一、STM32F1 RTC介紹
1.1 RTC簡介
STM32 的實時時鍾（ RTC）是一個獨立的定時器。 STM32 的 RTC 模 塊擁有一組連續計數的計數器，在相應軟件配置下，可提供時鍾日歷的 功能。修改計數器的值可以重新設置系統當前的時間和日期。 RTC模塊和時鍾配置是在后備區域，無論器件狀態如何（運行模式、 低功耗模式或處於復位狀態），只要保證后備區域供電正常，RTC便不會 停止工作，所以通常會在后備區域供電端加一個紐扣電池，即使主電源 停止供電，后備電源也會啟動供電，從而保證RTC時鍾不停的運行，只有 當主電源和后備紐扣電池都沒有電的時，RTC才停止工作。 從 RTC 的定時器特性來說，它是一個 32 位的計數器，只能向上計 數。它的時鍾來源有三種，分別為高速外部時鍾的 128 分頻（ HSE/128 ）、 低速內部時鍾 LSI 以及低速外部時鍾 LSE。
1.2電源
電池備份區域
使用電池或其他電源連接到VBAT腳上，當VDD斷電時，可以保存備份寄存器的內容和維持RTC的
功能。
VBAT腳也為RTC、LSE振盪器和PC13至PC15供電，這保證當主要電源被切斷時RTC能繼續工作。切換到VBAT供電由復位模塊中的掉電復位功能控制。
如果應用中沒有使用外部電池，VBAT必須連接到VDD引腳上。
1.3備份寄存器(BKP)簡介
備份寄存器是42個16位的寄存器，可用來存儲84個字節的用戶應用程序數據。他們處在備份域里，當VDD電源被切斷，他們仍然由VBAT維持供電。當系統在待機模式下被喚醒，或系統復位或電源復位時，他們也不會被復位。
此外，BKP控制寄存器用來管理侵入檢測和RTC校准功能。
復位后，對備份寄存器和RTC的訪問被禁止，並且備份域被保護以防止可能存在的意外的寫操作。執行以下操作可以使能對備份寄存器和RTC的訪問。
● 通過設置寄存器RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN位來打開電源和后備接口的時鍾
● 電源控制寄存器(PWR_CR)的DBP位來使能對后備寄存器和RTC的訪問。
1.4實時時鍾(RTC)
RTC簡介
實時時鍾是一個獨立的定時器。RTC模塊擁有一組連續計數的計數器，在相應軟件配置下，可提供時鍾日歷的功能。修改計數器的值可以重新設置系統當前的時間和日期。
RTC模塊和時鍾配置系統(RCC_BDCR寄存器)處於后備區域，即在系統復位或從待機模式喚醒后，RTC的設置和時間維持不變。
系統復位后，對后備寄存器和RTC的訪問被禁止，這是為了防止對后備區域(BKP)的意外寫操作。執行以下操作將使能對后備寄存器和RTC的訪問：（BKP中也提到過）
● 設置寄存器RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN位，使能電源和后備接口時鍾
● 設置寄存器PWR_CR的DBP位，使能對后備寄存器和RTC的訪問。
二、功能描述
1、概述
RTC由兩個主要部分組成(參見下圖)。第一部分(APB1接口)用來和APB1總線相連。此單元還包含一組16位寄存器，可通過APB1總線對其進行讀寫操作(參見16.4節)。APB1接口由APB1總線時鍾驅動，用來與APB1總線接口。
另一部分(RTC核心)由一組可編程計數器組成，分成兩個主要模塊。
第一個模塊是RTC的預分頻模塊，它可編程產生最長為1秒的RTC時間基准TR_CLK。RTC的預分頻模塊包含了一個20位的可編程分頻器(RTC預分頻器)。如果在RTC_CR寄存器中設置了相應的允許位，則在每個實時時鍾(RTC)TR_CLK周期中RTC產生一個中斷(秒中斷)。
第二個模塊是一個32位的可編程計數器，可被初始化為當前的系統時間。系統時間按TR_CLK周期累加並與存儲在RTC_ALR寄存器中的可編程時間相比較，如果RTC_CR控制寄存器中設置了相應允許位，比較匹配時將產生一個鬧鍾中斷。
2、復位過程
除了RTC_PRL、RTC_ALR、RTC_CNT和RTC_DIV寄存器外，所有的系統寄存器都由系統復位或電源復位進行異步復位。
RTC_PRL、RTC_ALR、RTC_CNT和RTC_DIV寄存器僅能通過備份域復位信號復位。
3、讀RTC寄存器
RTC核完全獨立於RTC APB1接口。
軟件通過APB1接口訪問RTC的預分頻值、計數器值和鬧鍾值。但是，相關的可讀寄存器只在與RTC與 APB1時鍾進行重新同步的RTC時鍾的上升沿被更新。RTC標志也是如此的。這意味着，如果APB1接口曾經被關閉，而讀操作又是在剛剛重新開啟APB1之后，則在第一次的內部寄存器更新之前，從APB1上讀出的RTC寄存器數值可能被破壞了(通常讀到0)。下述幾種情況下能夠發生這種情形：
● 發生系統復位或電源復位
● 系統剛從待機模式喚醒(參見第4.3節：低功耗模式)。
● 系統剛從停機模式喚醒(參見第4.3節：低功耗模式)。
所有以上情況中，APB1接口被禁止時(復位、無時鍾或斷電)RTC核仍保持運行狀態。
因此，若在讀取RTC寄存器時，RTC的APB1接口曾經處於禁止狀態，則軟件首先必須等待RTC_CRL寄存器中的RSF位(寄存器同步標志)被硬件置’1’。
注：RTC的 APB1接口不受WFI和WFE等低功耗模式的影響。
4、寫RTC寄存器
必須設置RTC_CRL寄存器中的CNF位，使RTC進入配置模式后，才能寫入RTC_PRL、RTC_CNT、RTC_ALR寄存器。
另外，對RTC任何寄存器的寫操作，都必須在前一次寫操作結束后進行。可以通過查詢RTC_CR寄存器中的RTOFF狀態位，判斷RTC寄存器是否處於更新中。僅當RTOFF狀態位是1時，才可以寫入RTC寄存器。
三、STM32F1 RTC配置步驟
- 使能PWR和BKP時鍾。調用函數：RCC_APB1PeriphClockCmd()；
- 使能后備寄存器訪問。調用函數：PWR_BackupAccessCmd()；
- 配置RTC時鍾源，使能RTC時鍾。調用函數：RCC_RTCCLKConfig()；RCC_RTCCLKCmd()；
- 如果使用LSE，要打開LSE：RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON)；
- 設置RTC預分頻系數。調用函數：RTC_SetPrescaler()；
- 設置時間。調用函數：RTC_SetCounter()；
- 開啟相關中斷（如果需要）。調用函數：RTC_ITConfig()；
- 編寫中斷服務函數。調用函數：RTC_IRQHandler()；
- 部分操作要等待寫操作完成和同步。調用函數：RTC_WaitForLastTask()；RTC_WaitForSynchro()；
四、程序舉例
編寫RTC控制程序 本章所要實現的功能是：設置RTC時間日期初值，在RTC秒中斷內使用 串口打印出RTC日期和時間，D1指示燈閃爍提示系統運行。
程序框架如下 ：
（1）初始化RTC，設置RTC時間日期初值 （2）開啟RTC的秒中斷，編寫RTC中斷函數, （3）在RTC中斷內更新時間並打印輸出 （4）編寫主函數
1 #ifndef _rtc_H 2 #define _rtc_H
3
4 #include "system.h"
5
6
7 u8 RTCx_Init(void); 8 void RTC_GET(void); 9
10 typedef struct
11 { 12 u8 hour; 13 u8 min; 14 u8 sec; 15 }_calender; 16
17 extern _calender calender; 18
19
20
21 #endif
分析RTC_Init()函數：RTC初始化函數。
初始化時按照之前的RTC一般步驟進行配置，這里需要注意的是，為了區分是否是第一次執行RTC_Init()函數，必須判斷后配寄存器中是否寫如果某個值（向BKP_DR1寄存器寫入0xA0A0，寫入其他的數字也可以）如果寫入不用再初始化。
為什么要區分是否執行過RTC_Init？
如果由於 斷電/ 復位/喚醒等待 等因素，程序中斷但RTC時鍾以及后備寄存器區域還在執行；等恢復供電重新啟動程序時，這不能再對RTC時鍾進行初始化，否則一直初始化，那么RTC作為時鍾就沒什么實際作用。
1 if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA0A0//（從指定的后備寄存器中讀出數據）判斷是否初始化過
2 { 3 //第一次進行初始化（RTC_Init）
4 BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0XA0A0); //向指定的后備寄存器中寫入用戶程序數據
5 } 6 else//（已經初始化過）系統繼續計時
7 { 8 //不是第一次進行初始化（RTC_Init）
9 }
代碼44：使用外部低速晶振（LSE）時需要檢查指定的RCC相應的標志位是否設置，等待低速晶振就緒。
1 #include "rtc.h" 2 #include "systick.h" 3 #include "ustrt.h" 4 5 6 _calender calender; 7 8 9 void RTC_NVIC_Config() //設置RTC中斷優先級 10 { 11 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct; 12 13 NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=RTC_IRQn; 14 NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2; 15 NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=3; 16 NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE ; 17 NVIC_Init(&NVIC_InitStruct); 18 19 } 20 21 void RTC_GET() //獲取 RTC 計數器的值並進行處理 22 { 23 u32 timedata; 24 timedata=RTC_GetCounter(); 25 calender.hour=timedata/3600; 26 calender.min=timedata%3600/60; 27 calender.sec=timedata%3600%60; 28 } 29 30 //返回0：初始化失敗 31 //返回1：初始化成功 32 u8 RTCx_Init() 33 { 34 u8 time; 35 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE); 36 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); 37 PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); 38 39 40 if(BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1)!=0xA0a0) //從指定的后備寄存器讀數據）檢查是不是第一次配置時鍾 41 { 42 BKP_DeInit(); //將后備寄存器初始化 43 RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON); //將RCC_LSE時鍾開啟 44 while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY)==RESET && time<250) //檢測LSE時鍾是否開啟 45 { 46 time++; 47 delay_ms(10); 48 } 49 if(time>=250) 50 { 51 return 1; 52 } 53 RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE); //配置RTC的時鍾為LSE 54 RCC_RTCCLKCmd(ENABLE); //RTC時鍾輸入開啟 55 RTC_WaitForLastTask(); //等待直到RTC寄存器上的上一次寫操作完成。 56 RTC_WaitForSynchro(); //等待，直到RTC寄存器(RTC_CNT、RTC_ALR和RTC_PRL)與RTC APB時鍾同步。 57 RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE); 58 RTC_WaitForLastTask(); //等待直到RTC寄存器上的上一次寫操作完成。 59 RTC_EnterConfigMode(); // 允許配置 60 RTC_SetPrescaler(32767); //設置 RTC 預分頻的值 61 RTC_WaitForLastTask(); //等待直到RTC寄存器上的上一次寫操作完成。 62 RTC_SetCounter(0x1111); //設置 RTC 計數器的值 初始化時間17：34：55 63 RTC_ExitConfigMode(); //退出 RTC 配置模式 64 BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1,0xA0a0); //向指定的后備寄存器中寫入用戶程序數據 65 66 } 67 else //（系統之前已經進行過相應初始化）系統繼續計時 68 { 69 RTC_WaitForLastTask(); //等待直到RTC寄存器上的上一次寫操作完成。 70 RTC_WaitForSynchro(); //等待，直到RTC寄存器(RTC_CNT、RTC_ALR和RTC_PRL)與RTC APB時鍾同步。 71 RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE); //使能或者失能指定的 RTC 中斷 72 } 73 74 RTC_NVIC_Config(); //RCT中斷優先級別設置 75 RTC_GET(); //獲取 RTC 計數器的值 76 return 0; 77 } 78 79 void RTC_IRQHandler(void) //RTC中斷函數 80 { 81 if(RTC_GetITStatus(RTC_IT_SEC)!=0) //檢查指定的 RTC 中斷發生與否（秒中斷） 82 { 83 RTC_GET(); 84 printf("RTC_Time:%d:%d:%d\r\n",calender.hour,calender.min,calender.sec); 85 } 86 RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_SEC); //清除 RTC 的中斷待處理位 87 }
1 #include "system.h"
2 #include "led.h"
3 #include "systick.h"
4 #include "ustrt.h"
5 #include "rtc.h"
6
7 int main() 8 { 9 u8 i=0; 10
11
12 SysTick_Init(72); 13 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); 14 LED_Init(); 15 ustrt_Init(9600); 16 RTCx_Init(); 17
18 while(1) 19 { 20
21 i++; 22 if(i%20==0) 23 { 24 led1=!led1; 25 } 26 delay_ms(10); 27 } 28 }