【STM32 RTC实时时钟如何配置！超详细的解析和超简单的配置，附上寄存器操作】

news2024/11/27 11:58:42

STM32 里面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。因为系统对后备寄存器和RTC相关寄存器有写保护，所以如果想要对后备寄存器和RTC进行访问，则需要通过操作相应的寄存器来解除某些限制。

文章有点长，想要理解RTC原理的可以认真阅读。如果只想要源码的，可以直接拉到文章最下面

接下来进入正题：

一、解除寄存器操作限制

第一步首先需要设置RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN位。使能电源和后备接口时钟
在这里插入图片描述
第二步是设置寄存器PWR_CR的DBP位，使能对后备寄存器和RTC的访问

二、配置RTC

完成上面两步之后，我们就可以操作后备寄存器和RTC相关的寄存器了。但我们先来看看RTC的简单框图吧
在这里插入图片描述
从图可以看出来，要想让RTC工作，得让它先有一个时钟，也就是图中RTCCLK时钟的选择。
1、RTC时钟的选择
RTCCLK时钟源可以由HSE/128、LSE或LSI时钟提供。除非备份域复位，此选择不能被改变。

LSE时钟在备份域里，但HSE和LSI时钟不是。因此：

● 如果LSE被选为RTC时钟：

─ 只要V BAT 维持供电，尽管V DD 供电被切断，RTC仍继续工作。

● 如果LSI被选为自动唤醒单元(AWU)时钟：

─ 如果V DD 供电被切断， AWU状态不能被保证。

● 如果HSE时钟128分频后作为RTC时钟：

─ 如果V DD 供电被切断或内部电压调压器被关闭(1.8V域的供电被切断)，则RTC状态不确定。

RTC的时钟源有三个，但只有LSE（外部低速振荡器，一般为32.678kHz）在VDD供电被切断后，仍能继续工作，因此我们一般都选择它。

RTC时钟源的选择需要操作备份域控制寄存器（RCC_BDCR）
在这里插入图片描述
配置时钟步骤

1）打开外部振荡器（LSEON置1）

2）然后等待LSE就绪，也就是等待LSERDY置1

3）选择RTC时钟源，也就是配置RTCSEL[1:0]

4)使能RTC时钟（RTCEN置1）

2、配置RTC相关寄存器
从RTC框图可以知道，RTC时钟选择后就应该配置RTC预分频器(RTC_PRL寄存器）和RTC_CNT计数器和闹钟计数器RTC_ALR。

一般我们通过预分频器将RTCCLK的时钟进行分频，让预分频器的输出时钟TR_CLK的频率变成1Hz，也就是周期为1s。然后RTC_CNT在TR_CLK频率下递增。如果RTC_CNT里面的值和RTC_ALR里面的数值相等，则会触发闹钟标志，即ALRF标志位置1。在每个TR_CLK的周期都会触发一次秒标志，即SECF标志位会置1.

一般如果用于时钟时钟的话，RTC_CNT可以设置为当前的时间。

如果需要配置RTC的 RTC_PRL、RTC_CNT、RTC_ALR寄存器。则必须判断RTC寄存器是否处于更新中，只有RTC寄存器不是处于跟新中才可以进行配置，可以通过RTC_CR寄存器里面的RTOFF位来判断。在配置前还必须将RTC_CRL寄存器里面的CNF位置1，进入配置模式，等待配置后，还要退出配置模式。

配置过程

1）查询RTOFF位，直到RTOFF的值变为‘1’

2）置CNF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,直到RTOFF变为1，才代表写操作完成

注意：只有当CNF标志位被清除时，写操作才能进行，这个过程至少需要3个RTCCLK周期

在正式进入配置之前我们先来看看RTC几个寄存器

RTC控制寄存器高位RTC_CRH

在这里插入图片描述
这几位是用来使能中断的，可以配合前面的RTC框图“食用”

RTC控制寄存器低位RTC_CRL
在这里插入图片描述

注意：标志位都需要由软件清零

RTC预分频转载寄存器（RTC_PRLH/RTC_PRLL）

该寄存器是用于配置预分频器的分频比的，只有前20位有效，即PRL[19:0]有效，总共20位。

时钟计算公式fTR_CLK = fRTCCLK /(PRL[19:0]+1)。

当LSE位32.678kHz时，只需将RTC_PRLL配置成32677即可。

RTC计数器寄存器（RTC_CNTH/RTC_CNTL）

该32寄存器可以通过配置来设定初值，并且在TR_CLK的基准下进行计数

RTC闹钟寄存器(RTC_ALRH/RTC_ALRL)

该32位寄存器用来配置闹钟的数值。

现在基本知识框架都已经介绍好了正式进入配置阶段

首先我先给出直接操作寄存器的版本，后面我也会给出操作固件库的版本。

我相信通过前面的讲解，直接操作寄存器反而会更简单！代码也很容易看懂

//寄存器版本
void RTC_Init(void)
{
//这里是第一步解除写保护
	RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_PWREN;//电源接口时钟使能
	RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_BKPEN;//备份接口时钟开启
	PWR->CR |= PWR_CR_DBP;//允许写入RTC和后备寄存器
//这里是第二步进入配置
	RCC->BDCR |= RCC_BDCR_LSEON;//打开外部32kHz振荡器
	while(!(RCC->BDCR & RCC_BDCR_LSERDY));//等待外部32kHz振荡器就绪
	RCC->BDCR |= RCC_BDCR_RTCSEL_LSE;//选择外部32kHz振荡器作为RTC时钟源
	RCC->BDCR |= RCC_BDCR_RTCEN;//RTC时钟使能
	while(!(RTC->CRL &RTC_CRL_RTOFF));//等待上一次写操作完成
	RTC->CRL |= RTC_CRL_CNF;//进入配置模式
	RTC->PRLL = 32767;//fTR_CLK = fRTCCLK /(PRL[19:0]+1),周期为1Hz
	RTC->CNTL = 0;//配置当前时间
	RTC->CNTH = 0;
	RTC->ALRH = 0;//配置闹钟时间
	RTC->ALRL = 2;
	RTC->CRH |= (RTC_CRH_ALRIE + RTC_CRH_SECIE);//使能秒中断和闹钟中断	
	RTC->CRL &= ~(RTC_CRL_CNF);//退出配置模式
}