RTC工作原理

 1，时钟和分频

STM32F4 的 RTC 时钟源（RTCCLK）通过时 钟控制器，可以从 LSE 时钟、LSI 时钟以及 HSE 时钟三者中选择（通过 RCC_BDCR 寄存器选择）。一般选择 LSE，即外部 32.768Khz 晶振作为时钟源(RTCCLK)，而 RTC 时钟核心，要求提供 1Hz 的时钟，所以，要设置 RTC 的可编程预分配器。STM32F4 的可编程预分配器 （RTC_PRER）分为 2 个部分：

1， 一个通过 RTC_PRER 寄存器的 PREDIV_A 位配置的 7 位异步预分频器。

2， 一个通过 RTC_PRER 寄存器的 PREDIV_S 位配置的 15 位同步预分频器。

ck_spre 的时钟可由如下计算公式计算： Fck_spre=Frtcclk/[(PREDIV_S+1)*( PREDIV_A+1)] 其中，Fck_spre 即可用于更新日历时间等信息。PREDIV_A 和 PREDIV_S 为 RTC 的异步 和同步分频器。且推荐设置 7 位异步预分频器（PREDIV_A）的值较大，以最大程度降低功耗。 要设置为 32768 分频，只需要设置：PREDIV_A=0X7F，即 128 分频；PREDIV_S=0XFF， 即 256 分频，即可得到 1Hz 的 Fck_spre。 另外ck_apre 可作为 RTC 亚秒递减计数器（RTC_SSR）的时钟，Fck_apre 的计算公式如下： Fck_apre=Frtcclk/( PREDIV_A+1) 当 RTC_SSR 寄存器递减到 0 的时候，会使用 PREDIV_S 的值重新装载 PREDIV_S。而 PREDIV_S 一般为 255，得到亚秒时间的精度是：1/256 秒，即 3.9ms 左右，有了这 个亚秒寄存器 RTC_SSR，就可以得到更加精确的时间数据。

2，日历时间（RTC_TR）和日期（RTC_DR）寄存器

STM32F4 的 RTC 日历时间（RTC_TR）和日期（RTC_DR）寄存器，用于存储时间和日期 （也可以用于设置时间和日期），可以通过与 PCLK1（APB1 时钟）同步的影子寄存器来访问， 这些时间和日期寄存器也可以直接访问，这样可避免等待同步的持续时间。 每隔 2 个 RTCCLK 周期，当前日历值便会复制到影子寄存器，并置位 RTC_ISR 寄存器的 RSF 位。我们可以读取 RTC_TR 和 RTC_DR 来得到当前时间和日期信息，不过需要注意的是： 时间和日期都是以 BCD 码的格式存储的，读出来要转换一下，才可以得到十进制的数据。

3，可编程闹钟

STM32F4 提供两个可编程闹钟：闹钟 A（ALARM_A）和闹钟 B（ALARM_B）。通过 RTC_CR 寄存器的 ALRAE 和 ALRBE 位置 1 来使能可编程闹钟功能。当日历的亚秒、秒、分、小时、 日期分别与闹钟寄存器 RTC_ALRMASSR/RTC_ALRMAR 和 RTC_ALRMBSSR/RTC_ALRMBR 中的值匹配时，则可以产生闹钟（需要适当配置）。

4，周期性自动唤醒

STM32F4 的 RTC 不带秒钟中断了，但是多了一个周期性自动唤醒功能。周期性唤醒功能， 由一个 16 位可编程自动重载递减计数器（RTC_WUTR）生成，可用于周期性中断/唤醒。可以通过 RTC_CR 寄存器中的 WUTE 位设置使能此唤醒功能。 唤醒定时器的时钟输入可以是：2、4、8 或 16 分频的 RTC 时钟(RTCCLK)，也可以是 ck_spre 时钟（一般为 1Hz）。 当选择 RTCCLK(假定 LSE 是：32.768 kHz)作为输入时钟时，可配置的唤醒中断周期介于 122us（因为 RTCCLK/2 时，RTC_WUTR 不能设置为 0）和 32 s 之间，分辨率最低为：61us。 当选择 ck_spre（1Hz）作为输入时钟时，可得到的唤醒时间为 1s 到 36h 左右，分辨率为 1秒。并且这个 1s~36h 的可编程时间范围分为两部分： 当 WUCKSEL[2:1]=10 时为：1s 到 18h。 当 WUCKSEL[2:1]=11 时约为：18h 到 36h。 在后一种情况下，会将 2^16 添加到 16 位计数器当前值（即扩展到 17 位，相当于最高位用 WUCKSEL [1]代替）。 初始化完成后，定时器开始递减计数。在低功耗模式下使能唤醒功能时，递减计数保持有效。此外，当计数器计数到 0 时，RTC_ISR 寄存器的 WUTF 标志会置 1，并且唤醒寄存器会使 用其重载值（RTC_WUTR 寄存器值）动重载，之后必须用软件清零 WUTF 标志。 通过将 RTC_CR 寄存器中的 WUTIE 位置 1 来使能周期性唤醒中断时，可以使 STM32F4 退出低功耗模式。系统复位以及低功耗模式（睡眠、停机和待机）对唤醒定时器没有任何影响， 它仍然可以正常工作，故唤醒定时器，可以用于周期性唤醒 STM32F4。

RTC BKP备份寄存器

一共有20个32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 时间寄存器：RTC_TR

这个寄存器比较简单，注意数据保存是 BCD 格式的，读取之后需要稍加转换，才是十进制的时分秒等数据，在初始化模式下，对该寄存器进行写操作，可以设置时间。

RTC 日期寄存器：RTC_DR

该寄存器的的数据采用 BCD 码格式。同样，在初始化模式下，对该寄存器进行写操作，可以设置日期。

BCD码：亦称二进码十进数。用4位二进制数来表示1位十进制数中的0~9这10个数码。

RTC 亚秒寄存器：RTC_SSR

该寄存器可用于获取更加精确的 RTC 时间。

RTC 控制寄存器：RTC_CR

 WUTIE，ALRAIE 是唤醒定时器中断和闹钟 A 中断使能位，设置为 1 即可。WUTE 和 ALRAE，则是唤醒定 时器和闹钟 A 定时器使能位，同样设置为 1，开启。FMT 为小时格式选择位，设置为 0， 选择 24 小时制。最后 WUCKSEL[2:0]，用于唤醒时钟选择。

RTC 初始化和状态寄存器：RTC_ISR

该寄存器中，WUTF、ALRBF 和 ALRAF，分别是唤醒定时器闹钟 B 和闹钟 A 的中断标志位，当对应事件产生时，这些标志位被置 1，如果设置了中断，则会进入中断服务函数，这些位通过软件写 0 清除；INIT 为初始化模式控制位，要初始化 RTC 时，必须先设置 INIT=1；INITF 为初始化标志位，当设置 INIT 为 1 以后，要等待 INITF 为 1，才可以更新时间、日期和预分频 寄存器等；RSF 位为寄存器同步标志，仅在该位为 1 时，表示日历影子寄存器已同步，可以正确读取 RTC_TR/RTC_TR 寄存器的值了；WUTWF、ALRBWF 和 ALRAWF 分别是唤醒定时器、 闹钟 B 和闹钟 A 的写标志，只有在这些位为 1 的时候，才可以更新对应的内容，比如：要设置 闹钟 A 的 ALRMAR 和 ALRMASSR，则必须先等待 ALRAWF 为 1，才可以设置。 

RTC 预分频寄存器：RTC_PRER

该寄存器用于 RTC 的分频。该寄存器的配置，必须在初始化模式（INITF=1）下，才可以进行。

RTC 唤醒定时器寄存器：RTC_WUTR

该寄存器用于设置自动唤醒重装载值，可用于设置唤醒周期。该寄存器的配置，必须等待 RTC_ISR 的 WUTWF 为 1 才可以进行。

RTC 闹钟 A 器寄存器：RTC_ALRMAR

该寄存器用于设置闹铃 A，当 WDSEL 选择 1 时，使用星期制闹铃，该寄存器的配置，必须等待 RTC_ISR 的 ALRAWF 为 1 才可以进行。

RTC 写保护寄存器：RTC_WPR

该寄存器比较简单，低八位有效。上电后，所有 RTC 寄存器都受到写保护（RTC_ISR[13:8]、RTC_TAFCR 和 RTC_BKPxR 除外），必须依次 写入：0XCA、0X53 两关键字到 RTC_WPR 寄存器，才可以解锁。写一个错误的关键字将再次 激活 RTC 的寄存器写保护。

RTC 备份寄存器：RTC_BKPxR

该寄存器组总共有 20 个，每个寄存器是 32 位的，可以存储 80 个字节的用户数据，这些寄存器在备份域中实现，可在 VDD 电 源关闭时通过 VBAT 保持上电状态。备份寄存器不会在系统复位或电源复位时复位，也不会在 MCU 从待机模式唤醒时复位。 复位后，对 RTC 和 RTC 备份寄存器的写访问被禁止，执行以下操作可以使能对 RTC 及RTC 备份寄存器的写访问：

1）通过设置寄存器 RCC_APB1ENR 的 PWREN 位来打开电源接口时钟

2）电源控制寄存器(PWR_CR)的 DBP 位来使能对 RTC 及 RTC 备份寄存器的访问。

可以用 BKP 来存储一些重要的数据，相当于一个 EEPROM，不过这个 EEPROM 并不是真正的 EEPROM，而是需要电池来维持它的数据。