前言

了解实时时钟RTC的原理。STM32芯片自带RTC，因此不须像其他MCU需外接RTC模块。请编程实现STM32的日历读取、设置和输出。要求：

1）读取RTC初始时间，验证是否为 1970年1月1日零分零秒；

2）将RTC时间调整为当前时间，并以 2021年x月x日x分x秒的格式从串口输出(或输出到OLED屏)，每1s改变一次；

3）如果输出内容中需加入“星期x”，请修改代码。

前言

一.RTC时钟介绍

RTC原理框图

RTC具体流程：

RTC时钟选择

RTC复位过程

RTC中断

二.创建cubemax

1.设置RCC

2.配置RTC

三.修改代码

四.总结

一.RTC时钟介绍

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还包含用于管理低功耗模式的自动唤醒单元。

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可编程的预分频系数：分频系数高为220。
● 32位的可编程计数器，可用于较长时间段的测量。
● 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)。
● 可以选择以下三种RTC的时钟源：
     ● HSE时钟除以128；
     ● LSE振荡器时钟；
     ● LSI振荡器时钟

● 2个独立的复位类型：
● APB1接口由系统复位；
● RTC核心(预分频器、闹钟、计数器和分频器)只能由后备域复位

● 3个专门的可屏蔽中断：
● 1.闹钟中断，用来产生一个软件可编程的闹钟中断。

● 2.秒中断，用来产生一个可编程的周期性中断信号(长可达1秒)。

● 3.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时钟源：
三种不同的时钟源可被用来驱动系统时钟(SYSCLK)：

● HSI振荡器时钟
● HSE振荡器时钟
● PLL时钟

这些设备有以下2种二级时钟源：

● 40kHz低速内部RC，可以用于驱动独立看门狗和通过程序选择驱动RTC。 RTC用于从停机/待机模式下自动唤醒系统。
● 32.768kHz低速外部晶体也可用来通过程序选择驱动RTC(RTCCLK)。

RTC原理框图

RTC时钟的框图还是比较简单的，这里我们把他分成 两个部分:

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 总线连接。

通过APB1接口可以访问RTC的相关寄存器（预分频值，计数器值，闹钟值）。

RTC 核心接口：由一组可编程计数器组成，分成 两个主要模块 。
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第二个模块是一个 32 位的可编程计数器（RTC_CNT），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。

RTC具体流程：

RTCCLK经过RTC_DIV预分频，RTC_PRL设置预分频系数，然后得到TR_CLK时钟信号，我们一般设置其周期为1s，RTC_CNT计数器计数，假如1970设置为时间起点为0s，通过当前时间的秒数计算得到当前的时间。RTC_ALR是设置闹钟时间，RTC_CNT计数到RTC_ALR就会产生计数中断，

RTC_Second为秒中断，用于刷新时间，
RTC_Overflow是溢出中断。
RTC Alarm 控制开关机

RTC时钟选择

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.所以RTC一般都时钟低速外部时钟LSE,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,所以被广泛应用到RTC模块.(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).

RTC复位过程

除了RTC_PRL、RTC_ALR、RTC_CNT和RTC_DIV寄存器外，所有的系统寄存器都由系统复位或电源复位进行异步复位。
RTC_PRL、RTC_ALR、RTC_CNT和RTC_DIV寄存器仅能通过备份域复位信号复位。

系统复位后,禁止访问后备寄存器和RCT,防止对后卫区域(BKP)的意外写操作

RTC中断

秒中断：
这里时钟自带一个秒中断，每当计数加一的时候就会触发一次秒中断，。注意，这里所说的秒中断并非一定是一秒的时间，它是由RTC时钟源和分频值决定的“秒”的时间，当然也是可以做到1秒钟中断一次。我们通过往秒中断

里写更新时间的函数来达到时间同步的效果

闹钟中断：
闹钟中断就是设置一个预设定的值，计数每自加多少次触发一次闹钟中断

二.创建cubemax

1.设置RCC

设置高速外部时钟HSE 选择外部时钟源
使能外部晶振LSE

RTC设备因为其独特的运行方式（即掉电依旧运行）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，资源消耗太大，小小的纽扣电池根本吃不消。没法保证RTC正常工作.所以RTC一般都时钟低速外部时钟LSE

2.配置RTC

Activate Clock Source 激活时钟源
Activate calendar激活日历

这两个都要点，作用也很明显，先是使能时钟源，再使能RTC日历

RTC_OUT： Not RTC_OUT
Tamper： ×

第一个是是否使能 tamper（PC13）引脚上输出校正的秒脉冲时钟，

第二个： RTC入侵检测校验功能

RTC校验功能，使能侵入检测功能。RTC时钟经64分频输出到侵入检测引脚TAMPER上
当 TAMPER引脚上的信号从 0变成1或者从 1变成 0(取决于备份控制寄存器BKP_CR的 TPAL位)，会产生一个侵入检测事件。侵入检测事件将所有数据备份寄存器内容清除。

也就是第一个是使能tamper（PC13）引脚作为时钟脉冲输出
第二个是使能tamper（PC13）引脚作为入侵检测功能

下面是两个RTC的中断：

RTC全局中断RTC_IRQHandler()
闹钟中断函数RTCAlarm_IRQHandler()

此处设置时间为2020/04/25 13:30:00

Data Format: 日期格式

Binary data format 十六进制
BCD data format BCD码进制

使用自动配置，初始化时间必须使用BCD data format，原因是库函数存在bug，如果使用Binary data format，月份配置会出错，比如说11月，配置时会赋值为RTC_MONTH_NOVEMBER，而此宏定义值为0x11，也就是说其十进制值为17

Hours：小时
Minutes：分钟
Seconds：秒
Week Day：星期
Month 月份
Date：日期
Year：年份

3 使能串口

使能一下串口，因为发送日期到上位机

4时钟源设置

我的是外部晶振为8MHz

1选择外部时钟HSE 8MHz
2PLL锁相环倍频9倍
3系统时钟来源选择为PLL
4设置APB1分频器为 /2
5 使能CSS监视时钟
6 设置RTC时钟为LSE

32的时钟树框图如果不懂的话请看《【STM32】系统时钟RCC详解(超详细，超全面)》

5项目文件设置

三.修改代码

在main.c文件中重写fputc函数，完成printf函数的重定向

//添加头文件#include "stdio.h"
int fputc(int ch,FILE *f){uint8_t temp[1]={ch};HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,2);return ch;
}

在main.c中定义时间和日期的结构体用来获取时间和日期

RTC_DateTypeDef GetData;  //获取日期结构体RTC_TimeTypeDef GetTime;   //获取时间结构体

在main函数的while循环中添加以下代码

/* Get the RTC current Time */HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &GetTime, RTC_FORMAT_BIN);/* Get the RTC current Date */HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &GetData, RTC_FORMAT_BIN);/* Display date Format : yy/mm/dd */printf("%02d/%02d/%02d\r\n",2000 + GetData.Year, GetData.Month, GetData.Date);/* Display time Format : hh:mm:ss */printf("%02d:%02d:%02d\r\n",GetTime.Hours, GetTime.Minutes, GetTime.Seconds);printf("\r\n");HAL_Delay(1000);

编译运行，效果如下：

添加输出星期几

/* Display date Format : weekday */if(GetData.WeekDay==1){printf("星期一\r\n");}else if(GetData.WeekDay==2){printf("星期二\r\n");}else if(GetData.WeekDay==3){printf("星期三\r\n");}else if(GetData.WeekDay==4){printf("星期四\r\n");}else if(GetData.WeekDay==5){printf("星期五\r\n");}else if(GetData.WeekDay==6){printf("星期六\r\n");}else if(GetData.WeekDay==7){printf("星期日\r\n");}

运行编译