一、RTC简介
- t  P9 [$ I8 N9 A        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。
' V/ i6 d3 C: W7 E
- r/ J$ w! b' ~3 e        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。

$ a+ J3 }0 B- y5 t4 o        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/ N2 z9 J) o5 [! 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。


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

# s3 k3 e- t/ _0 j+ w6 W        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。
; i- F# F' p- C

% O3 p# G" X7 J  @$ Q; D
9 x% g, v# |* N8 y% a+ N! ?         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。

        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）。

2 k4 u* R% [% i# Y% G6 a8 P

         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。
2 k: H& w/ i- [5 h
( ]4 B/ {4 L) f( S
  Q' j- f0 @* j' l+ x* w
三、驱动代码设计实现
  v& S# I# G, W2 Z0 K6 y8 r        【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。

1. void MX_RTC_Init(void)
   ! k8 d# C% v, E  P
2. {
   / L: n$ \' c5 ?* R4 T, b- q# i
3. 
   
4.   /* USER CODE BEGIN RTC_Init 0 */
   ' ~# _7 U# l& R. s
5. 
   
6.   /* USER CODE END RTC_Init 0 */
   ) g9 i1 A% w0 Y0 q$ n
7. 
   1 L( {# q. p9 V. @' l, h& p
8.   RTC_TimeTypeDef sTime = {0};
   " a7 j( E/ ?# f) |
9.   RTC_DateTypeDef sDate = {0};
   2 n, X8 b0 O7 }0 G2 Q
10. 
    + \, ]. d4 V  t; s0 x
11.   /* USER CODE BEGIN RTC_Init 1 */
    ( k7 q" i: ]7 Q8 D
12.     //新增
    
13.   __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();//使能电源时钟PWR
    7 W9 k% K) {5 F7 R* z
14.    HAL_PWR_EnableBkUpAccess();//取消备份区域写保护
    : @/ n. F* K  s- f
15.   /* USER CODE END RTC_Init 1 */
    , k# A' t# T" R$ v! H" [  |8 T, {+ r
16. 
    
17.   /** Initialize RTC Only
    . R+ x" v9 w* A- Z, x) ?; m
18.   */
    . s8 r' T; e( z
19.   hrtc.Instance = RTC;
    
20.   hrtc.Init.HourFormat = RTC_HOURFORMAT_24;
    
21.   hrtc.Init.AsynchPrediv = 127;
    ; L3 o, U9 u* s. b: X
22.   hrtc.Init.SynchPrediv = 255;
    
23.   hrtc.Init.OutPut = RTC_OUTPUT_DISABLE;
      U* L4 R' b* A& |- X5 d
24.   hrtc.Init.OutPutRemap = RTC_OUTPUT_REMAP_NONE;
    
25.   hrtc.Init.OutPutPolarity = RTC_OUTPUT_POLARITY_HIGH;
    1 T/ `2 P  P; X% c+ g+ ^  E7 J
26.   hrtc.Init.OutPutType = RTC_OUTPUT_TYPE_OPENDRAIN;
    
27.   if (HAL_RTC_Init(&hrtc) != HAL_OK)
      h& U1 T% j( c' U
28.   {
    
29.     Error_Handler();
    / k7 P0 G9 g) c5 Z# V) t
30.   }
    
31. 
    
32.   /* USER CODE BEGIN Check_RTC_BKUP */
    
33.     //新增
    
34.   if(HAL_RTCEx_BKUPRead(&hrtc,RTC_BKP_DR1)!=0X8888)//判断是否首次上电
    - P7 ^) ~+ _  {9 x3 _5 I# f3 K6 X
35.   {
    7 @/ J4 j" A+ s& N4 @# q
36.           HAL_RTCEx_BKUPWrite(&hrtc,RTC_BKP_DR1,0X8888); //标记数值（写入上电检查数值）
    7 z, T( s: |2 Q. P
37.   /* USER CODE END Check_RTC_BKUP */
    ! x- |* F2 y0 g% D( k0 F
38. 
    
39.   /** Initialize RTC and set the Time and Date
    ( x! E3 s+ z! j- i
40.   */
    ; h$ D+ V; b) O! O
41.   sTime.Hours = 12;
    % F- @) ]7 o' H" |" T
42.   sTime.Minutes = 30;
    % S- W# W# V! E1 b+ c& {
43.   sTime.Seconds = 30;
    
44.   sTime.DayLightSaving = RTC_DAYLIGHTSAVING_NONE;
    
45.   sTime.StoreOperation = RTC_STOREOPERATION_RESET;
    
46.   if (HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
    3 w' L: q  _! u8 y$ N' q
47.   {
    
48.     Error_Handler();
    
49.   }
    
50.   sDate.WeekDay = RTC_WEEKDAY_TUESDAY;
    ' U% K& _/ s! S& T( g& |
51.   sDate.Month = RTC_MONTH_DECEMBER;
    0 n. j+ }2 F0 T) B8 B
52.   sDate.Date = 20;
    
53.   sDate.Year = 22;
    3 Z) C/ Y" x" q
54. 
    
55.   if (HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &sDate, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)
    # E  I$ ^! B# R8 t7 R
56.   {
    
57.     Error_Handler();
    
58.   }
    - H! Y$ @+ Q- S* O7 Z
59.   /* USER CODE BEGIN RTC_Init 2 */
    
60.     //新增
    
61. //  printf("手动初始化测试！\r\n");//显示初始化信息
      w( m; O% b4 }- }$ m  Y
62.   }
    4 R& S' y8 ~2 N9 M2 N
63.   /* USER CODE END RTC_Init 2 */
    
64. 
    
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,
) n$ p6 {- A# b0 m% B' D, W

1. /* USER CODE BEGIN Includes */
   . M; q& f3 R7 }7 Y' \% J
2. #include "../../ICore/key/key.h"
   % a& j$ `& w0 \" {
3. #include "../../ICore/led/led.h"
   * p- S7 h( h5 p; t" \! Q+ m. x
4. #include "../../ICore/print/print.h"
   9 U  M4 ]4 j) Q9 Z
5. #include "../../ICore/usart/usart.h"
   7 u: n) S/ U% ?5 R4 c* b* r
6. /* USER CODE END Includes */

复制代码

! W4 x- h9 @, p3 Z9 l        在main函数中声明RTC日期、时间读取缓存变量。
  s" |8 H8 e5 t

1.   /* USER CODE BEGIN 1 */
   0 d% r# q" R" a
2.   RTC_DateTypeDef RtcDate;
   
3.   RTC_TimeTypeDef RtcTime;
   
4.   uint8_t time_set = 0;//用户设置时间标记
   3 v( u% U" Q. M9 Q/ c
5.   /* USER CODE END 1 */

复制代码

+ y: t% d6 T: ^        在main函数中开启串口lpuart1的中断接收。
5 C1 }6 J: \9 i0 m. q- i( T

1.   /* USER CODE BEGIN 2 */
   . O- h% f6 E% c6 j  ]4 S3 Z
2.   ResetPrintInit(&hlpuart1);
   2 _- V3 n2 z. y2 g
3.   HAL_UART_Receive_IT(&hlpuart1,(uint8_t *)&HLPUSART_NewData, 1); //再开启接收中断
   ( ]+ D' ]7 s' H9 f( o
4.   HLPUSART_RX_STA = 0;
   ! h) S' D: [! p- R+ G! W& J
5.   printf("APP reset now!\r\n");
   
6.   /* USER CODE END 2 */

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5 T/ {: t) T6 U- U8 P& W+ l        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。

1. /* USER CODE BEGIN WHILE */
   7 H, }6 I7 {7 J& T! M- c
2.   while (1)
   
3.   {
   : O7 B9 g" w+ `6 h. L* v/ O0 d
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);
   
6.                     if(time_set){
   0 [# g, E3 z% d
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 h. y/ C/ ^6 n' W
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
   . m% s  l3 C# j& o+ x! b
9.                   RtcDate.Month =  (HLPUSART_RX_BUF[4]-0x30)*10+HLPUSART_RX_BUF[5]-0x30;
   . o$ O1 ?  M! a0 J
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;
      `! U: C9 q! X  _/ b
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
    % W$ h8 G* ^& [( i. |. O# l1 \7 C
15.                     if (HAL_RTC_SetTime(&hrtc,  &RtcTime, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)//将数据写入RTC程序
    
16.                     {
    # N+ D! e: j; `# `
17.                         printf("写入时间失败！\r\n"); //显示写入失败
    6 h5 u( o# e" a* t  r, F6 S
18.                     }else if (HAL_RTC_SetDate(&hrtc,  &RtcDate, RTC_FORMAT_BCD) != HAL_OK)//将数据写入RTC程序
    2 `% ?8 _, S9 p4 z
19.                     {
    
20.                         printf("写入日期失败！\r\n"); //显示写入失败
    ' x+ {$ r+ \- Z% P2 [4 E
21.                     }else printf("写入成功！\r\n");//显示写入成功
    
22.                     time_set=0;
    
23.                     }
    
24.                     HLPUSART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
    / H% P6 n" z3 D8 C' F1 a
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 l+ d7 B+ Z; |6 M6 m8 _5 c) Z& l
30.           HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &RtcDate,  RTC_FORMAT_BCD);//一定要先读时间后读日期
    2 K7 K- t  |2 @+ @- N7 {8 Y
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,
    . `0 p1 l8 b# R$ g) r$ {3 [
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");
    
38.                     time_set=1;
    3 K5 ^3 P) n( r3 l* z) |
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。”：


! h3 l, v9 }1 r8 a

7 P! H' z2 l# a& y, z( @! Y; h- q$ V- M四、编译及测试
+ Z  ?$ u' J% ?- f& p, O9 M' n        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。      
6 u1 J# i( `4 w  ~7 T' \6 N
! _3 U& c; v( {' R

  c* |) ]8 e4 z: g/ s- s. |
  b& ~0 z' q3 O        打开串口助手工具，连接到开发板，测试

! |/ L. A6 K$ `+ ~" l        【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。
! c  n/ p4 W$ J' D$ W' ~$ g% g! N2 W


         【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。



% q# Y; h0 o$ E5 R3 L1 T( G         【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


; L2 t2 s# m2 X4 d, Y/ w6 `

: K# O/ e3 J- ?, h. 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）。
8 D8 M1 |; q. r$ N

& l8 S9 l# S7 S
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9 ]* I& e4 W% b8 D- u: B. `
6 t- U7 D+ L, k

7 p' k2 }1 w5 h$ X" M9 S3 t: ?