STM32RTC及定时闹钟功能实现

嵌入式从0到1 2022-09-19 11:01

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大家好，我是程序员小哈。

B站的实战直播已经进行到RTC了，关于STM32F1的RTC功能的文字描述，可以结合B站的视频一起学习。

对于学习过51单片机的同学来说，一般使用RTC功能，都会使用51单片机+DS1302的方案，在STM32单片机中，因为STM32单片机自带RTC模块，所以我们只需要使用一个STM32即可，不需要外挂实时时钟芯片了。

RTC实时时钟简介

"RTC"是Real Time Clock 的简称，意为实时时钟。

STM32提供了一个秒中断源和一个闹钟中断源，修改计数器的值可以重新设置系统当前的时间和日期。

STM32的RTC外设，实质是一个掉电后还能继续运行的定时器，通过配置，可以让它准确地每秒钟中断一次。

所谓掉电，是指电源VDD断开的情况下，为了RTC外设掉电可以继续运行，必须给STM32芯片通过VBAT引脚接上外部3.3V供电。

当主电源VDD有效时，由VDD给RTC外设供电。

当VDD掉电后，由VBAT给RTC外设供电。

无论由什么电源供电，RTC中的数据始终都保存在属于RTC的备份域中，如果主电源和VBAT都掉电，那么备份域中保存的所有数据都将丢失。(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)。

上图来自于《STM32中文参考手册》

备份寄存器是42个16位的寄存器，可用来存储84个字节的用户应用程序数据。他们处在备份域里，当VDD电源被切断，他们仍然由VBAT维持供电，数据不会丢失，所以我们可以使用这些寄存器预存一些运行状态信息。

比如我们可以在RTC初始化之后，对BKP_DR1寄存器写入一个值，比如0x5050，然后在 RTC_Init(void)函数开始处，先读取并判断BKP_DR1寄存器的值是否为0x5050，进而可以知道系统的RTC是否有VBAT外部电源维持供电。

STM32时钟系统

参考《STM32中文参考手册》中对STM32的时钟系统的详细说明。

由上图可知RTC的时钟源可以来源于3个渠道：

来自于低速外部时钟LSE，也就是外部的晶振，一般选用32.768KHz
来自于高速外部时钟HSE的128分频，即HSE/128
来自于低速内部时钟LSI

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（在有自动校准功能并对时钟的精度要求不是很高的情况下，还是可以使用HSE分频时钟作为RTC时钟的），所以RTC一般都选用低速外部时钟LSE，晶振的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1秒的时钟频率，所以被广泛应用到RTC模块。

在配置RTC模块的时钟时，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/37768 = 1Hz，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。

RTC时间设置

RTC时间设置就是对RTC计数器寄存器RTC_CNT进行设置。

该寄存器由两个16位的寄存器RTC_CNTH和RTC_CNTL组成，总共32位，用来记录秒钟值。

理论上可以计算2^32 = 4,294,967,296‬ s，大约136年。

所以设置RTC时间或者获取RTC时间，就是设置RTC_CNT寄存器或者获取RTC_CNT寄存器的值。

所以封装的设置时钟的函数RTC_Set()，就是求得设定的时间与1970年1月1日 00:00:00之间的秒数，然后通过RTC_SetCounter()函数，写入RTC_CNT寄存器即可。

注意

每次操作RTC_CNT时应该要使能PWR 和 BKP 时钟，允许访问BKP域，否则会操作失败。

/* Enable PWR and BKP clocks*/RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);/* Allow access to BKP Domain */PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
/* Wait until last write operation on RTC registers has finished*/RTC_WaitForLastTask();/* 修改当前RTC计数寄存器内容 */RTC_SetCounter(Cnt);/* Wait until last write operation on RTC registers has finished*/RTC_WaitForLastTask();

RTC闹钟

在实际应用中，我们有时会用到定时闹钟功能，我们简单的可以在main函数的while循环中，通过比对当前时间和设定时间值是否相等进行判断是否定时时间到，比如：

//主循环  while(1) {    times++;
    if(t!=calendar.sec)       {          t=calendar.sec;
      NowHour = calendar.hour;      NowMinute = calendar.min;      NowSecond = calendar.sec;      if(NowHour==AlarmHour&&NowMinute==AlarmMinute&&NowSecond==AlarmSecond)      {            //执行预定动作      }    }  }