【STM32】基于实时时钟RTC实现STM32F103的日历读取、设置和输出

本文详细介绍了STM32的RTC实时时钟的工作原理,包括其特征、组成以及如何使用STM32CubeMX配置RTC。通过示例展示了如何初始化RTC、设置时间并读取RTC当前时间,最后进行了代码编写和工程配置,实现了RTC时间的显示。

一、RTC简介

1. RTC实时时钟特征与原理

RTC (Real Time Clock):实时时钟
  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。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。

2. RTC组成

  • APB1接口:用来和APB1总线相连。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。分两个主要模块。
    第一个是RTC预分频模块,它可以编程产生最长1秒的RTC时间基TR_CLK。如果设置了秒中断允许位,可以产生秒中断。
    第二个是32位的可编程计数器,可被初始化为当前时间。系统时间按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,当匹配时候如果设置了闹钟中断允许位,可以产生闹钟中断。
    请添加图片描述
  • RTC内核完全独立于APB1接口,软件通过APB1接口对RTC相关寄存器访问。但是相关寄存器只在RTC APB1时钟进行重新同步的RTC时钟的上升沿被更新。所以软件必须先等待寄存器同步标志位(RTC_CRL的RSF位)被硬件置1才读。

二、基于STM32CubeMX建立工程

  • 配置 RCC
    在这里插入图片描述
  • 配置RTC
    在这里插入图片描述
  • 设置初始时间
    在这里插入图片描述
  • 配置USART1
    在这里插入图片描述
  • 生成项目:
    在这里插入图片描述

三、代码编写

修改main.c文件

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * <h2><center>&copy; Copyright (c) 2021 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.</center></h2>
  *
  * This software component is licensed by ST under BSD 3-Clause license,
  * the "License"; You may not use this file except in compliance with the
  * License. You may obtain a copy of the License at:
  *                        opensource.org/licenses/BSD-3-Clause
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "rtc.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */

/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
RTC_DateTypeDef GetData;  //获取日期结构体

RTC_TimeTypeDef GetTime
STM32F103RC这样的微控制器上,实时钟RTC (Real-Time Clock) 提供了一种独立于系统主时钟的精确时间管理,这对于需要长期保持准确时间的应用特别有用。以下是基于RTC实现日历读取设置以及输出的一般步骤,这里以Keil MDKHAL库为例: **1. 初始化RTC** ```c void initialize_RTC(void) { RTC_HandleTypeDef hrtc; RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct; // 配置时钟源 RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE; ... // 设置具体的配置 HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct); // 启动时钟分频器 HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5); // 初始化RTC HAL结构体 hrtc.Instance = RTC; hrtc.Init.HourFormat = RTC_HOURFORMAT_24; // 选择小时格式 ... // 设置其他初始化参数 HAL_RTC_Init(&hrtc); } ``` **2. 读取当前日期时间** ```c uint16_t get_RTC_Date(void) { RTC_DateTypeDef date; HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &date); return (date.Date | (date.Month << 8) | (date.Year << 16)); } ... void print_RTC_Date(void) { uint16_t date = get_RTC_Date(); printf("Year: %d, Month: %d, Date: %d\n", date >> 16, (date >> 8) & 0x0F, date & 0x0FFF); } ``` **3. 设置日期时间** ```c void set_RTC_Date(uint16_t date) { RTC_DateTypeDef newDate; newDate.Date = date & 0x0FFF; newDate.Month = (date >> 8) & 0x0F; newDate.Year = (date >> 16); HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &newDate); } ``` 请注意,上述代码仅提供了一个基本框架,实际应用可能需要考虑错误处理、时区转换等细节,并且不同芯片的RTC接口可能会略有差异。使用之前,请查阅具体的STM32参考手册。
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