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RTC(Real Time Clock):实时时钟

RTC特征

RTC工作原理框图

BKP备份寄存器

RTC相关寄存器

 配置RTC寄存器

配置过程:

读RTC寄存器

RTC相关库函数讲解

RTC配置一般步骤

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RTC(Real Time Clock):实时时钟

RTC是个独立的定时器。RTC模块拥有一个连续计数的计数器,在相应的软件配置下,可以提供时钟日历的功能。修改计数器的值可以重新设置当前时间和日期。

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。所以在要设置时间前,先要取消备份区域(BKP)写保护。

RTC特征

1.可编程的预分频系数:分频系数最高为2的20次方。

2.32位的可编程计数器,可用于较长时间段的测量。

3.2个分离的时钟:用于APB1接口的PCLK1和RTC时钟(RTC时钟的频率必须小于PCLK1时钟频率的四分之一以上)。

4.可以选择以下三种RTC的时钟源:

HSE时钟除以128;

LSE振荡时钟;

LSI振荡器时钟

5.2个独立的复位类型:

APB1接口由系统复位:

RTC核心(预分器、闹钟、计数器和分频器)只能由后备域复位。

6.3个专门的可屏蔽中断:

闹钟中断,用来产生一个软件可编程的闹钟中断。

秒中断,用来产生一个可编程的周期性中断信号(最长可达1秒)。

溢出中断,指示内部可编程计数器溢出并回转为0的状态。

RTC工作原理框图

 

第一部分APB1接口部分:CPU可以通过APB1总线访问APB1接口,APB1接口主要是操作下面几个RTC的寄存器。

第二部分RTC核心:RTCCLK是时钟源可以是外部具体可以查看时钟框图。RTC_DIV叫预分频余寄存器,RTC_PRL叫自动重装载寄存器。这两个寄存器的作用,RTCCLK时钟来了后,首先程序里面执行时RTC_PRL寄存器里面会先写一个值,举例RTC_PRL里面写100,那就是会把RTCCLK时钟分频100,就是除100,RTC_DIV就是叫预分频余数就是可提供一个更精确的时钟。假设RTCCLK等于100Hz,RTC_PRL等于100,RTC_DIV就是会从100递减,减到0的时候会溢出产生一个时钟就是TR_CLK 1Hz。一般我们都会把TR_CLK时钟设成1Hz就是1s,然后到RTC_CNT32位的计数器,每个时钟周期都会加1,RTC_Second是秒会有个标志,RTC_Overflow溢出标志,如果开启中断的话会有一个溢出中断,RTC_Alarm就是一个闹钟,当RTC_ALR寄存器的值和RTC_CNT的值相等的时候就会产生一个闹钟,

RTC内核完全独立于APB1接口,软件通过APB1接口对RTC相关寄存器访问。但是相关寄存器只在RTC APB1时钟进行同步重新同步的RTC时钟的上升沿被更新。所以软件必须先等待寄存器同步标志位(RTC_CRL的RSF位)被硬件置1才读。

BKP备份寄存器

1.备份寄存器是42个16位的寄存器。可用来存储84个字节数据。

2.它们处在备份区域,当VDD电源切断,任然由VBAT维持供电。

3.当系统在待机模式下呗唤醒,或者系统复位或者电源复位,它们也不会复位。

4.执行以下操作将使能对后备寄存器和RTC访问:

        设置寄存器RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN位,使能电源和后备时钟。

        设置寄存器PWR_的DBP位,使能对RTC和后备寄存器的访问。

BKP备份寄存器

提醒:一共有42个16位备份寄存器。常用来保存一些系统配置信息和相关标志位。

RTC相关寄存器

RCT控制寄存器  (RTC_CRH,RTC_CRL)

RTC预分频装载寄存器 (RTC_PRLH,RTC_PRLL)

RTC预分频余数寄存器 (RTC_DIVH,RTC_DIVL)

RTC计数器寄存器 (RTC_CNTH, RTC_CNTL)

RTC闹钟寄存器 (RTC_ALRH , RTC_ALRL)

RTC控制寄存器高位(RTC_CRH)

 RTC控制寄存器低位(RTC_CRL)

1.修改CRH/CRL寄存器,必须先判断RSF位,确定已经同步。

2.修改CNT,ALR,PRL的时候,必须先配置CNF位进入配置模式,修改完之后,设置CNF位为0退出配置模式

3.同时在对RTC相关寄存器写操作之前,必须判断上一次写操作已经结束,也就是判断RTOFF位是否置位。

RTC预分频装载寄存器高位(RTC_PRLH)

 

 RTC预分频装载寄存器高位(RTC_PRLL)

 RTC预分频余数寄存器 (RTC_DIVH,RTC_DIVL)

在TR_CLK的每个周期里,RTC预分频器中计数器的值都会被重新设置为RTC_PRL寄存器的值,用户可通过读取RTC_DIV奇存器,以获得预分频计数器的当前值,而不停止分频计数器的工作,从而获得精确的时间测量。此寄存器是只读寄存器,其值在RTC_PRL或RTC_CNT寄存器中的值发生改变后,田硬件重新装载:

RTC预分频余数寄存器高位 (RTC_DIVH)

 RTC预分频余数寄存器低位 (RTC_DIVL)

RTC计数器寄存器 (RTC_CNTH, RTC_CNTL)

RTC核有一个32位可编程的计数器,可通过两个16位的寄存器访问。计数器以预分频器产生的TR_CLK时间基准为参考进行计数。RTC_CNT寄存器用米存放计数器的计数值。他们受RTC_CR的位RTOFF写保护,仅当RTOFF值为'1'时,允许写操作。在高或低寄存器(RTC_CNTH或RTC_CNTL)上的写操作,能够直接装载到相应的可编程计数器,并且重新装载RTC预分频器。当进行读操作时,直接返回计数器内的计数值(系统时间)。

RTC计数器寄存器高位(RTC_CNTH)

RTC闹钟寄存器 (RTC_ALRH , RTC_ALRL)

当可编程计数器的值与RTC_ALR中的32位值相等时,即触发一个闹钟事件,并且产生RTC闹钟中断。此寄存器受RTC_CR寄存器里的RTOFF位写保护,仅当RTOFF值为'1"时,允许写操作。

RTC闹钟寄存器高位(RTC_ALRH)

 RTC闹钟寄存器低位(RTC_ALRL)

 配置RTC寄存器

必须设置RTC_CRL寄存器中的CNF位,使RTC进入配置模式后,才能写入RTC_PRL、RTC_CNT、 RTC_ALR寄存器。另外,对RTC任何寄存器的写操作,都必须在前一次写操作结束后进行。可以通过查询RTC_CR寄存器中的RTOFF状态位,判断RTC寄存器是否处于更新中。仅当RTOFF状态位是'1'时,才可以写入RTC寄存器。

配置过程:

1.查询RTOFF位,直到RTOFF的值变为'1”

2.置CNF值为1,进入配置模式

3.对一个或多个RTC寄存器进行写操作

4.清除CNF标志位,退出配置模式

5.查询RTOFF,直至RTOFF位变为'1'以确认写操作已经完成。

仅当CNF标志位被清除时,写操作才能进行,这个过程至少需要3个RTCCLK周期。

读RTC寄存器

RTC核完全独立于RTC APB1接口。

软件通过APB1接口访问RTC的预分频值、计数器值和闹钟值。但是,相关的可读寄存器只在与RTC APB1时钟进行重新同步的RTC时钟的上升沿被更新。RTC标志也是如此的。"这意味着,如果APB1接门曾经被关闭,而读操作又是在刚刚重新开启APB1之后,则在第一次的内部寄存器更新之前,从APB1上读出的RTC寄存器数值可能被破坏了(通常读到0)。下述几种情况下能够发生这种情形:

发生系统复位或电源复位系统刚从待机模式唤醒。

系统刚从停机模式唤醒。

所有以上情况中APB1接口被禁止时(复位、无时钟或断电)RTC核仍保持运行状态。因此,若在读取RTC寄存器时, RTC的APB1接口曾经处于禁止状态,则软件首先必须等待RTC_CRL寄存器中的RSF位(寄存器同步标志)被硬件置'1'。

RTC相关库函数讲解

//RTC时钟源和时钟操作函数:
void RCC_RTCCLKConfig(uint32_t CLKSource): //时钟源选择
void RCC_RTCCLKCmd(FunctionalState NewState)//时钟使能

//RTC配置函数(预分频,计数值:
void RTC_SetPrescaler(uint32_t PrescalerValue);//预分频配置: PRLH/PRLL
void RTC_SetCounter(uint32_t CounterValue): //设置计数器值: CNTH/CNTL
void RTC SetAlarm(uint32 tAlarmValue); //闹钟设置: ALRH/ALRL

//RTC中断设置函数:
void RTC_ITConfig(uint16_tRTC_IT, FunctionalState NewState);//CRH

//RTC允许配置和退出配置函数:
void RTC_EnterConfigMode(void);//允许RTC配置:CRL位 CNF
void RTC_ExitConfigMode(void);//退出配置模式:CRL位 CNF

//同步函数:
void RTC_WaitForLastTask(void); //等待上次操作完成: CRL位RTOFF
void RTC_WaitForSynchro(void); //等待时钟同步: CRL位RSF

//相关状态位获取清除函数:
FlagStatus RTC_GetFlagStatus(uint16_t RTC_FLAG);
void RTC_ClearFlag(uint16_t RTC_FLAG);
ITStatus RTC_GetITStatus(uint16_t RTC_IT);
void RTC_ClearlTPendingBit(uint16_t RTC_IT);




其他相关函数(BKP等)
PWR_BackupAccessCmd();//BKP后备区域访问使能
RCC_APB1 PeriphClockCmd();//使能PWR和BKP时钟
RCC LSEConfig();//开启LSE, RTC选择LSE作为时钟源

RTC配置一般步骤

使能PWR和BKP时钟: RCC_APB1PeriphClockCmd();

使能后备寄存器访问: PWR_BackupAccessCmd();

配置RTC时钟源,使能RTC时钟:

RCC_RTCCLKConfig();

RCC_RTCCLKCmd();

如果使用LSE,要打开LSE: RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);

设置RTC预分频系数: RTC_SetPrescaler();

设置时间: RTC_SetCounter();

开启相关中断(如果需要) RTC_ITConfig();

编写中断服务函数: RTC_IRQHandler();

部分操作要等待写操作完成和同步。

RTC_WaltForLastTask();//等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成

RTC WaitForSynchro(); //等待RTC寄存器同步