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标题: STM32RTC及定时闹钟功能实现 [打印本页]

作者: Rye丶哎呦    时间: 2021-3-22 08:47
标题: STM32RTC及定时闹钟功能实现
对于学习过51单片机的同学来说,一般使用RTC功能,一般都会使用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。
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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)。
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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。
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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。
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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。
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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。
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:
除了上面的方法外,我们还可以使用RTC的闹钟中断来实现。
使能RTC_IT_ALR中断,并设置闹钟时间:
闹钟中断响应
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在主电源VDD有效的情况下(待机),RTC还可以配置闹钟事件使STM32退出待机模式。
结果展示
RTC_Init(void)函数中,设置初始化时间如下:
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程序会在串口助手中,每秒钟输出一条时间信息,40S后执行一次闹钟中断。
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