RTC实时时钟
STM32的RTC外设,实质上是一个掉电后还继续运行的定时器。类似于通用定时器TIM外设,可以计时和触发中断。
掉电指的是电源VDD断开时为了RTC外设掉电继续运行,必须接上锂电池给STM32的RTC、备份发卡通过Vbat引脚供电。当主电源VDD有效时由VDD给RTC外设供电,当CDD掉电后,由Vbat给RTC外设供电。但无论由什么电源供电,RTC的数据都保存在属于RTC的备份域中,若主电源VDD和Vbat都掉电,则备份域保存的所有数据将丢失。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掉电时保存用户程序的数据,系统复位或电源复位时,数据也不会清空。
从RTC的定时器特性来说,是一个32位的递增计数器。时钟源有三种:HSE/128、LSI和LSE。
使用LSI或HSE/8时钟源,在主电源VDD掉电时,这两个时钟来源都会受到影响,因此无法保证RTC正常工作。因此RTC一般使用LSE。在设计中,频率通常为32.768kHz。
在主电源VDD有效并处于待机模式时,RTC还可以配置闹钟事件时STM32退出待机模式。
功能框图
浅灰色部分属于备份域,VDD掉电时可在Vbat的驱动下继续运行。包括了RTC分频器、计数器、闹钟控制器。
若VDD电源有效,RTC可以触发RTC_Second(秒中断)、RTC_Overflow(溢出事件)和RTC_Alarm(闹钟中断)。从结构图可以分析出,定时器溢出中断无法被配置为中断。
若STM32处于待机模式,可由闹钟事件或WKUP事件(外部唤醒事件,属于EXTI模块,不属于RTC)使他退出待机模式。
闹钟事件在计数器RTC_CNT的值等于闹钟寄存器RTC_ALR的值时触发。
在备份域中所有寄存器都是16位的,RTC控制相关的寄存器也不例外。它的计数器RTC_CNT的32位由RTC_CNTL和RTC_CNTH这两个寄存器组成。
在配置RTC模块的时钟时,通常把输入的32768Hz的RTCCLK进行32768分频得到实际驱动计数器的时钟TR_CLK = RTCCLK / 32768 =1Hz,计数周期为1s,计数器在TR_CLK的驱动下计数,即每秒计数器RTC_CNT的值+1。
由于备份域的存在,使得RTC核具有了完全独立于APB1接口的特性,也因此对RTC寄存器的访问要遵守一定的规则。
系统复位后,默认禁止访问后备寄存器和RTC,防止对后备区域(BKP)的意外写操作。执行以下操作使能对后备寄存器和RTC的访问:
设置RCC_APB1ENR:PWREN、BKPEN位来使能电源和后备接口时钟。
设置PWR_CR:DBP位使能对后备寄存器和RTC的访问。
设置后备寄存器为可写访问后,在第一次通过APB1接口访问RTC时,因为时钟频率的差异,所以必须等待APB1和RTC外设同步,确保被读取出来的RTC寄存器值是正确的。若在同步后,一直没有关闭APB1的RTC外设接口,就不需要再次同步了。
如果内核要对RTC寄存器进行任何写操作,在内核写出写指令后,RTC模块在3个RTCCLK时钟后才开始正式的写RTC寄存器操作。由于RTCCLK的频率比内核主频低得多,所以每次操作后都必须检查RTC关闭操作标志位RTOFF,当这个标志位被置1,写操作才正式完成。