STM32F407单片机编程入门(十四) 内部RTC实时时钟详解及实战含源码

news2024/11/15 11:09:33

文章目录

- 一.概要
- 二.RTC基本介绍
- 三.STM32单片机RTC内部结构图
- 四.CubeMX配置一个RTC时间例程
- 五.CubeMX工程源代码下载
- 六.小结

一.概要

RTC（Real-Time Clock）是一种用于追踪和记录实际时间的时钟系统。在STM32中，RTC通常用于提供实时时钟和日期信息，例如年、月、日、时、分、秒等。RTC在许多应用中都是重要的，尤其是需要记录事件发生时间的系统，如数据日志、定时器等。
RTC位于系统的后备区域，这意味着在系统复位时，其数据不会清零。此外，即使在电源VDD（2.0-3.6V）断开的情况下，RTC仍可以通过备份电源VBAT（1.8~3.6V）供电，继续运行。

本文介绍了STM32 RTC实时时钟的基本概念，内部结构，以及用内部RTC进行时间计时的例程。

二.RTC基本介绍

实时时钟 (RTC) 是一个独立的 BCD 定时器/计数器。RTC 提供一个日历时钟、两个可编程
闹钟中断，以及一个具有中断功能的周期性可编程唤醒标志。RTC 还包含用于管理低功耗模式的自动唤醒单元。
两个 32 位寄存器包含二进码十进数格式 (BCD) 的秒、分钟、小时（12 或 24 小时制）、星
期几、日期、月份和年份。此外，还可提供二进制格式的亚秒值。
系统可以自动将月份的天数补偿为 28、29（闰年）、30 和 31 天。并且还可以进行夏令时
补偿。
其它 32 位寄存器还包含可编程的闹钟亚秒、秒、分钟、小时、星期几和日期。
此外，还可以使用数字校准功能对晶振精度的偏差进行补偿。
上电复位后，所有 RTC 寄存器都会受到保护，以防止可能的非正常写访问。
无论器件状态如何（运行模式、低功耗模式或处于复位状态），只要电源电压保持在工作范
围内，RTC 便不会停止工作。

三.STM32单片机RTC内部结构图

RTC内部结构图如下

在这里插入图片描述
RTC 时钟源 (RTCCLK) 通过时钟控制器从 LSE 时钟、LSI 振荡器时钟以及 HSE 时钟三者中选择。
可编程的预分频器阶段可生成 1 Hz 的时钟，用于更新日历。为最大程度地降低功耗，预分
频器分为 2 个可编程的预分频器。
RTC 日历时间和日期寄存器可通过与 PCLK1（APB1 时钟）同步的影子寄存器来访问。这
些时间和日期寄存器也可以直接访问，这样可避免等待同步的持续时间，每隔两个RTCCLK 周期，便将当前日历值复制到影子寄存器。
● RTC_SSR 对应于亚秒
● RTC_TR 对应于时间
● RTC_DR 对应于日期

当应用读取日历寄存器时，它会访问影子寄存器的内容。也可以通过将 RTC_CR 寄存器的
BYPSHAD 控制位置 1 来直接访问日历寄存器。默认情况下，该位被清零，用户访问影子寄存器。

日历时间读取：
当 RTC_CR 寄存器中的 BYPSHAD 控制位清零时
要正确读取 RTC 日历寄存器（RTC_SSR、RTC_TR 和 RTC_DR），APB1 时钟频率 (fPCLK1) 必须等于或大于 RTCCLK RTC 时钟频率的七倍。这可以确保同步机制行为的安全性。
如果 APB1 时钟频率低于 RTC 时钟频率的七倍，则软件必须分两次读取日历时间寄存器和
日期寄存器。这样，当两次读取的 RTC_TR 结果相同时，才能确保数据正确。否则必须执
行第三次读访问。任何情况下，APB1 的时钟频率都不能低于 RTC 的时钟频率。

四.CubeMX配置一个RTC时间例程

硬件准备：

STLINK接STM32F407VET6开发板，STLINK接电脑USB口。
在这里插入图片描述

打开STM32CubeMX软件,新建工程
在这里插入图片描述
Part Number处输入STM32F407VE，再双击就创建新的工程

配置下载口引脚
在这里插入图片描述

配置外部晶振引脚
在这里插入图片描述

配置RTC

配置系统主频168Mhz,使用外部晶振
在这里插入图片描述
配置RTC使能LSE晶振

配置工程文件名，保存路径，KEIL5工程输出方式
在这里插入图片描述

生成工程
在这里插入图片描述

用Keil5打开工程
在这里插入图片描述

添加代码

在这里插入图片描述

static void RTC_CalendarShow(uint8_t *showtime, uint8_t *showdate)
{
  RTC_DateTypeDef sdatestructureget;
  RTC_TimeTypeDef stimestructureget;

  /* Get the RTC current Time */
  HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &stimestructureget, RTC_FORMAT_BIN);
  /* Get the RTC current Date */
  HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &sdatestructureget, RTC_FORMAT_BIN);
//  /* Display time Format : hh:mm:ss */
  sprintf((char *)showtime, "%2d:%2d:%2d", stimestructureget.Hours, stimestructureget.Minutes, stimestructureget.Seconds);
//  /* Display date Format : mm-dd-yy */
  sprintf((char *)showdate, "%2d-%2d-%2d", sdatestructureget.Month, sdatestructureget.Date, 2000 + sdatestructureget.Year);
}
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_RTC_Init();//采用LSE 32.768K外部晶振
  /* USER CODE BEGIN 2 */

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
	RTC_CalendarShow(aShowTime, aShowDate);//读取时间，日期保存到数组
  }
  /* USER CODE END 3 */
}