STM32物联网项目-RTC时钟

RTC时钟

RTC简介

实时时钟是一个独立的定时器。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)处于后备区域，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。

系统复位后，对后备寄存器和RTC的访问被禁止，这是为了防止对后备区域(BKP)的意外写操作。

执行以下操作将使能对后备寄存器和RTC的访问：

1、设置寄存器RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN位，使能电源和后备接口时钟

2、设置寄存器PWR_CR的DBP位，使能对后备寄存器和RTC的访问。

实验目标

通过串口可以设置RTC时钟的日期和时间，设置好后，可以在数码管上显示设定的时间，同时日期和时间也会被实时发送到串口上进行显示；并且系统复位或者断电后，RTC的时钟依然运行

RTC供电

由STM32电源框图可以看到，当主电源VDD掉电后，通过VBAT脚为实时时钟(RTC)和备份寄存器提供电源

在这里插入图片描述

因为RTC时钟在系统断电后需要继续工作，就需要用电池连接到V_BAT引脚上，给RTC提供电源，当电池被拔掉后，RTC也不能工作了

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CubeMX配置

RTC配置

激活RTC

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参数默认即可

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时钟树配置

选择外部32.768KHz的低速时钟源，直接给到RTC时钟

从时钟树可以看出，RTC时钟源还可以选择HSE的128分频和内部低速时钟LSI RC，那为什么要使用LSE外部低速时钟源呢？

因为HSE在系统断电后是不起振了，无法提供时钟源，而内部LSI随着芯片停止工作也不起振，还有原因是LSE比较精确
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串口1配置

因为需要串口来设置时间和打印时间，所以初始化串口1
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程序

Public.c

因为使用到串口输入字符串来设置RTC的时钟，所以与printf函数重定向一样，将 getchar 的底层函数 fgetc 映射到物理串口，后面只需使用getchar()函数即可接收串口发来的信息

/*
* @name   fgetc
* @brief  fgetc映射到物理串口
* @param  None
* @retval ch:已接收的字符
*/
int fgetc(FILE* f)
{uint8_t ch = 0;//通过查询方法等待接收HAL_UART_Receive(&huart_debug,&ch,1,0xFFFF);return ch;
}

MyRTC.c

设置RTC的日期和时间，日期就是年，月，日，星期，时间是时，分，秒，进入函数会首先判断RTC备份寄存器1的值，因为该寄存器不会被系统复位，断电复位或者待机模式唤醒复位，在设置好一次RTC的日期和时间后，往该寄存器里写入一个随机值，下次就会通过判断该寄存器的值，如果没被修改，则说明已经设置过日期和时间，不用再设置，如果值被修改，则进行设置日期和时间的操作

有两种方法可修改RTC的值，方法一：修改备份寄存器的值，通过触摸按键来实现；方法二：系统断电的时候拔掉V_BAT的电池，RTC则停止工作，上电后会重新设置时间

/*
* @name   Calendar_Set
* @brief  设置日历
* @param  None
* @retval None   
*/
static void Calendar_Set()
{/*上电复位时，读取RTC备份寄存器1的值，如果为0xAAAA，表示已经设置了时间，不需要重新设置注：0xAAAA是自己随便设定的值，该寄存器不会被系统复位，电源复位或从待机模式唤醒而复位，所以该寄存器的值在断电后依然保持不变，判断该寄存器是否有预设定值，有就表示已经设置了时间*/if(HAL_RTCEx_BKUPRead(&hrtc,RTC_BKP_DR1) != 0xAAAA){printf("开始设置RTC的日期和时间\r\n\r\n");RTC_Date_Set();   //设置日期RTC_Time_Set();   //设置时间//设置完日期和时间后写RTC备份寄存器1的值，表示日期和时间已经设定HAL_RTCEx_BKUPWrite(&hrtc,RTC_BKP_DR1,0xAAAA);}else{printf("RTC的日期和时间已经设置\r\n\r\n");printf("重新设置的方法如下:\r\n");printf("方法一：长按触摸按键1两秒以上\r\n");printf("方法二：系统断电，同时拔掉RTC电池\r\n");}
}

设置RTC日期

定义一个日期结构体变量，从串口接收年，月，日的数据后，调用函数HAL_RTC_SetDate将日期写入到结构体变量中；

设置RTC时间的函数类似，只是最大值不同，时钟是23，分钟是59，秒钟也是59

/*
* @name   RTC_Date_Set
* @brief  设置RTC日期
* @param  None
* @retval None   
*/
static void RTC_Date_Set()
{RTC_DateTypeDef RTC_DateStruct;   //定义一个日期结构体变量uint8_t SetValue;printf("=============日期设置===========\r\n");printf("请输入年份(00-99)：20\r\n");//等待串口设置SetValue = 0xFF;while(SetValue == 0xFF){//对串口输入值进行校验后，再赋给SetValue，参数99表示年份的最大值SetValue = Input_RTC_SetValue(99);}printf("年份被设置为：20%02u\r\n",SetValue);RTC_DateStruct.Year = SetValue;printf("请输入月份(1-12):\r\n");SetValue = 0xFF;while(SetValue == 0xFF){SetValue = Input_RTC_SetValue(12);if(SetValue == 0x00){printf("月份不能设置为0，请重新输入月份:\r\n");SetValue = 0xFF;}}printf("月份被设置为：%02u\r\n",SetValue);RTC_DateStruct.Month = SetValue;printf("请输入日期(01-31):\r\n");SetValue = 0xFF;while(SetValue == 0xFF){SetValue = Input_RTC_SetValue(31);if(SetValue == 0x00){printf("日期不能设置为0，请重新输入日期:\r\n");SetValue = 0xFF;}}printf("日期被设置为：%02u\r\n",SetValue);RTC_DateStruct.Date = SetValue;//设置日期——二进制数据格式HAL_RTC_SetDate(&hrtc,&RTC_DateStruct,RTC_FORMAT_BIN);
}

stm32f1xx_hal_rtc.h

通过查看RTC的HAL库头文件可以看到，RTC日期结构体的年份的取值范围是0到99，所以不能直接设置如2022这样的数值，但串口打印年份时可加上2000，数码管显示同理

/*** @brief  RTC Date structure definition*/
typedef struct
{uint8_t WeekDay;  /*!< Specifies the RTC Date WeekDay (not necessary for HAL_RTC_SetDate).This parameter can be a value of @ref RTC_WeekDay_Definitions */uint8_t Month;    /*!< Specifies the RTC Date Month (in BCD format).This parameter can be a value of @ref RTC_Month_Date_Definitions */uint8_t Date;     /*!< Specifies the RTC Date.This parameter must be a number between Min_Data = 1 and Max_Data = 31 */uint8_t Year;     /*!< Specifies the RTC Date Year.This parameter must be a number between Min_Data = 0 and Max_Data = 99 */} RTC_DateTypeDef;

MyRTC.c

Input_RTC_SetValue函数是接收串口的设置值，并判断其有效性

/*
* @name   Input_RTC_SetValue
* @brief  输入RTC设置值
* @param  None
* @retval None   
*/
static uint8_t Input_RTC_SetValue(uint8_t MaxValue)
{uint8_t SetValue = 0;                 //返回值uint8_t Value_Arr[2] = {0};     //串口接收缓存uint8_t Index = 0;//以等待方式从串口2接收两个字符while (Index < 2){//等待串口接收数据Value_Arr[Index++] = getchar();//校验数据有效性if((Value_Arr[Index-1] < '0')||(Value_Arr[Index-1] > '9')){printf("请输入0 到 9之间的数字-->\r\n");Index--;    //下标减1，重新接收}}//接收到的两个字符转化为数值SetValue = (Value_Arr[0]-'0')*10 +(Value_Arr[1]-'0');//判断返回值有效性if(SetValue > MaxValue){printf("请输入 0 到 %d 之间的数字\r\n",MaxValue);SetValue = 0xFF;}return SetValue;
}

只需调用HAL库的RTC获取日期和时间就能得到刚刚通过串口设置的值，通过指针,MyRTC.pRTC_DataStruct保存到文件开头定义的结构体变量中

/*
* @name   Calendar_Get
* @brief  获取日历
* @param  None
* @retval None   
*/
static void Calendar_Get()
{//获取当前日期HAL_RTC_GetDate(&hrtc,MyRTC.pRTC_DataStruct,RTC_FORMAT_BIN);//获取当前时间HAL_RTC_GetTime(&hrtc,MyRTC.pRTC_TimeStruct,RTC_FORMAT_BIN);
}

System.c

主函数判断RTC的设置标志位RTC_Set_Flag，该标志位初始化为TRUE，所以一上电就会先进行RTC的日期和时间设置

/*
* @name   Run
* @brief  系统运行
* @param  None
* @retval None   
*/
static void Run()
{if(MyRTC.RTC_Set_Flag == TRUE){MyRTC.RTC_Set_Flag = FALSE;//设置RTC日期和时间MyRTC.Calendar_Set();}//获取RTC日期和时间MyRTC.Calendar_Get();//显示RTC日期和时间MyRTC.Calendar_Show();//延时HAL_Delay(1000);
}