蓝桥嵌入式之 实时时钟RTC
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一、RTC基础
RTC 和 51中的外置芯片DS1302都是差不多的。
1、RTC初识
STM32内部有一块特殊区域，叫做备份区域，该区域包含了RTC核心模块和备份寄存器两部分。
RTC 模块主要由 APB1 接口和一组可编程计数器组成（RTC 核心部件），如图所示。其中 APB1 接口部分（图中蓝色框内）用来实现 CPU 通过 APB1 总线和 RTC 寄存器相互通信；RTC 核心部分（图中红色框内）由一个 RTC 预分频模块和一个 32 位可编程计数器组成，这部分运行在后备区域（图示灰底部分）。
2、RTC 的时钟源 ——RTCCLK
RTCCLK 可以通过备份域控制寄存器(RCC_BDCR)来选择其时钟源，可以分别用
HSE/128、LSI 或者 LSE 作为 RTC 时钟源其中 HSE 是高速外部时钟。
通常HSE 采用的是 8MHz 的外部晶振，同时该时钟同样也是系统时钟源；
LSI 是低速内部时钟，由 STM32 内部 RC 振荡器产生，频率为 40KHz，该时钟源受环境影响较大；
LSE 为低速外部时钟，需要外接频率为 32.768KHz 的晶振，LSE 是一个低功耗且精准度相对较高的的时钟源。
当系统主电源关闭时，HSE 无法工作，而如果采用 LSI 作为 RTC 时钟源，一方面精度相对较低，另外一方面会有相对大的功率消耗，所以大多数情况下 RTC 的时钟源是采用 LSE，LSE 的晶振的负载电容要求为 6pF
3、RTC预分频器
RTC 预分频模块包含了一个 20 位的可编程分频器，可以通过对预分频装载寄存器
RTC_PRL 配置，实现 RTCCLK 时钟信号分频，每经过‘N+1’个时钟周期输出一个计时时间为 1 秒的 RTC 时间基准 TR_CLK，如上图中左侧红框所示。
如果在 RTC_CR 寄存器中设置了相应的允许位（SECIE 位），每个 TR_CLK 周期 RTC 会产生一个中断。通常情况下，用户是将 RTC 时间基准配置成 1 秒，因此这个中断也常被称为秒中断。
RTC_DIV 是一个只读寄存器，它的作用是对输入的 RTCCLK 进行计数，当计数值与预分频寄存器中的值相匹配时，输出 TR_CLK 信号，然后重新计数。用户可以通过读取 RTC_DIV 寄存器，获取当前的分频计数器的当前值而不停止分频计数器的
工作。当 RTC_PRL 或 RTC_CNT 寄存器中的数据发生改变后，RTC_DIV 会由硬件重新装载。
4、32 位的可编程计数器
RTC 核心部分的第二个模块是一个 32 位可编程、向上计数的计数器，可以通过两个 16位的寄存器(RTC_CNTH 或 RTC_CNTL)访问。此计数器以 TR_CLK 时间基准信号进行计数，计满后溢出，并且产生溢出标志位。当 TR_CLK 的周期为 1 秒时，计数器从 0 到溢出大概需要 136 年。
计数器按照 TR_CLK 周期累加外，同时与用户设定的 RTC 闹钟寄存（RTC_ALR）的时间比较，一致则产生闹钟标志，如果此时开启中断，则会触发中断。
二、RTC操作
1、读RTC寄存器
由于RTC核心部件位于后备区域，虽然RTC的寄存器读写由APB1接口完成，但是APB1接口在系统电源掉电时是停止工作的。由于 RTC 核心部件和 APB1 接口是相互独立的，因此他们使用不同的时钟源，当发生以下三种情况时，会导致时钟不同步。
（1）发生系统复位或电源复位
（2）系统刚从待机模式唤醒
（3）系统刚从停机模式唤醒
当发生以上三种情况，读写 RTC 相关寄存器之前，必须首先检测 RTC_CRL 寄存器中的RSF 位，确保此位被置 1，即 RTC 核心部件和 APB1 两者时钟同步，检测库函数为：void RTC_WaitForSynchro(void);
2、配置RTC寄存器
当系统复位后，对后备寄存器和 RTC 的访问将被禁止，这是为了防止对后备区域的意外写操作。因此在配置 RTC 模块前应先设置寄存器 RCC_APB1ENR 的 PWREN 和 BKPEN位，使能电源和后备接口时钟，代码为：RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP,ENABLE);
使能后备区域时钟后还要使能电源的寄存器 PWR_CR 的 DBP 位来取消后备区域的写保护，代码为：PWR_BackupAccessCmd(ENABLE );
设置 RTC 时钟源为 LSE 之前要先等待 LSE 时钟启动，保证 LSE 时钟正常起振。启动LSE 时钟代码为：
RCC_LSEConfig (RCC_LSE_ON);
While(!RCC_GetFlagStatus (RCC_FLAG_HSERDY));//设置后需要等待启动
LSE 时钟起振成功后才可以设置 RTC 时钟源为 LSE 时钟并使能 RTC，由于 RTC 使用的时钟源与 APB1 总线时钟并非同一时钟源，因此两者的时钟信号并不是同步的，需要等待 RTC和 APB1 时钟同步。
RCC_RTCCLKConfig (RCC_RTCCLKSource_LSE);//选择 LSE 为 RTC 设备的时钟
RCC_RTCCLKCmd (ENABLE );//使能
RTC RTC_WaitForSynchro();//等待同步
RTC_WaitForLastTask();//等待更新结束
以上操作完毕后，就可以配置 RTC 寄存器，配置过程如下：
（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。
需要注意的是，对 RTC 任何寄存器的写操作，都必须在前一次写操作结束后才能继续进行。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。配置完毕后需要清除 CNF 标志位（即退出配置模式）才算配置完成，否则无法更新 RTC 寄存器，这个过程至少需要 3 个RTCCLK 周期。
RTC_WaitForLastTask(); //查询 RTOFF 位，保证上一次操作完成。
RTC_EnterConfigMode(); // 进入配置模式
/*配置 RTC 寄存器代码*/
RTC_WaitForLastTask(); //查询 RTOFF 位，保证上一次操作完成。
RTC_ExitConfigMode(); //退出配置模式
RTC_WaitForLastTask(); //查询 RTOFF 位，保证上一次操作完成。