STM32开发（18）----CubeMX配置RTC

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前言

本章介绍使用STM32CubeMX对RTC进行配置的方法，RTC的原理、概念和特点，配置各个步骤的功能，并通过实验方式验证。

一、什么是RTC？

RTC （Real Time Clock），实质是一个 掉电后还继续运行的定时器。从定时器的角度来说，相对于通用定时器 TIM 外设，它十分简单，只有很纯粹的计时和触发中断的功能；但从掉电还继续运行的角度来说，它却是 STM32 中唯一一个具有如此强大功能的外设。所以 RTC外设的复杂之处并不在于它的定时功能，而在于它掉电还继续运行的特性。

当主电源 VDD 断开的情况，为了 RTC 外设掉电继续运行，必须接上锂电池通过 VBAT 引脚给RTC供电。
当主电源 VDD 有效时，由 VDD 给 RTC 外设供电；

无论由什么电源供电， RTC 中的数据都保存在属于 RTC 的备份域中，若主电源 VDD 和 VBAT 都掉电，那么备份域中保存的所有数据将丢失。备份域除了 RTC 模块的寄存器，还有 42 个 16 位的寄存器可以在 VDD 掉电的情况下保存用户程序的数据，系统复位或电源复位时，这些数据也不会被复位。

RTC时钟源

RTC时钟源有三种：高速外部时钟、低速内部时钟 LSI 、低速外部时钟 LSE；使 HSE分频时钟或 LSI 的话，在主电源 VDD 掉电的情况下，这两个时钟来源都会受到影响，因此没法保证 RTC 正常工作。因此 RTC 一般使用低速外部时钟 LSE，在设计中，频率通常为实时时钟模块中常用的 32.768KHz，这是因为 32768 = 2^15，分频容易实现，所以它被广泛应用到 RTC 模块。

下面是RTC的框图

RTC备份域

框图中浅灰色的部分都是RTC备份域，在 VDD 掉电时可在 VBAT 的驱动下继续运行。这部分仅包括 RTC 的分频器，计数器，和闹钟控制器。若 VDD 电源有效， RTC 可以触发 RTC_Second(秒中断)、 RTC_Overflow(溢出事件) 和 RTC_Alarm(闹钟中断)。

从结构图可以分析到，其中的定时器溢出事件无法被配置为中断。若 STM32 原本处于待机状态，可由闹钟事件或 WKUP 事件 (外部唤醒事件，属于 EXTI 模块，不属于 RTC) 使它退出待机模式。闹钟事件是在计数器 RTC_CNT的值等于闹钟寄存器 RTC_ALR 的值时触发的。在备份域中所有寄存器都是 16 位的， RTC 控制相关的寄存器也不例外。它的计数器 RTC_CNT 的32 位由 RTC_CNTL 和 RTC_CNTH 两个寄存器组成，分别保存定时计数值的低 16 位和高 16 位。在配置 RTC 模块的时钟时，通常把输入的 32768Hz 的 RTCCLK 进行 32768 分频得到实际驱动计数器的时钟 TR_CLK = RTCCLK/32768= 1 Hz，计时周期为 1 秒，计时器在 TR_CLK 的驱动下计数，即每秒计数器 RTC_CNT 的值加 1。

二、实验过程

1.CubeMX配置

选择芯片stm32f103c6t6，新建工程

设置时钟源，最小系统外部晶振8Mhz，作为外部高速HSE时钟源。由于没有外接外部低速晶振，这里低速时钟源选择旁路时钟源。

配置时钟树，这里使用官方推荐的配置

USART1的参数配置如下，波特率115200，传输数据长度为8 Bit，奇偶检验无，停止位1.其他参数默认

RTC配置

Code Generator中设置只拷贝使用到的库，分离.c和.h文件

设置好项目名称和路径，点击GENERATE CODE即可，生成后使用keil5 IDE打开。

2.代码实现

在usart.c文件后面添加如下代码，代码中添加了#ifdef宏定义进行条件编译，如果使用GUNC编译，则PUTCHAR_PROTOTYPE 定义为int __io_putchar(int ch)函数，否则定义为int fputc(int ch, FILE *f)函数。

/* USER CODE BEGIN 0 */
#include "stdio.h"
#ifdef __GNUC__
  /* With GCC/RAISONANCE, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printf
     set to 'Yes') calls __io_putchar() */
  #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
  #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */
/**
  * @brief  Retargets the C library printf function to the USART.
  * @param  None
  * @retval None
  */
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
  /* Place your implementation of fputc here */
  /* e.g. write a character to the EVAL_COM1 and Loop until the end of transmission */
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
 
  return ch;
}
/* USER CODE END 0 */

main函数如下，每秒串口打印一次：

RTC_DateTypeDef sdatestructure;
RTC_TimeTypeDef stimestructure;

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
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_DMA_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

  /* USER CODE END 2 */

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

    /* USER CODE BEGIN 3 */
    HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &stimestructure, RTC_FORMAT_BIN);
    /* Get the RTC current Date */
    HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &sdatestructure, RTC_FORMAT_BIN);
    /* Display date Format : yy/mm/dd */
    printf("%02d/%02d/%02d\r\n",2000 + sdatestructure.Year, sdatestructure.Month, sdatestructure.Date);
    /* Display time Format : hh:mm:ss */
    printf("%02d:%02d:%02d\r\n",stimestructure.Hours, stimestructure.Minutes, stimestructure.Seconds);
	HAL_Delay(1000);
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

3.实验结果

总结

本章介绍了RTC进行配置的方法，原理、概念和特点，配置各个步骤的功能，并通过实验方式验证。