实时时钟(Real Time Clock，RTC)，本质是一个计数器，计数频率常为秒，专门用来记录时间。
普通定时器无法掉电运行！但RTC可由VBAT备用电源供电，断电不断时
这里讲F1系列的RTC
可以产生三个中断信号，秒 闹钟 溢出信号
其中闹钟可以唤醒wwdg和iwdg
后备寄存器：
后备寄存器不仅有存数据的地方还有存状态，存配置rtc等后备外设的配置寄存器的存在，这些寄存器全部都复位不重置，所以可以在有备用电池的状态下做点文章
因为rcc内有状态位在不断电情况下可以知道上次复位是因为什么造成的
标准库还有用后备寄存器存数据的 temper引脚防破解 校准时钟输出等实验
，正点原子hal教学没有，得自己探索
你选时钟源的时候如果32.768khz坏了，也可以选择rc振荡器40khz和高速内部rc振荡器但不推荐，因为他俩很容易受外部影响
你可以获取分频器的分频计数值来更加精确的处理得出时间 
函数解析：
下面的函数是正点原子自己写的，专门用于处理时间戳的函数，你也可以自己用time.h跟标准库那时候一样
rtc.c
#include "./BSP/RTC/rtc.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
RTC_HandleTypeDef g_rtc_handle; /* RTC控制句柄 */
_calendar_obj calendar; /* 时间结构体 */
/**
* @brief RTC写入后备区域SRAM
* @param bkrx : 后备区寄存器编号,范围:0~41
对应 RTC_BKP_DR1~RTC_BKP_DR42
* @param data : 要写入的数据,16位长度
* @retval 无
*/
void rtc_write_bkr(uint32_t bkrx, uint16_t data)
{
HAL_PWR_EnableBkUpAccess(); /* 取消备份区写保护 */
HAL_RTCEx_BKUPWrite(&g_rtc_handle, bkrx + 1, data);
}
/**
* @brief RTC读取后备区域SRAM
* @param bkrx : 后备区寄存器编号,范围:0~41
对应 RTC_BKP_DR1~RTC_BKP_DR42
* @retval 读取到的值
*/
uint16_t rtc_read_bkr(uint32_t bkrx)
{
uint32_t temp = 0;
temp = HAL_RTCEx_BKUPRead(&g_rtc_handle, bkrx + 1);
return (uint16_t)temp; /* 返回读取到的值 */
}
/**
* @brief RTC初始化
* @note
* 默认尝试使用LSE,当LSE启动失败后,切换为LSI.
* 通过BKP寄存器0的值,可以判断RTC使用的是LSE/LSI:
* 当BKP0==0X5050时,使用的是LSE
* 当BKP0==0X5051时,使用的是LSI
* 注意:切换LSI/LSE将导致时间/日期丢失,切换后需重新设置.
*
* @param 无
* @retval 0,成功
* 1,进入初始化模式失败
*/
uint8_t rtc_init(void)
{
/* 检查是不是第一次配置时钟 */
uint16_t bkpflag = 0;
__HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); /* 使能PWR电源时钟 */
__HAL_RCC_BKP_CLK_ENABLE(); /* 使能BKP备份时钟 */
HAL_PWR_EnableBkUpAccess(); /* 取消备份区写保护 */
g_rtc_handle.Instance = RTC;
g_rtc_handle.Init.AsynchPrediv = 32767; /* 时钟周期设置,理论值：32767, 这里也可以用 RTC_AUTO_1_SECOND */
g_rtc_handle.Init.OutPut = RTC_OUTPUTSOURCE_NONE;
if (HAL_RTC_Init(&g_rtc_handle) != HAL_OK) /* 初始化RTC */
{
return 1;
}
bkpflag = rtc_read_bkr(0); /* 读取BKP0的值 */
if ((bkpflag != 0X5050) && (bkpflag != 0x5051)) /* 之前未初始化过，重新配置 */
{
rtc_set_time(2020, 4, 25, 20, 25, 35); /* 设置时间 */
}
__HAL_RTC_ALARM_ENABLE_IT(&g_rtc_handle, RTC_IT_SEC); /* 允许秒中断 */
__HAL_RTC_ALARM_ENABLE_IT(&g_rtc_handle, RTC_IT_ALRA); /* 允许闹钟中断 */
HAL_NVIC_SetPriority(RTC_IRQn, 0x2, 0); /* 设置RTC中断 */
HAL_NVIC_EnableIRQ(RTC_IRQn); /* 使能中断 */
rtc_get_time(); /* 更新时间 */
return 0;
}
/**
* @brief RTC初始化
* @note
* RTC底层驱动，时钟配置,此函数会被HAL_RTC_Init()调用
* @param hrtc:RTC句柄
* @retval 无
*/
void HAL_RTC_MspInit(RTC_HandleTypeDef *hrtc)
{
uint16_t retry = 200;
__HAL_RCC_RTC_ENABLE(); /* RTC时钟使能 */
RCC_OscInitTypeDef rcc_oscinitstruct;
RCC_PeriphCLKInitTypeDef rcc_periphclkinitstruct;
/* 使用寄存器的方式去检测LSE是否可以正常工作 */
RCC->BDCR |= 1 << 0; /* 开启外部低速振荡器LSE */
while (retry && ((RCC->BDCR & 0X02) == 0)) /* 等待LSE准备好 */
{
retry--;
delay_ms(5);
}
if (retry == 0) /* LSE起振失败 使用LSI */
{
rcc_oscinitstruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_LSI; /* 选择要配置的振荡器 */
rcc_oscinitstruct.LSIState = RCC_LSI_ON; /* LSI状态：开启 */
rcc_oscinitstruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE; /* PLL无配置 */
HAL_RCC_OscConfig(&rcc_oscinitstruct); /* 配置设置的rcc_oscinitstruct */
rcc_periphclkinitstruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_RTC; /* 选择要配置的外设 RTC */
rcc_periphclkinitstruct.RTCClockSelection = RCC_RTCCLKSOURCE_LSI; /* RTC时钟源选择 LSI */
HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&rcc_periphclkinitstruct); /* 配置设置的rcc_periphClkInitStruct */
rtc_write_bkr(0, 0X5051);
}
else
{
rcc_oscinitstruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_LSE ; /* 选择要配置的振荡器 */
rcc_oscinitstruct.LSEState = RCC_LSE_ON; /* LSE状态：开启 */
rcc_oscinitstruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE; /* PLL不配置 */
HAL_RCC_OscConfig(&rcc_oscinitstruct); /* 配置设置的rcc_oscinitstruct */
rcc_periphclkinitstruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_RTC; /* 选择要配置外设 RTC */
rcc_periphclkinitstruct.RTCClockSelection = RCC_RTCCLKSOURCE_LSE; /* RTC时钟源选择LSE */
HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&rcc_periphclkinitstruct); /* 配置设置的rcc_periphclkinitstruct */
rtc_write_bkr(0, 0X5055);
}
}
/**
* @brief RTC时钟中断
* @note 秒钟中断 / 闹钟中断 共用同一个中断服务函数
* 根据RTC_CRL寄存器的 SECF 和 ALRF 位区分是哪个中断
* @param 无
* @retval 无
*/
void RTC_IRQHandler(void)
{
if (__HAL_RTC_ALARM_GET_FLAG(&g_rtc_handle, RTC_FLAG_SEC) != RESET) /* 秒中断 */
{
rtc_get_time(); /* 更新时间 */
__HAL_RTC_ALARM_CLEAR_FLAG(&g_rtc_handle, RTC_FLAG_SEC); /* 清除秒中断 */
//printf("sec:%d\r\n", calendar.sec); /* 打印秒钟 */
}
if (__HAL_RTC_ALARM_GET_FLAG(&g_rtc_handle, RTC_FLAG_ALRAF) != RESET) /* 闹钟中断 */
{
__HAL_RTC_ALARM_CLEAR_FLAG(&g_rtc_handle, RTC_FLAG_ALRAF); /* 清除闹钟中断 */
printf("Alarm Time:%d-%d-%d %d:%d:%d\n", calendar.year, calendar.month, calendar.date, calendar.hour, calendar.min, calendar.sec);
}
__HAL_RTC_ALARM_CLEAR_FLAG(&g_rtc_handle, RTC_FLAG_OW); /* 清除溢出中断标志 */
while (!__HAL_RTC_ALARM_GET_FLAG(&g_rtc_handle, RTC_FLAG_RTOFF)); /* 等待RTC寄存器操作完成, 即等待RTOFF == 1 */
}
/**
* @brief 判断年份是否是闰年
* @note 月份天数表:
* 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
* 闰年 31 29 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31
* 非闰年 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31
* @param year : 年份
* @retval 0, 非闰年; 1, 是闰年;
*/
static uint8_t rtc_is_leap_year(uint16_t year)
{
/* 闰年规则: 四年闰百年不闰，四百年又闰 */
if ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0))
{
return 1;
}
else
{
return 0;
}
}
/**
* @brief 设置时间, 包括年月日时分秒
* @note 以1970年1月1日为基准, 往后累加时间
* 合法年份范围为: 1970 ~ 2105年
HAL默认为年份起点为2000年
* @param syear : 年份
* @param smon : 月份
* @param sday : 日期
* @param hour : 小时
* @param min : 分钟
* @param sec : 秒钟
* @retval 0, 成功; 1, 失败;
*/
uint8_t rtc_set_time(uint16_t syear, uint8_t smon, uint8_t sday, uint8_t hour, uint8_t min, uint8_t sec)
{
uint32_t seccount = 0;
seccount = rtc_date2sec(syear, smon, sday, hour, min, sec); /* 将年月日时分秒转换成总秒钟数 */
__HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); /* 使能电源时钟 */
__HAL_RCC_BKP_CLK_ENABLE(); /* 使能备份域时钟 */
HAL_PWR_EnableBkUpAccess(); /* 取消备份域写保护 */
/* 上面三步是必须的! */
RTC->CRL |= 1 << 4; /* 进入配置模式 */
RTC->CNTL = seccount & 0xffff;
RTC->CNTH = seccount >> 16;
RTC->CRL &= ~(1 << 4); /* 退出配置模式 */
while (!__HAL_RTC_ALARM_GET_FLAG(&g_rtc_handle, RTC_FLAG_RTOFF)); /* 等待RTC寄存器操作完成, 即等待RTOFF == 1 */
return 0;
}
/**
* @brief 设置闹钟, 具体到年月日时分秒
* @note 以1970年1月1日为基准, 往后累加时间
* 合法年份范围为: 1970 ~ 2105年
* @param syear : 年份
* @param smon : 月份
* @param sday : 日期
* @param hour : 小时
* @param min : 分钟
* @param sec : 秒钟
* @retval 0, 成功; 1, 失败;
*/
uint8_t rtc_set_alarm(uint16_t syear, uint8_t smon, uint8_t sday, uint8_t hour, uint8_t min, uint8_t sec)
{
uint32_t seccount = 0;
seccount = rtc_date2sec(syear, smon, sday, hour, min, sec); /* 将年月日时分秒转换成总秒钟数 */
__HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); /* 使能电源时钟 */
__HAL_RCC_BKP_CLK_ENABLE(); /* 使能备份域时钟 */
HAL_PWR_EnableBkUpAccess(); /* 取消备份域写保护 */
/* 上面三步是必须的! */
RTC->CRL |= 1 << 4; /* 进入配置模式 */
RTC->ALRL = seccount & 0xffff;
RTC->ALRH = seccount >> 16;
RTC->CRL &= ~(1 << 4); /* 退出配置模式 */
while (!__HAL_RTC_ALARM_GET_FLAG(&g_rtc_handle, RTC_FLAG_RTOFF)); /* 等待RTC寄存器操作完成, 即等待RTOFF == 1 */
return 0;
}
/**
* @brief 得到当前的时间
* @note 该函数不直接返回时间, 时间数据保存在calendar结构体里面
* @param 无
* @retval 无
*/
void rtc_get_time(void)
{
static uint16_t daycnt = 0;
uint32_t seccount = 0;
uint32_t temp = 0;
uint16_t temp1 = 0;
const uint8_t month_table[12] = {31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31}; /* 平年的月份日期表 */
seccount = RTC->CNTH; /* 得到计数器中的值(秒钟数) */
seccount <<= 16;
seccount += RTC->CNTL;
temp = seccount / 86400; /* 得到天数(秒钟数对应的) */
if (daycnt != temp) /* 超过一天了 */
{
daycnt = temp;
temp1 = 1970; /* 从1970年开始 */
while (temp >= 365)
{
if (rtc_is_leap_year(temp1)) /* 是闰年 */
{
if (temp >= 366)
{
temp -= 366; /* 闰年的秒钟数 */
}
else
{
break;
}
}
else
{
temp -= 365; /* 平年 */
}
temp1++;
}
calendar.year = temp1; /* 得到年份 */
temp1 = 0;
while (temp >= 28) /* 超过了一个月 */
{
if (rtc_is_leap_year(calendar.year) && temp1 == 1) /* 当年是不是闰年/2月份 */
{
if (temp >= 29)
{
temp -= 29; /* 闰年的秒钟数 */
}
else
{
break;
}
}
else
{
if (temp >= month_table[temp1])
{
temp -= month_table[temp1]; /* 平年 */
}
else
{
break;
}
}
temp1++;
}
calendar.month = temp1 + 1; /* 得到月份 */
calendar.date = temp + 1; /* 得到日期 */
}
temp = seccount % 86400; /* 得到秒钟数 */
calendar.hour = temp / 3600; /* 小时 */
calendar.min = (temp % 3600) / 60; /* 分钟 */
calendar.sec = (temp % 3600) % 60; /* 秒钟 */
calendar.week = rtc_get_week(calendar.year, calendar.month, calendar.date); /* 获取星期 */
}
/**
* @brief 将年月日时分秒转换成秒钟数
* @note 输入公历日期得到星期(起始时间为: 公元0年3月1日开始, 输入往后的任何日期, 都可以获取正确的星期)
* 使用 基姆拉尔森计算公式 计算, 原理说明见此贴:
* https://www.cnblogs.com/fengbohello/p/3264300.html
* @param syear : 年份
* @param smon : 月份
* @param sday : 日期
* @retval 0, 星期天; 1 ~ 6: 星期一 ~ 星期六
*/
uint8_t rtc_get_week(uint16_t year, uint8_t month, uint8_t day)
{
uint8_t week = 0;
if (month < 3)
{
month += 12;
--year;
}
week = (day + 1 + 2 * month + 3 * (month + 1) / 5 + year + (year >> 2) - year / 100 + year / 400) % 7;
return week;
}
/**
* @brief 将年月日时分秒转换成秒钟数
* @note 以1970年1月1日为基准, 1970年1月1日, 0时0分0秒, 表示第0秒钟
* 最大表示到2105年, 因为uint32_t最大表示136年的秒钟数(不包括闰年)!
* 本代码参考只linux mktime函数, 原理说明见此贴:
* http://www.openedv.com/thread-63389-1-1.html
* @param syear : 年份
* @param smon : 月份
* @param sday : 日期
* @param hour : 小时
* @param min : 分钟
* @param sec : 秒钟
* @retval 转换后的秒钟数
*/
static long rtc_date2sec(uint16_t syear, uint8_t smon, uint8_t sday, uint8_t hour, uint8_t min, uint8_t sec)
{
uint32_t Y, M, D, X, T;
signed char monx = smon; /* 将月份转换成带符号的值, 方便后面运算 */
if (0 >= (monx -= 2)) /* 1..12 -> 11,12,1..10 */
{
monx += 12; /* Puts Feb last since it has leap day */
syear -= 1;
}
Y = (syear - 1) * 365 + syear / 4 - syear / 100 + syear / 400; /* 公元元年1到现在的闰年数 */
M = 367 * monx / 12 - 30 + 59;
D = sday - 1;
X = Y + M + D - 719162; /* 减去公元元年到1970年的天数 */
T = ((X * 24 + hour) * 60 + min) * 60 + sec; /* 总秒钟数 */
return T;
}
rtc.h
#ifndef __RTC_H
#define __RTC_H
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
/* 时间结构体, 包括年月日周时分秒等信息 */
typedef struct
{
uint8_t hour; /* 时 */
uint8_t min; /* 分 */
uint8_t sec; /* 秒 */
/* 公历年月日周 */
uint16_t year; /* 年 */
uint8_t month; /* 月 */
uint8_t date; /* 日 */
uint8_t week; /* 周 */
} _calendar_obj;
extern _calendar_obj calendar; /* 时间结构体 */
/* 静态函数 */
static uint8_t rtc_is_leap_year(uint16_t year); /* 判断当前年份是不是闰年 */
static long rtc_date2sec(uint16_t syear, uint8_t smon, uint8_t sday, uint8_t hour, uint8_t min, uint8_t sec); /* 将年月日时分秒转换成秒钟数 */
/* 接口函数 */
uint8_t rtc_init(void); /* 初始化RTC */
void rtc_get_time(void); /* 获取RTC时间信息 */
uint16_t rtc_read_bkr(uint32_t bkrx); /* 读取后备寄存器 */
void rtc_write_bkr(uint32_t bkrx, uint16_t data); /* 写后备寄存器 */
uint8_t rtc_get_week(uint16_t year, uint8_t month, uint8_t day); /* 根据年月日获取星期几 */
uint8_t rtc_set_time(uint16_t syear, uint8_t smon, uint8_t sday, uint8_t hour, uint8_t min, uint8_t sec); /* 设置时间 */
uint8_t rtc_set_alarm(uint16_t syear, uint8_t smon, uint8_t sday, uint8_t hour, uint8_t min, uint8_t sec); /* 设置闹钟时间 */
#endif
