看过来，芯片也能当时钟？基于MM32L0130实现RTC实时时钟工程
本帖最后由 春娇霹雳娃 于 2023-7-31 10:52 编辑#申请原创# @21小跑堂
1.简介
RTC 模块是用于提供时间（时、分、秒、亚秒）和日期（年、月、日）功能的定时计数器，日历以 BCD 码的格式显示。RTC内部存在实时日历计数器，默认情况下，每隔2个RTC时钟周期，会将实时的日历计数复制到影子寄存器。其设计框图如下图所示：
MM32L0130使用高性能的 Arm® Cortex-M0+ 的 32 位微控制器，最高工作频率可达 48MHz，内置高速存储器，丰富的增强型 I/O 端口和多种外设。其开发板硬件外观如下图所示：
本实验实现以下功能：
[*]可编程的日历功能，包括小时(12/24 小时制) 、分钟、秒钟、星期、日期、月份、年份
[*]可编程闹钟，任意日历字段的组合（日/星期、时、分、秒、亚秒）触发闹钟，支持闹钟中断，闹钟响应时间可配置
[*]支持周期性循环唤醒中断，周期性唤醒时间可配置
[*]支持入侵检测，当产生入侵事件，可通过时间戳获取入侵时间
2.实验环境
硬件环境：
[*]EV Board (MM32L0136C7P)
[*]Jlink v11.0
软件环境：
[*]KEIL V5.37
[*]终端软件Tera Term
3.软件配置
时钟配置
RTC可选择时钟源LSE、LSI、HSE128分频。RTC内部包含2个预分频器：7 位的异步预分频器与15位的同步预分频器，用于提供日历或其它功能的时钟。
void CLOCK_RTCToLSE(void){
RCC->BDCR |= RCC_BDCR_DBP_MASK;
RCC_EnableAPB1Periphs(RCC_APB1_PERIPH_RTC, true);
/* Reset RTC BKP. */
RCC_ResetRTCClock();
RCC->BDCR &= ~RCC_BDCR_RTCRST_MASK;
RCC_EnableBKPWriteProtect(false);
/* Enable LSE clock source. */
RCC->BDCR |= (RCC_BDCR_LSEON_MASK | RCC_BDCR_RTCSEL(1u));
while (0u == (RCC->BDCR & RCC_BDCR_LSERDY_MASK) ){}
RCC_EnableRTCClock(true);}
配置影子寄存器
/* Get current time. */
void RTC_GetTime(RTC_Type * RTCx, RTC_Datetime_Type * time){
uint32_t ss = RTCx->SSR;
uint32_t temp1 = RTCx->TR;
uint32_t temp2 = RTCx->DR;
time->SubSecs = ( ss & RTC_SSR_SS_MASK);
time->Secs = ( (temp1 & ( RTC_TR_ST_MASK|RTC_TR_SU_MASK) ) >> RTC_TR_SU_SHIFT );
time->Mins = ( (temp1 & ( RTC_TR_MNU_MASK |RTC_TR_MNT_MASK) ) >> RTC_TR_MNU_SHIFT );
time->Hours= ( (temp1 & ( RTC_TR_HU_MASK|RTC_TR_HT_MASK) ) >> RTC_TR_HU_SHIFT );
time->Week = ( (temp2 & RTC_DR_WDU_MASK ) >> RTC_DR_WDU_SHIFT );
time->Days = ( (temp2 & ( RTC_DR_DU_MASK|RTC_DR_DT_MASK) ) >> RTC_DR_DU_SHIFT );
time->Months = ( (temp2 & ( RTC_DR_MU_MASK|RTC_DR_MT_MASK) ) >> RTC_DR_MU_SHIFT );
time->Years= ( (temp2 & ( RTC_DR_YU_MASK|RTC_DR_YT_MASK) ) >> RTC_DR_YU_SHIFT );}
RTC初始化
[*]将RTC的同步预分频、异步预分频及时间为12/24小时制的配置放入RTC_Init()中。
[*]初始化前需要配置RTC_ISR寄存器的INIT位为1，等待INITF位硬件置1后才能进行数据写入。
[*]在进行完初始化及初始时间配置后，清除INIT位，退出初始化模式。
/* Start initialization. */
RTCx->ISR |= RTC_ISR_INIT_MASK;
while ( ( 0u == (RTCx->ISR & RTC_ISR_INITF_MASK) ) && (init->TimeOut > 0u) )/* Prevent the infinite loop of driver. */{
init->TimeOut--;}时间配置
[*]RTC_TR时间寄存器配置RTC的时分秒，按个位与十位分别配置
[*]RTC_DR日期寄存器，年月日以个位与十位分开的形式配置
[*]数据以BCD码格式保存，即用4位二进制数来表示1位十进制数中的0~9这10个数
[*]时间计数分12小时制与24小时制，由RTC_CR寄存器的FMT位控制
[*]RTC存在内部计数器，每2个RTC周期，将数值存放入时间寄存器与日期寄存器
/* Get current time. */
void RTC_GetTime(RTC_Type * RTCx, RTC_Datetime_Type * time){
uint32_t ss = RTCx->SSR;
uint32_t temp1 = RTCx->TR;
uint32_t temp2 = RTCx->DR;
time->SubSecs = ( ss & RTC_SSR_SS_MASK);
time->Secs = ( (temp1 & ( RTC_TR_ST_MASK|RTC_TR_SU_MASK) ) >> RTC_TR_SU_SHIFT );
time->Mins = ( (temp1 & ( RTC_TR_MNU_MASK |RTC_TR_MNT_MASK) ) >> RTC_TR_MNU_SHIFT );
time->Hours= ( (temp1 & ( RTC_TR_HU_MASK|RTC_TR_HT_MASK) ) >> RTC_TR_HU_SHIFT );
time->Week = ( (temp2 & RTC_DR_WDU_MASK ) >> RTC_DR_WDU_SHIFT );
time->Days = ( (temp2 & ( RTC_DR_DU_MASK|RTC_DR_DT_MASK) ) >> RTC_DR_DU_SHIFT );
time->Months = ( (temp2 & ( RTC_DR_MU_MASK|RTC_DR_MT_MASK) ) >> RTC_DR_MU_SHIFT );
time->Years= ( (temp2 & ( RTC_DR_YU_MASK|RTC_DR_YT_MASK) ) >> RTC_DR_YU_SHIFT );}读取时间
若要读取RTC_TR、RTC_DR、RTC_SSR寄存器，需等待RTC_ISR寄存器的RSF位置1后，再读取寄存器。（等待寄存器同步）
/* Get current time. */
void RTC_GetTime(RTC_Type * RTCx, RTC_Datetime_Type * time){
uint32_t ss = RTCx->SSR;
uint32_t temp1 = RTCx->TR;
uint32_t temp2 = RTCx->DR;
time->SubSecs = ( ss & RTC_SSR_SS_MASK);
time->Secs = ( (temp1 & ( RTC_TR_ST_MASK|RTC_TR_SU_MASK) ) >> RTC_TR_SU_SHIFT );
time->Mins = ( (temp1 & ( RTC_TR_MNU_MASK |RTC_TR_MNT_MASK) ) >> RTC_TR_MNU_SHIFT );
time->Hours= ( (temp1 & ( RTC_TR_HU_MASK|RTC_TR_HT_MASK) ) >> RTC_TR_HU_SHIFT );
time->Week = ( (temp2 & RTC_DR_WDU_MASK ) >> RTC_DR_WDU_SHIFT );
time->Days = ( (temp2 & ( RTC_DR_DU_MASK|RTC_DR_DT_MASK) ) >> RTC_DR_DU_SHIFT );
time->Months = ( (temp2 & ( RTC_DR_MU_MASK|RTC_DR_MT_MASK) ) >> RTC_DR_MU_SHIFT );
time->Years= ( (temp2 & ( RTC_DR_YU_MASK|RTC_DR_YT_MASK) ) >> RTC_DR_YU_SHIFT );}闹钟功能：
[*]RTC支持闹钟响应功能，当闹钟寄存器中的值与计数器的值相同时，闹钟标志会置位，闹钟可匹配：日期/星期、小时、分钟、秒钟、亚秒
[*]闹钟在配置时需选择是匹配日期还是匹配星期
[*]闹钟可屏蔽不需要匹配的部分时间，例如：若屏蔽日期/星期、小时、分钟，则每分钟的当前闹钟秒数都会产生闹钟响应标志
[*]支持闹钟中断响应。
/* Set alarm time. */
RTCx->ALARMAR = 0u;
RTCx->ALARMASSR = 0u;
uint32_t Alarm = ( RTC_ALARMAR_SU(time->Secs % 10u) | RTC_ALARMAR_ST(time->Secs / 10u) | RTC_ALARMAR_MNU(time->Mins % 10u)
| RTC_ALARMAR_MNT(time->Mins / 10u) | RTC_ALARMAR_HU(time->Hours % 10u) | RTC_ALARMAR_HT(time->Hours / 10u)
| RTC_ALARMAR_DU(time->Days % 10u) | RTC_ALARMAR_DT(time->Days / 10u) | RTC_ALARMAR_WDSEL(alarm->WeekDaysel) );闹钟中断
闹钟中断使能&闹钟标志产生 ->闹钟中断
/* RTC enable interrupt. */
void RTC_EnableInterrupt(RTC_Type * RTCx, uint32_t interrupts, bool enable)周期性唤醒
对RTC_WUTR(唤醒定时器寄存器)中的数据递减，直到递减为0，唤醒标志位置位，寄存器重装载数据，再次递减到0，不断循环。
入侵检测
RTC支持入侵检测，通过给入侵引脚一个触发信号，使入侵标志置起，备份域寄存器会在发生入侵事件时复位。
/* Configurate tamp and enable tamp. */
void RTC_EnableTampConfig(RTC_Type * RTCx, RTC_Tamp_Type * tamp){
RTCx->TAMPCR &= ~(RTC_TAMP_TAMP1 | RTC_TAMP_TAMP2);
RTCx->BKPXR = tamp->BKPData;
RTCx->TAMPCR = RTC_TAMPCR_TAMPTS(tamp->SaveTime);
if (tamp->Tamp == RTC_TAMP_TAMP1){
RTCx->TAMPCR |= RTC_TAMPCR_TAMP1TRG(tamp->Trigger);
RTC_EnableTamp(RTCx, RTC_TAMPCR_TAMP1E_MASK, true);
}if (tamp->Tamp == RTC_TAMP_TAMP2){
RTCx->TAMPCR |= RTC_TAMPCR_TAMP2TRG(tamp->Trigger);
RTC_EnableTamp(RTCx, RTC_TAMPCR_TAMP2E_MASK, true);}}
4.实验样例
rtc_basic
按下”a”初始化RTC并配置初始时间，按下”b”获取当前时间，串口输出年、月、日、时、分、秒、亚秒，按下”c”配置闹钟响应时间，并在闹钟响应后输出当前时间。
int main(void){
uint8_t ch;
BOARD_Init();
printf("rtc_basic example.\r\n");
printf("Press key 'a' to initialize rtc, 'b' to get current time, 'c' to alarm time.\r\n");
while (1){
ch = getchar();
switch(ch){
case 'a':
app_rtc_init();
printf("a: app_rtc_init().\r\n");
break;
case 'b':
app_rtc_get_current_time();
printf("b: app_rtc_get_current_time().\r\n");
break;
case 'c':
app_rtc_setalalrm();
printf("c: app_rtc_setalalrm().\r\n");
break;
default:
printf("a: app_rtc_init().\r\n");
printf("b: app_rtc_get_current_time().\r\n");
printf("c: app_rtc_setalalrm().\r\n");
break;}
printf("%02x-", (unsigned int)(long)rtc_time.Years);
printf("%02x-", (unsigned int)(long)rtc_time.Months);
printf("%02x ", (unsigned int)(long)rtc_time.Days);
printf("%02x ", (unsigned int)(long)rtc_time.Week);
printf("%02x-", (unsigned int)(long)rtc_time.Hours);
printf("%02x",(unsigned int)(long)rtc_time.Mins);
printf("-%02x", (unsigned int)(long)rtc_time.Secs);
printf(" %02x", (unsigned int)(long)rtc_time.SubSecs);
printf("\r\n");}}rtc_interrupt
按下”a”初始化RTC并配置初始时间，按下”b”获取当前时间，串口输出年、月、日、时、分、秒、亚秒，按下”c”配置闹钟响应时间及闹钟中断，并在闹钟中断响应后输出当前时间。
int main(void){
uint8_t ch;
BOARD_Init();
printf("rtc_interrupt example.\r\n");
printf("Press key 'a' to initialize rtc, 'b' to get current time, 'c' to alarm interrupt time.\r\n");
while (1){
ch = getchar();
switch(ch){
case 'a':
app_rtc_init();
printf("a: app_rtc_init().\r\n");
break;
case 'b':
app_rtc_get_current_time();
printf("b: app_rtc_get_current_time().\r\n");
break;
case 'c':
app_rtc_setalalrm();
printf("c: app_rtc_setalalrm().\r\n");
break;
default:
printf("a: app_rtc_init().\r\n");
printf("b: app_rtc_get_current_time().\r\n");
printf("c: app_rtc_setalalrm().\r\n");
break;}
printf("%02x-", (unsigned int)(long)rtc_time.Years);
printf("%02x-", (unsigned int)(long)rtc_time.Months);
printf("%02x ", (unsigned int)(long)rtc_time.Days);
printf("%02x ", (unsigned int)(long)rtc_time.Week);
printf("%02x-", (unsigned int)(long)rtc_time.Hours);
printf("%02x",(unsigned int)(long)rtc_time.Mins);
printf("-%02x", (unsigned int)(long)rtc_time.Secs);
printf(" %02x", (unsigned int)(long)rtc_time.SubSecs);
printf("\r\n");}}rtc_wakeup
设置RTC周期性唤醒的时间为10s，当检测到唤醒标志，串口打印”wakeup”。
int main(void){
BOARD_Init();
app_rtc_Init();
app_rtc_setwakeup();
while (1){
if (true == app_rtc_wakeup_done_flag){
app_rtc_wakeup_done_flag = false;
printf("wakeup\r\n");}}}rtc_tamper
向备份域寄存器中写入非0的数值，配置入侵触发为上升沿触发；当入侵引脚PC13获得一个上升沿，入侵标志置位，备份域寄存器复位。
int main(void){
BOARD_Init();
app_rtc_init();
printf("rtc_tamper.\r\n");
while (1){
app_rtc_tamper();}}
5.附件
电路原理图：
工程文件
2个预分频器呢 yszong 发表于 2023-8-15 21:29
2个预分频器呢
这个时钟的精度如何？ 感觉你的帖子都很厉害，你是大佬，高手。 单片小菜 发表于 2023-8-16 16:44
这个时钟的精度如何？
lajfda002 发表于 2023-8-16 16:58
感觉你的帖子都很厉害，你是大佬，高手。
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