BKP备份寄存器和实时时钟笔记

news2024/9/8 7:10:51

BKP（Backup Registers）备份寄存器

BKP可用于存储用户应用程序数据。当VDD（2.0~3.6V）电源被切断，他们仍然由VBAT（1.8~3.6V）维持供电。当系统在待机模式下被唤醒，或系统复位或电源复位时，他们也不会被复位
TAMPER引脚产生的侵入事件将所有备份寄存器内容清除
RTC引脚输出RTC校准时钟、RTC闹钟脉冲或者秒脉冲
存储RTC时钟校准寄存器
用户数据存储容量： 20字节（中容量和小容量）/ 84字节（大容量和互联型）

BKP基本结构

BKP控制寄存器用来备份、管理侵入检测和RTC校准功能

开启代码

/*备份寄存器访问使能*/
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);		//使用PWR开启对备份寄存器的访问

RTC（Real Time Clock）实时时钟

特点

RTC是一个独立的定时器，可为系统提供时钟和日历的功能
RTC和时钟配置系统处于后备区域，系统复位时数据不清零， VDD（2.0~3.6V）断电后可借助VBAT（1.8~3.6V）供电继续走时
32位的可编程计数器，可对应Unix时间戳的秒计数器
20位的可编程预分频器，分频系数最高为 $2^{20}$ ，可适配不同频率的输入时钟
3 个专门的可屏蔽中断：

─ 闹钟中断，用来产生一个软件可编程的闹钟中断。

─ 秒中断，用来产生一个可编程的周期性中断信号 ( 最长可达 1 秒 ) 。

─ 溢出中断，指示内部可编程计数器溢出并回转为 0 的状态。
可选择三种RTC时钟源：

HSE时钟除以128（通常为8MHz/128）
LSE振荡器时钟（通常为32.768KHz）
LSI振荡器时钟（40KHz）

实时时钟是一个独立的定时器。 RTC 模块拥有一组连续计数的计数器，在相应软件配置下，可提供时钟日历的功能。修改计数器的值可以重新设置系统当前的时间和日期。

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。

系统复位后，对后备寄存器和 RTC 的访问被禁止，这是为了防止对后备区域 (BKP) 的意外写操作。

注意

RTC虽然有三种时钟源，不过只能选 LSE 时钟，因为只有它才能起到断电后会借助VBAT供电

执行以下操作将使能对后备寄存器和RTC的访问：

设置寄存器RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN位，使能电源和后备接口时钟
设置寄存器PWR_CR的DBP位，使能对后备寄存器和RTC的访问。

RTC框图

RTC由两个主要部分组成

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:

由一组可编程计数器组成，分成两个主要模块。

第一个模块是RTC的预分频模块，它可编程产生最长为1秒的RTC时间基准TR_CLK。RTC的预分频模块包含了一个20位的可编程分频器(RTC预分频器)。
第二个模块是一个32位的可编程计数器，可被初始化为当前的系统时间。（闹钟）系统时间TR_CLK周期累加并与存储在RTC_ALR寄存器中的可编程时间相比较，如果RTC_CR控制寄存器中设置了相应允许位，比较匹配时将产生一个闹钟中断。(闹钟只能实现一次，然后想要设置周期性，必须每次响后重新设置)

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简化结构

RTC操作注意事项

1、执行以下操作将使能对BKP和RTC的访问：

设置RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN，使能PWR和BKP时钟
设置PWR_CR的DBP，使能对BKP和RTC的访问

2、若在读取RTC寄存器时，RTC的APB1接口曾经处于禁止状态，则软件首先必须等待 RTC_CRL寄存器中的RSF位（寄存器同步标志）被硬件置1（库函数RTC等待同步）

3、必须设置 RTC_CRL 寄存器中的 CNF 位，使 RTC 进入配置模式后，才能写入 RTC_PRL、RTC_CNT、RTC_ALR寄存器

4、对RTC任何寄存器的写操作，都必须在前一次写操作结束后进行。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（调用一个等待函数）

开启代码

/**
  * 函    数：RTC初始化
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void MyRTC_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);		//开启PWR的时钟
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);		//开启BKP的时钟
	
	/*备份寄存器访问使能*/
	PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);					//使用PWR开启对备份寄存器的访问
	
	if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5)	
    //通过写入备份寄存器的标志位，判断RTC是否是第一次配置
	//if成立则执行第一次的RTC配置
	{
		RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);							//开启LSE时钟
		while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) != SET);	//等待LSE准备就绪
		
		RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);			//选择RTCCLK来源为LSE
		RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);							//RTCCLK使能
		
		RTC_WaitForSynchro();							//等待同步
		RTC_WaitForLastTask();							//等待上一次操作完成
		
		RTC_SetPrescaler(32768 - 1);			//设置RTC预分频器，预分频后的计数频率为1Hz
		RTC_WaitForLastTask();								//等待上一次操作完成
		
		MyRTC_SetTime();		    //设置时间，调用此函数，全局数组里时间值刷新到RTC硬件电路
		
		BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5);		
    	//在备份寄存器写入自己规定的标志位，用于判断RTC是不是第一次执行配置
	}
	else								//RTC不是第一次配置
	{
		RTC_WaitForSynchro();							//等待同步
		RTC_WaitForLastTask();							//等待上一次操作完成
	}
}

如果LSE无法起振导致程序卡死在初始化函数中，
可将初始化函数替换为下述代码，使用LSI当作RTCCLK
LSI无法由备用电源供电，故主电源掉电时，RTC走时会暂停

void MyRTC_Init(void)
{
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);
	
	PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
	
	if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5)
	{
		RCC_LSICmd(ENABLE);
		while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY) != SET);
		
		RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSI);
		RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
		
		RTC_WaitForSynchro();
		RTC_WaitForLastTask();
		
		RTC_SetPrescaler(40000 - 1);
		RTC_WaitForLastTask();
		
		MyRTC_SetTime();
		
		BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5);
	}
	else
	{
		RCC_LSICmd(ENABLE);				//即使不是第一次配置，也需要再次开启LSI时钟
		while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY) != SET);
		
		RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSI);
		RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
		
		RTC_WaitForSynchro();
		RTC_WaitForLastTask();
	}
}