在STM32Cubemx中開發STM32H750 RTC為什麼沒有配置日曆選項詳情 - stm32,單片機,實時音視頻,2d,Data,機器學習,人工智能智慧編織者博客

一、RTC簡介

1、RTC含義

RTC (Real Time Clock)：實時時鐘

RTC是個獨立的定時器。

RTC模塊擁有一個連續計數的計數器，在相應的軟件配置下，可以提供時鐘日曆的功能。修改計數器的值可以重新設置當前時間和日期 RTC還包含用於管理低功耗模式的自動喚醒單元。

在斷電情況下 RTC仍可以獨立運行只要芯片的備用電源一直供電,RTC上的時間會一直走。

RTC實質是一個掉電後還繼續運行的定時器,從定時器的角度來看,相對於通用定時器TIM外設,它的功能十分簡單,只有計時功能(也可以觸發中斷)。但其高級之處也就在於掉電之後還可以正常運行。

兩個 32 位寄存器包含二進碼十進數格式 (BCD) 的秒、分鐘、小時（ 12 或 24 小時制）、星期幾、日期、月份和年份。此外，還可提供二進制格式的亞秒值。系統可以自動將月份的天數補償為 28、29（閏年）、30 和 31 天。

上電覆位後，所有RTC寄存器都會受到保護，以防止可能的非正常寫訪問。

無論器件狀態如何（運行模式、低功耗模式或處於復位狀態），只要電源電壓保持在工作範圍內，RTC使不會停止工作。

2、RTC特徵

可編程的預分頻係數：分頻係數高為220。
32位的可編程計數器，可用於較長時間段的測量。
2個分離的時鐘：用於APB1接口的PCLK1和RTC時鐘(RTC時鐘的頻率必須小於PCLK1時鐘頻率的四分之一以上)。
可以選擇以下三種RTC的時鐘源：
HSE時鐘除以128；
LSE振盪器時鐘；
LSI振盪器時鐘
2個獨立的復位類型：
APB1接口由系統復位；
RTC核心(預分頻器、鬧鐘、計數器和分頻器)只能由後備域復位
3個專門的可屏蔽中斷：
鬧鐘中斷，用來產生一個軟件可編程的鬧鐘中斷。
秒中斷，用來產生一個可編程的週期性中斷信號(長可達1秒)。
溢出中斷，指示內部可編程計數器溢出並回轉為0的狀態.

RTC時鐘源：
三種不同的時鐘源可被用來驅動系統時鐘(SYSCLK)：

● HSI振盪器時鐘
● HSE振盪器時鐘
● PLL時鐘

這些設備有以下2種二級時鐘源：

● 40kHz低速內部RC，可以用於驅動獨立看門狗和通過程序選擇驅動RTC。 RTC用於從停機/待機模式下自動喚醒系統。
● 32.768kHz低速外部晶體也可用來通過程序選擇驅動RTC(RTCCLK)。

3、RTC原理框圖

在STM32Cubemx中開發STM32H750 RTC為什麼沒有配置日曆選項_#stm32

RTC時鐘的框圖還是比較簡單的，這裏我們把他分成 兩個部分:

APB1 接口：用來和 APB1 總線相連。此單元還包含一組 16 位寄存器，可通過 APB1 總線對其進行讀寫操作。APB1 接口由 APB1 總線時鐘驅動，用來與 APB1 總線連接。
通過APB1接口可以訪問RTC的相關寄存器（預分頻值，計數器值，鬧鐘值）。

RTC 核心接口：由一組可編程計數器組成，分成 兩個主要模塊 。

在STM32Cubemx中開發STM32H750 RTC為什麼沒有配置日曆選項_2d_02

第一個模塊是 RTC 的預分頻模塊，它可編程產生 1 秒的 RTC 時間基準 TR_CLK。RTC 的預分頻模塊包含了一個 20 位的可編程分頻器(RTC 預分頻器)。如果在 RTC_CR 寄存器中設置了相應的允許位，則在每個 TR_CLK 週期中 RTC 產生一箇中斷(秒中斷)。

在STM32Cubemx中開發STM32H750 RTC為什麼沒有配置日曆選項_#實時音視頻_03

第二個模塊是一個 32 位的可編程計數器（RTC_CNT)，可被初始化為當前的系統時間，一個 32 位的時鐘計數器，按秒鐘計算，可以記錄 4294967296 秒，約合 136 年左右，作為一般應用，這已經是足夠了的。

3、RTC具體流程

RTCCLK經過RTC_DIV預分頻，RTC_PRL設置預分頻係數，然後得到TR_CLK時鐘信號，我們一般設置其週期為1s，RTC_CNT計數器計數，假如1970設置為時間起點為0s，通過當前時間的秒數計算得到當前的時間。RTC_ALR是設置鬧鐘時間，RTC_CNT計數到RTC_ALR就會產生計數中斷，

RTC_Second為秒中斷，用於刷新時間，
RTC_Overflow是溢出中斷。
RTC Alarm 控制開關機

4、 RTC時鐘選擇

使用HSE分頻時鐘或者LSI的時候,在主電源VDD掉電的情況下,這兩個時鐘來源都會受到影響,因此沒法保證RTC正常工作.所以RTC一般都時鐘低速外部時鐘LSE,頻率為實時時鐘模塊中常用的32.768KHz,因為32768 = 2^15,分頻容易實現,所以被廣泛應用到RTC模塊.(在主電源VDD有效的情況下(待機),RTC還可以配置鬧鐘事件使STM32退出待機模式).

5、RTC復位過程

除了RTC_PRL、RTC_ALR、RTC_CNT和RTC_DIV寄存器外，所有的系統寄存器都由系統復位或電源復位進行異步復位。
RTC_PRL、RTC_ALR、RTC_CNT和RTC_DIV寄存器僅能通過備份域復位信號復位。

系統復位後,禁止訪問後備寄存器和RCT,防止對後衞區域(BKP)的意外寫操作

6、RTC中斷

秒中斷：
這裏時鐘自帶一個秒中斷，每當計數加一的時候就會觸發一次秒中斷。注意，這裏所説的秒中斷並非一定是一秒的時間，它是由RTC時鐘源和分頻值決定的“秒”的時間，當然也是可以做到1秒鐘中斷一次。我們通過往秒中斷裏寫更新時間的函數來達到時間同步的效果
鬧鐘中斷：
鬧鐘中斷就是設置一個預設定的值，計數每自加多少次觸發一次鬧鐘中斷

二、STM32CubeMX配置RTC

1、配置RCC

在STM32Cubemx中開發STM32H750 RTC為什麼沒有配置日曆選項_#實時音視頻_04

設置高速外部時鐘HSE 選擇外部時鐘源
使能外部晶振LSE

RTC設備因為其獨特的運行方式（即掉電依舊運行）使用HSE分頻時鐘或者LSI的時候,在主電源VDD掉電的情況下,這兩個時鐘來源都會受到影響，資源消耗太大，小小的鈕釦電池根本吃不消。沒法保證RTC正常工作.所以RTC一般都時鐘低速外部時鐘LSE

2、配置SYS

在STM32Cubemx中開發STM32H750 RTC為什麼沒有配置日曆選項_#實時音視頻_05

3、配置RTC

在STM32Cubemx中開發STM32H750 RTC為什麼沒有配置日曆選項_2d_06

- Activate Clock Source 激活時鐘源
- Activate calendar激活日曆

這兩個都要點，作用也很明顯，先是使能時鐘源，再使能RTC日曆

- RTC_OUT： Not RTC_OUT
- Tamper： ×

第一個：是否使能 tamper（PC13）引腳上輸出校正的秒脈衝時鐘

第二個： RTC入侵檢測校驗功能

RTC校驗功能，使能侵入檢測功能。RTC時鐘經64分頻輸出到侵入檢測引腳TAMPER上
當 TAMPER引腳上的信號從 0變成1或者從 1變成 0(取決於備份控制寄存器BKP_CR的 TPAL位)，會產生一個侵入檢測事件。侵入檢測事件將所有數據備份寄存器內容清除。

第一個是使能tamper（PC13）引腳作為時鐘脈衝輸出

第二個是使能tamper（PC13）引腳作為入侵檢測功能

RTC的中斷：

RTC全局中斷RTC_IRQHandler()

在STM32Cubemx中開發STM32H750 RTC為什麼沒有配置日曆選項_2d_07

此處設置時間為2022/10/29 21:45:00

Data Format: 日期格式
Binary data format 十六進制
BCD data format BCD碼進制

使用自動配置，初始化時間必須使用BCD data format，原因是庫函數存在bug，如果使用Binary data format，月份配置會出錯，比如説11月，配置時會賦值為RTC_MONTH_NOVEMBER，而此宏定義值為0x11，也就是説其十進制值為17

Hours：小時

Minutes：分鐘

Seconds：秒

Week Day：星期

Month 月份

Date：日期

Year：年份

4、配置串口

在STM32Cubemx中開發STM32H750 RTC為什麼沒有配置日曆選項_2d_08

5、配置時鐘

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6、生成項目

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在STM32Cubemx中開發STM32H750 RTC為什麼沒有配置日曆選項_2d_11

三、KEIL配置代碼

1、printf函數

在main.c和usart.c中添加頭文件#include "stdio.h"之後，勾選Target中的use MicroLIB，在mian.c文件中，添加如下代碼，進行重定義

int fputc(int ch, FILE *f)
 
{
 
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff);
 
  return ch;
 
}

2、RTC_HAL庫函數

/*設置系統時間*/
HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_SetTime(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_TimeTypeDef *sTime, uint32_t Format) 
/*讀取系統時間*/
HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_GetTime(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_TimeTypeDef *sTime, uint32_t Format)
/*設置系統日期*/
HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_SetDate(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_DateTypeDef *sDate, uint32_t Format)
/*讀取系統日期*/
HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_GetDate(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_DateTypeDef *sDate, uint32_t Format)
/*啓動報警功能*/
HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_SetAlarm(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_AlarmTypeDef *sAlarm, uint32_t Format)
/*設置報警中斷*/
HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_SetAlarm_IT(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_AlarmTypeDef *sAlarm, uint32_t Format)
/*報警時間回調函數*/
__weak void HAL_RTC_AlarmAEventCallback(RTC_HandleTypeDef *hrtc)
/*寫入後備儲存器*/
void HAL_RTCEx_BKUPWrite(RTC_HandleTypeDef *hrtc, uint32_t BackupRegister, uint32_t Data)
/*讀取後備儲存器*/
uint32_t HAL_RTCEx_BKUPRead(RTC_HandleTypeDef *hrtc, uint32_t BackupRegister

前四個函數：

設置系統時間：HAL_RTC_SetTime();
讀取系統時間: HAL_RTC_GetTime();
設置系統日期: HAL_RTC_SetDate();
讀取系統日期: HAL_RTC_GetDate();

系統的時間和日期開始的時候已經設置所以我們這裏只用兩個讀取函數

讀取系統時間函數：

/*讀取系統時間*/
HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_GetTime(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_TimeTypeDef *sTime, uint32_t Format)

功能：獲取RTC時鐘的時間

參數：

*hrtc RTC結構體參數例：&hi2c2
RTC_TimeTypeDef *sTime：獲取RTC時間的結構體
Format：獲取時間的格式

RTC_FORMAT_BIN 使用16進制
RTC_FORMAT_BCD 使用BCD進制

讀取系統日期函數：

/*讀取系統日期*/
HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_GetDate(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_DateTypeDef *sDate, uint32_t Format)

功能：獲取RTC時鐘的日期

參數：

*hrtc RTC結構體參數例：&hi2c2
RTC_DateTypeDef *sTime：獲取RTC日期的結構體
Format：獲取日期的格式

RTC_FORMAT_BIN 使用16進制
RTC_FORMAT_BCD 使用BCD進制

在stm32f1xx_hal_rtc.h頭文件中，可以找到RTC_TimeTypeDef，RTC_DateTypeDef這兩個結構體的成員變量。

/**

  * @brief  RTC Time structure definition
    */
    typedef struct
    {
      uint8_t Hours;            /*!< Specifies the RTC Time Hour.
                               This parameter must be a number between Min_Data = 0 and Max_Data = 23 */

  uint8_t Minutes;          /*!< Specifies the RTC Time Minutes.
                                 This parameter must be a number between Min_Data = 0 and Max_Data = 59 */

  uint8_t Seconds;          /*!< Specifies the RTC Time Seconds.
                                 This parameter must be a number between Min_Data = 0 and Max_Data = 59 */

} RTC_TimeTypeDef;

/**

  * @brief  RTC Date structure definition
    */
    typedef struct
    {
      uint8_t WeekDay;  /*!< Specifies the RTC Date WeekDay (not necessary for HAL_RTC_SetDate).
                       This parameter can be a value of @ref RTC_WeekDay_Definitions */

  uint8_t Month;    /*!< Specifies the RTC Date Month (in BCD format).
                         This parameter can be a value of @ref RTC_Month_Date_Definitions */

  uint8_t Date;     /*!< Specifies the RTC Date.
                         This parameter must be a number between Min_Data = 1 and Max_Data = 31 */

  uint8_t Year;     /*!< Specifies the RTC Date Year.
                         This parameter must be a number between Min_Data = 0 and Max_Data = 99 */

} RTC_DateTypeDef;

3、定義結構體

通過定義結構體來獲取時間與日期
mian.c裏定義結構體：

RTC_DateTypeDef GetData;  //獲取日期結構體

RTC_TimeTypeDef GetTime;   //獲取時間結構體

4、循環添加

在while循環裏添加代碼：
（1）添加循環生成時間

/* Get the RTC current Time */
	    HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &GetTime, RTC_FORMAT_BIN);
      /* Get the RTC current Date */
      HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &GetData, RTC_FORMAT_BIN);

      /* Display date Format : yy/mm/dd */
      printf("%02d/%02d/%02d\r\n",2000 + GetData.Year, GetData.Month, GetData.Date);
      /* Display time Format : hh:mm:ss */
      printf("%02d:%02d:%02d\r\n",GetTime.Hours, GetTime.Minutes, GetTime.Seconds);

      printf("\r\n");

      HAL_Delay(1000);

運行結果：

在STM32Cubemx中開發STM32H750 RTC為什麼沒有配置日曆選項_Data_12

（2）修改循環加上星期

HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &GetTime, RTC_FORMAT_BIN);//獲取時間
      /* Get the RTC current Date */
      HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &GetData, RTC_FORMAT_BIN);//獲取日期

  /* Display date Format : yy/mm/dd */
  printf("%02d/%02d/%02d\r\n",2000 + GetData.Year, GetData.Month, GetData.Date);
  /* Display date Format : weekday */
	if(GetData.WeekDay==1){
		printf("星期一\r\n");
	}else if(GetData.WeekDay==2){
		printf("星期二\r\n");
	}else if(GetData.WeekDay==3){
		printf("星期三\r\n");
	}else if(GetData.WeekDay==4){
		printf("星期四\r\n");
	}else if(GetData.WeekDay==5){
		printf("星期五\r\n");
	}else if(GetData.WeekDay==6){
		printf("星期六\r\n");
	}else if(GetData.WeekDay==7){
		printf("星期日\r\n");
	}
	/* Display time Format : hh:mm:ss */
  printf("%02d:%02d:%02d\r\n",GetTime.Hours, GetTime.Minutes, GetTime.Seconds);

  printf("\r\n");

  HAL_Delay(1000);

運行結果：

在STM32Cubemx中開發STM32H750 RTC為什麼沒有配置日曆選項_#單片機_13

四、實驗總結

本次實驗實現了通過RTC實現時間和星期的串口輸出，瞭解到相關RTC的深層含義，進一步加深了對RTC的理解

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