

/ f1 `8 U* O8 _; |/ b1 J$ _        【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。

4 j, U: g3 O8 m1 e" \: L- k9 [4 M
2 w* R$ \# G. r7 H* a
' p2 V# i' o5 R5 g1 Y$ U2 @         【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。



9 p# v( ]! t) V. b! L8 ~         【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
5 H3 R3 t6 {* ^2 M1 c: y/ `$ R
5 y( W; I5 T# v4 V$ T5 h/ o


) R" \0 @1 p6 Z- i' I1 R         【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）。
* B2 N+ U- N# G* f( a! w! F6 X

% C3 U: ]/ r. \& e; ^# V
————————————————
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) b' y; [# r% v9 r+ _4 \

4 k, z, ~7 J3 X' I