硬件实时时钟（RTC）

硬件实时时钟（RTC）详解

硬件实时时钟（Real-Time Clock，RTC）是计算机主板上的一个独立计时芯片，用于在系统关机后持续记录时间。它不依赖操作系统，由纽扣电池（如CR2032）供电，保证时间数据持久化。

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1. RTC 核心特性

特性	说明
独立性	不依赖CPU或操作系统，断电后仍运行（靠电池供电）
精度	通常误差 ±2ppm（约每月±5秒），高精度RTC（如DS3231）可达 ±0.5ppm
接口	通过I²C或SPI与系统通信
时钟源	32.768kHz晶振（分频后生成1Hz信号）
电池寿命	典型CR2032电池可使用3-10年

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2. Linux 中的 RTC 操作

(1) 查看系统时间与硬件时间

# 系统时间（软件时钟）
date

# 硬件时间（RTC）
sudo hwclock --show

(2) 同步时间

# 将系统时间写入RTC
sudo hwclock --systohc

# 从RTC读取时间到系统
sudo hwclock --hctosys

(3) 检查RTC设备

# 列出RTC设备
ls /dev/rtc*

# 查看RTC详细信息
sudo dmesg | grep rtc

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3. RTC 与系统时钟的关系

• 系统时钟：
  由Linux内核维护，依赖CPU计时和NTP同步，关机后失效。
  （可通过 date 命令修改）

• 硬件时钟（RTC）：
  物理芯片记录的时间，持久化存储。
  （通过 hwclock 命令管理）

同步流程：

1. 开机时：RTC时间 → 系统时间（若未配置NTP）
2. 关机时：系统时间 → RTC时间（需手动或自动同步）

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4. 配置自动时间同步

(1) 启用NTP与RTC同步

编辑 /etc/systemd/timesyncd.conf：

[Time]
NTP=pool.ntp.org
FallbackNTP=0.pool.ntp.org 1.pool.ntp.org

重启服务：

sudo timedatectl set-ntp true
sudo systemctl restart systemd-timesyncd

(2) 设置时区

sudo timedatectl set-timezone Asia/Shanghai

(3) 检查时间同步状态

timedatectl status

输出示例：

               Local time: Wed 2023-10-04 15:30:00 CST
           Universal time: Wed 2023-10-04 07:30:00 UTC
                 RTC time: Wed 2023-10-04 07:30:00
                Time zone: Asia/Shanghai (CST, +0800)
System clock synchronized: yes
              NTP service: active
          RTC in local TZ: no

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5. 常见问题

(1) RTC时间与系统时间不一致

原因：

• 未启用NTP同步
• 时区配置错误
• RTC电池电量不足

解决：

# 强制同步
sudo hwclock --systohc

(2) RTC时间显示为UTC

若希望RTC存储本地时间（不推荐）：

sudo timedatectl set-local-rtc 1

(3) RTC设备未识别

检查内核日志：

dmesg | grep rtc

若未检测到，可能是主板驱动问题或电池失效。

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6. 嵌入式开发中的RTC

在嵌入式Linux中，需确保：

1. 内核启用RTC驱动：

   make menuconfig  # 勾选 Device Drivers → Real Time Clock
   

2. 设备树（DTS）配置RTC节点：

   &i2c1 {
       rtc@68 {
           compatible = "maxim,ds3231";
           reg = <0x68>;
       };
   };
   

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7. 总结

操作	命令	说明
查看RTC时间	sudo hwclock --show	显示硬件时钟
系统时间→RTC	sudo hwclock --systohc	同步到硬件
RTC时间→系统	sudo hwclock --hctosys	同步到系统
启用NTP自动同步	sudo timedatectl set-ntp true	依赖网络时间协议