STM32F103基于HAL库实现日历读取、设置和输出---RTC时钟


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。
  1. 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。
    在这里插入图片描述

  • 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、使用CubeMX配置RTC

  1. 设置RCC
    在这里插入图片描述
  2. 配置RTC
    在这里插入图片描述
  3. 初始化时间和日期
    在这里插入图片描述
  4. USART1配置
    在这里插入图片描述
  5. 时钟源设置
    在这里插入图片描述
  6. 配置项目
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

三、编写代码

main.c :

/* 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"
#include "stdio.h"


int fputc(int ch,FILE *f){
 uint8_t temp[1]={ch};
 HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,2);
 return ch;
}

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

/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
char * CalWeek(int y, int m, int d){
	if(m==1||m==2) 
	{
		m+=12;
		y--;
	}
	int week =  (d+2*m+3*(m+1)/5+y+y/4-y/100+y/400)%7+1;
	switch(week)
    {   
        case 0 : return "Sunday"; break;
        case 1 : return "Monday"; break;
        case 2 : return "Tuesday"; break;
        case 3 : return "Wednesday"; break;
        case 4 : return "Thursday"; break;
        case 5 : return "Friday"; break;                                                             
        case 6 : return "Saturday"; break;
        default : return NULL; break;
    }   
}
/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
RTC_DateTypeDef GetData;  //获取日期结构体

RTC_TimeTypeDef GetTime;   //获取时间结构体

  /* 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();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
				  /* Get the RTC current Time */
	  HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &GetTime, RTC_FORMAT_BIN);//获取时间
      /* Get the RTC current Date */
      HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &GetData, RTC_FORMAT_BIN);//获取日期

      /* Display date Format : yy/mm/dd */
      printf("%02d/%02d/%02d\r\n",2000 + GetData.Year, GetData.Month, GetData.Date);
	  printf(CalWeek(GetData.Year, GetData.Month, GetData.Date));
	  printf("\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);

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
  RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {0};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE|RCC_OSCILLATORTYPE_LSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
  RCC_OscInitStruct.LSEState = RCC_LSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_RTC;
  PeriphClkInit.RTCClockSelection = RCC_RTCCLKSOURCE_LSE;
  if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

结果:
在这里插入图片描述


总结

通过本次实验了解了RTC 时钟的原理,并利用STM32F103C8 实现了日历的读取和输出。

参考

https://www.cnblogs.com/dreamrj/p/14046598.html
https://blog.youkuaiyun.com/weixin_46628481/article/details/121619798

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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