STM32 RTC实时时钟实验

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,广州市星翼电子科技有限公司,*,ALIENTEK,例说,STM32,例说,STM32,2024/9/10,广州市星翼电子科技有限公司,1,ALIENTEK,开发板购买店铺,店铺：,http:/,ALIENTEK,第,12,讲,RTC,实时时钟,12,.,1 RTC,简介,12.2 RTC,寄存器介绍,12.3 RTC,配置步骤,12.4,实验讲解,例说,STM32,2,2024/9/10,广州市星翼电子科技有限公司,ALIENTEK,12,.,1 RTC,简介,例说,STM32,3,2024/9/10,广州市星翼电子科技有限公司,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,模块和时钟配置系统,(RCC_BDCR,寄存器,),是在后备区域，即在系统复位或从待机模式唤醒后,RTC,的设置和时间维持不变。但是在系统复位后，会自动禁止访问后备寄存器和,RTC,，以防止对后备区域,(BKP),的意外写操作。所以在要设置时间之前， 先要取消备份区域（,BKP,）写保护。,ALIENTEK,例说,STM32,4,2024/9/10,广州市星翼电子科技有限公司,RTC,的简化框图，如,下,图所示：,ALIENTEK,例说,STM32,5,2024/9/10,广州市星翼电子科技有限公司,RTC,由两个主要部分组成（参见图,16.1,），第一部分,(APB1,接口,),用来和,APB1,总线相连。此单元还包含一组,16,位寄存器，可通过,APB1,总线对其进行读写操作。,APB1,接口由,APB1,总线时钟驱动，用来与,APB1,总线接口。,另一部分,(RTC,核心,),由一组可编程计数器组成，分成两个主要模块。第一个模块是,RTC,的预分频模块，它可编程产生最长为,1,秒的,RTC,时间基准,TR_CLK,。,RTC,的预分频模块包含了一个,20,位的可编程分频器,(RTC,预分频器,),。如果在,RTC_CR,寄存器中设置了相应的允许位，则在每个,TR_CLK,周期中,RTC,产生一个中断,(,秒中断,),。第二个模块是一个,32,位的可编程计数器，可被初始化为当前的系统时间，一个,32,位的时钟计数器，按秒钟计算，可以记录,4294967296,秒，约合,136,年左右，作为一般应用，这已经是足够了的。,ALIENTEK,例说,STM32,6,2024/9/10,广州市星翼电子科技有限公司,RTC,还有一个闹钟寄存器,RTC_ALR,，用于产生闹钟。系统时间按,TR_CLK,周期累加并与存储在,RTC_ALR,寄存器中的可编程时间相比较，如果,RTC_CR,控制寄存器中设置了相应允许位，比较匹配时将产生一个闹钟中断,。,RTC,内核完全独立于,RTC APB1,接口，而软件是通过,APB1,接口访问,RTC,的预分频值、计数器值和闹钟值的。但是相关可读寄存器只在,RTC APB1,时钟进行重新同步的,RTC,时钟的上升沿被更新，,RTC,标志也是如此。这就意味着，如果,APB1,接口刚刚被开启之后，在第一次的内部寄存器更新之前，从,APB1,上都处的,RTC,寄存器值可能被破坏了（通常读到,0,）。因此，若在读取,RTC,寄存器曾经被禁止的,RTC APB1,接口，软件首先必须等待,RTC_CRL,寄存器的,RSF,位（寄存器同步标志位，,bit3,）被硬件置,1,。,ALIENTEK,12,.,2 RTC,相关寄存器,例说,STM32,7,2024/9/10,广州市星翼电子科技有限公司,控制寄存器,高位,RTC_CRH,RTC,总共有,2,个控制寄存器,RTC_CRH,和,RTC_CRL,，两个都是,16,位的。,RTC_CRH,寄存器用来控制中断的，我们本章将要用到秒钟中断，所以在该寄存器必须设置最低位为,1,，以允许秒钟中断。,ALIENTEK,例说,STM32,8,2024/9/10,广州市星翼电子科技有限公司,控制寄存器,低位,RTC_CRL,）,ALIENTEK,例说,STM32,9,2024/9/10,广州市星翼电子科技有限公司,ALIENTEK,例说,STM32,10,2024/9/10,广州市星翼电子科技有限公司,本章我们用到的是该寄存器的,0,、,35,这几个位，第,0,位是秒钟标志位，我们在进入闹钟中断的时候，通过判断这位来决定是不是发生了秒钟中断。然后必须通过软件将该位清零（写,0,）。第,3,位为寄存器同步标志位，我们在修改控制寄存器,RTC_CRH/CRL,之前，必须先判断该位，是否已经同步了，如果没有则等待同步，在没同步的情况下修改,RTC_CRH/CRL,的值是不行的。第,4,位为配置标位，在软件修改,RTC_CNT/RTC_ALR/RTC_PRL,的值的时候，必须先软件置位该位，以允许进入配置模式。第,5,位为,RTC,操作位，该位由硬件操作，软件只读。通过该位可以判断上次对,RTC,寄存器的操作是否完成，如果没有，我们必须等待上一次操作结束才能开始下一次操作。,ALIENTEK,例说,STM32,11,2024/9/10,广州市星翼电子科技有限公司,预分频装载寄存器,RTC_PRLH/RTC_PRLL,由,2,个寄存器组成，,RTC_PRLH,和,RTC_PRLL,。这两个寄存器用来配置,RTC,时钟的分频数的，比如我们使用外部,32.768K,的晶振作为时钟的输入频率，那么我们要设置这两个寄存器的值为,32767,，以得到一秒钟的计数频率。,ALIENTEK,例说,STM32,12,2024/9/10,广州市星翼电子科技有限公司,RTC_PRLH,只有低四位有效，用来存储,PRL,的,1916,位。而,PRL,的前,16,位，存放在,RTC_PRLL,里面,ALIENTEK,例说,STM32,13,2024/9/10,广州市星翼电子科技有限公司,RTC,预分频器余数寄存器,RTC_DIVH /RTC_DIVL,该寄存器也有,2,个寄存器组成,RTC_DIVH,和,RTC_DIVL,，这两个寄存器的作用就是用来获得比秒钟更为准确的时钟，比如可以得到,0.1,秒，或者,0.01,秒等。该寄存器的值自减的，用于保存还需要多少时钟周期获得一个秒信号。在一次秒钟更新后，由硬件重新装载。这两个寄存器和,RTC,预分频装载寄存器的各位是一样的,。,ALIENTEK,例说,STM32,14,2024/9/10,广州市星翼电子科技有限公司,RTC,计数器寄存器,RTC_CNTH,和,RTC_CNTL,该寄存器由,2,个,16,位的寄存器组成,RTC_CNTH,和,RTC_CNTL,，总共,32,位，用来记录秒钟值（一般情况下）。,注意一点，在修改这个寄存器的时候要先进入配置模式。,ALIENTEK,例说,STM32,15,2024/9/10,广州市星翼电子科技有限公司,RTC,闹钟寄存器,RTC_ALRH,和,RTC_ALRL,该寄存器也是由,2,个,16,为的寄存器组成,RTC_ALRH,和,RTC_ALRL,。总共也是,32,位，用来标记闹钟产生的时间（以秒为单位），如果,RTC_CNT,的值与,RTC_ALR,的值相等，并使能了中断的话，会产生一个闹钟中断。该寄存器的修改也要进入配置模式才能进行。,ALIENTEK,例说,STM32,16,2024/9/10,广州市星翼电子科技有限公司,因为我们使用到备份寄存器来存储,RTC,的相关信息（我们这里主要用来标记时钟是否已经经过了配置），我们这里顺便介绍一下,STM32,的备份寄存器,。,备份,寄存器是,42,个,16,位的寄存器（大容量产品才有，,ALIENTEK MiniSTM32,开发板使用的是,STM32F103RBT6,，属于小容量产品，只有,10,个,16,为的寄存器），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。即使系统在待机模式下被唤醒，或系统复位或电源复位时，他们也不会被复位。,此外,，,BKP,控制寄存器用来管理侵入检测和,RTC,校准功能,。,复位,后，对备份寄存器和,RTC,的访问被禁止，并且备份域被保护以防止可能存在的意外的写操作。执行以下操作可以使能对备份寄存器和,RTC,的访问：,1,）通过设置寄存器,RCC_APB1ENR,的,PWREN,和,BKPEN,位来打开电源和后备接口的时钟,2,）电源控制寄存器,(PWR_CR),的,DBP,位来使能对后备寄存器和,RTC,的,访问,RTC,的时钟源选择及使能设置都是,通过,备份区域控制寄存器,RCC_BDCR,来,实现的，所以我们在,RTC,操作之前先要通过这个寄存器选择,RTC,的时钟源，然后才能开始其他的操作。,ALIENTEK,12,.,3 RTC,配置步骤,例说,STM32,17,2024/9/10,广州市星翼电子科技有限公司,1,）使能电源时钟和备份区域时钟。,前面已经介绍了，我们要访问,RTC,和备份区域就必须先使能电源时钟和备份区域时钟。这个通过,RCC_APB1ENR,寄存器来设置,。,2,）取消备份区写保护。,要向备份区域写入数据，就要先取消备份区域写保护（写保护在每次硬复位之后被使能），否则是无法向备份区域写入数据的。我们需要用到向备份区域写入一个字节，来标记时钟已经配置过了，这样避免每次复位之后重新配置时钟。,ALIENTEK,例说,STM32,18,2024/9/10,广州市星翼电子科技有限公司,3,）复位备份区域，开启外部低速振荡器。,在取消备份区域写保护之后，我们可以先对这个区域复位，以清除前面的设置，当然这个操作不要每次都执行，因为备份区域的复位将导致之前存在的数据丢失，所以要不要复位，要看情况而定。然后我们使能外部低速振荡器，注意这里一般要先判断,RCC_BDCR,的,LSERDY,位来确定低速振荡器已经就绪了才开始下面的操作,。,4,）选择,RTC,时钟，并使能。,这里我们将通过,RCC_BDCR,的,RTCSEL,来选择选择外部,LSI,作为,RTC,的时钟。然后通过,RTCEN,位使能,RTC,时钟,。,5,）设置,RTC,的分频，以及配置,RTC,时钟。,在开启了,RTC,时钟之后，我们要做的就是设置,RTC,时钟的分频数，通过,RTC_PRLH,和,RTC_PRLL,来设置，然后等待,RTC,寄存器操作完成，并同步之后，设置秒钟中断。然后设置,RTC,的允许配置位（,RTC_CRH,的,CNF,位），设置时间（其实就是设置,RTC_CNTH,和,RTC_CNTL,两个寄存器）。,ALIENTEK,例说,STM32,19,2024/9/10,广州市星翼电子科技有限公司,6,）更新配置，设置,RTC,中断。,在设置完时钟之后，我们将配置更新，这里还是通过,RTC_CRH,的,CNF,来实现。在这之后我们在备份区域,BKP_DR1,中写入,0X5050,代表我们已经初始化过时钟了，下次开机（或复位）的时候，先读取,BKP_DR1,的值，然后判断是否是,0X5050,来决定是不是要配置。接着我们配置,RTC,的秒钟中断，并进行分组。,7,）编写中断服务函数。,最后，我们要编写中断服务函数，在秒钟中断产生的时候，读取当前的时间值，并显示到,TFTLCD,模块上。,ALIENTEK,10,.,4,实验讲解,例说,STM32,20,2024/9/10,广州市星翼电子科技有限公司,硬件设计：,只需要,LCD,显示时钟。,实验现象：,DS0,不停的闪烁，提示程序已经在运行了。同时可以看到,TFTLCD,模块开始显示时间,。,ALIENTEK,例说,STM32,21,2024/9/10,广州市星翼电子科技有限公司,软件设计,请结合实验工程源码来讲解,