[RISC-V MCU 应用开发] 十二、CH32V103应用教程——RTC

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 楼主| RISCVLAR 发表于 2020-11-16 18:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
RTC, TE, se, ST, TI
本帖最后由 RISCVLAR 于 2020-11-16 18:32 编辑

CH32V103应用教程——RTC

本章教程将使用CH32V103的内部RTC,并通过串口调试助手打印显示日期时间。

1、RTC简介及相关函数介绍
实时时钟(RTC)是一个独立的定时器模块,其可编程计数器最大可达到32位,配合软件即可以实现实时时钟功能,并且可以修改计数器的值来重新配置系统的当前时间和日期。RTC模块在后备供电区域,系统复位和待机模式唤醒对其不造成影响。

关于RTC具体信息,可参考CH32V103应用手册。RTC标准库函数具体内容如下:
  1. void RTC_ITConfig(uint16_t RTC_IT, FunctionalState NewState);
  2. void RTC_EnterConfigMode(void);
  3. void RTC_ExitConfigMode(void);
  4. uint32_t  RTC_GetCounter(void);
  5. void RTC_SetCounter(uint32_t CounterValue);
  6. void RTC_SetPrescaler(uint32_t PrescalerValue);
  7. void RTC_SetAlarm(uint32_t AlarmValue);
  8. uint32_t  RTC_GetDivider(void);
  9. void RTC_WaitForLastTask(void);
  10. void RTC_WaitForSynchro(void);
  11. FlagStatus RTC_GetFlagStatus(uint16_t RTC_FLAG);
  12. void RTC_ClearFlag(uint16_t RTC_FLAG);
  13. ITStatus RTC_GetITStatus(uint16_t RTC_IT);
  14. void RTC_ClearITPendingBit(uint16_t RTC_IT);
1.1、void RTC_ITConfig(uint16_t RTC_IT, FunctionalState NewState)
功  能:启用或禁用指定的RTC中断。
输  入:RTC_IT:指定要启用或禁用的RTC中断源;NewState:指定的RTC中断的新状态(启用或禁用)。

1.2、void RTC_EnterConfigMode(void)
功  能:进入RTC配置模式。
输  入:无

1.3、void RTC_ExitConfigMode(void)
功  能:退出RTC配置模式。
输  入:无

1.4、void RTC_ExitConfigMode(void)
功  能:退出RTC配置模式。
输  入:无

1.5、uint32_t RTC_GetCounter(void)
功  能:获取RTC计数器值。
输  入:无

1.6、void RTC_SetCounter(uint32_t CounterValue)
功  能:设置RTC计数器值。
输  入:CounterValue:RTC计数器新值。

1.7、void RTC_SetPrescaler(uint32_t PrescalerValue)
功  能:设置RTC预分频器值。
输  入:PrescalerValue:RTC预分频器新值。

1.8、void RTC_SetAlarm(uint32_t AlarmValue)
功  能:设置RTC报警值。
输  入:AlarmValue:RTC报警新值。

1.9、uint32_t RTC_GetDivider(void)
功  能:获取RTC分隔符值。
输  入:无

1.10、void RTC_WaitForLastTask(void)
功  能:等待RTC寄存器上的最后一次写入操作完成。
输  入:无

1.11、void RTC_WaitForSynchro(void)
功  能:等待RTC寄存器与RTC APB时钟同步。
输  入:无

1.12、FlagStatus RTC_GetFlagStatus(uint16_t RTC_FLAG)
功  能:检查是否设置了指定的RTC标志。
输  入:RTC_FLAG:指定要检查的标志。

1.13、void RTC_ClearFlag(uint16_t RTC_FLAG)
功  能:清除RTC的挂起标志。
输  入:RTC_FLAG:指定要清除的标志。

1.14、ITStatus RTC_GetITStatus(uint16_t RTC_IT)
功  能:检查指定的RTC中断是否已发生。
输  入:RTC_IT:指定要检查的RTC中断源

1.15、void RTC_ClearITPendingBit(uint16_t RTC_IT)
功  能:清除RTC的中断挂起位。
输  入:RTC_IT:指定要清除的中断挂起位。

以上函数使用时直接在程序中进行调用即可。

2、硬件设计
RTC属于其内部资源,无需进行硬件连接,只需进行软件设计即可。

3、软件设计
RTC主要程序如下:
rtc.h文件
  1. #ifndef __RTC_H
  2. #define __RTC_H

  3. #include "ch32v10x_conf.h"

  4. typedef struct
  5. {
  6.     vu8 hour;
  7.     vu8 min;
  8.     vu8 sec;

  9.     vu16 w_year;
  10.     vu8  w_month;
  11.     vu8  w_date;
  12.     vu8  week;
  13. }_calendar_obj;
  14. _calendar_obj calendar;

  15. /* Exported_Functions */
  16. u8 RTC_Init(void);
  17. u8 Is_Leap_Year(u16 year);
  18. u8 RTC_Alarm_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec);
  19. u8 RTC_Get(void);
  20. u8 RTC_Get_Week(u16 year,u8 month,u8 day);
  21. u8 RTC_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec);

  22. #endif
rtc.h文件主要是RTC相关结构体定义以及函数声明。
rtc.c文件
  1. #include "rtc.h"

  2. void RTC_IRQHandler(void) __attribute__((interrupt("WCH-Interrupt-fast")));

  3. u8 const table_week[12]={0,3,3,6,1,4,6,2,5,0,3,5};
  4. const u8 mon_table[12]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};

  5. /*******************************************************************************
  6. * Function Name  : RTC_NVIC_Config
  7. * Description    : Initializes RTC Int.
  8. * Input          : None
  9. * Return         : None
  10. *******************************************************************************/
  11. static void RTC_NVIC_Config(void)
  12. {
  13.     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  14.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = RTC_IRQn;            //RTC全局中断
  15.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //设置抢占优先级
  16.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;        //设置响应优先级
  17.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;           //使能该通道中断
  18.     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                           //根据NVIC_InitStructure中指定的参数初始化外设NVIC寄存器
  19. }

  20. /*******************************************************************************
  21. * Function Name  : RTC_Init
  22. * Description    : Initializes RTC collection.
  23. * Input          : None
  24. * Return         : 1:Init Fail
  25. *                  0:Init Success
  26. *******************************************************************************/
  27. u8 RTC_Init(void)
  28. {
  29.     //检查是不是第一次配置时钟
  30.     u8 temp=0;
  31.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);//使能PWR和BKP外设时钟
  32.     PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);//使能后备寄存器访问
  33.     if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0x5A5A)//从指定的后备寄存器中读出数据:读出了与写入的指定数据不相乎
  34.      {
  35.         BKP_DeInit();//复位备份区域
  36.         RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);//设置外部低速晶振(LSE),使用外设低速晶振
  37.         while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) == RESET&&temp<250)//检查指定的RCC标志位设置与否,等待低速晶振就绪
  38.            {
  39.             temp++;
  40.             Delay_Ms(10);
  41.            }
  42.         if(temp>=250)return 1; //初始化时钟失败,晶振有问题
  43.         RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE); //设置RTC时钟(RTCCLK),选择LSE作为RTC时钟
  44.         RCC_RTCCLKCmd(ENABLE); //使能RTC时钟
  45.         RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成
  46.         RTC_WaitForSynchro();  //等待RTC寄存器同步
  47.         RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE);//使能RTC秒中断
  48.         RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成
  49.         RTC_EnterConfigMode(); //允许配置
  50.         RTC_SetPrescaler(32767); //设置RTC预分频的值
  51.         RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成
  52.         RTC_Set(2020,11,10,13,50,55);//设置时间
  53.         RTC_ExitConfigMode();  //退出配置模式
  54.         BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0X5A5A); //向指定的后备寄存器中写入用户程序数据
  55.       }
  56.     else//系统继续计时
  57.       {
  58.         RTC_WaitForSynchro(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成
  59.         RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE); //使能RTC秒中断
  60.         RTC_WaitForLastTask();//等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成
  61.       }
  62.     RTC_NVIC_Config();//RCT中断分组设置
  63.     RTC_Get();//更新时间
  64.     return 0; //ok
  65. }

  66. /*******************************************************************************
  67. * Function Name  : Is_Leap_Year
  68. * Description    : Judging whether it is a leap year.
  69. * Input          : year
  70. * Return         : 1:Yes
  71. *                  0:No
  72. *******************************************************************************/
  73. u8 Is_Leap_Year(u16 year)
  74. {
  75.     if(year%4==0)
  76.     {
  77.         if(year%100==0)
  78.         {
  79.             if(year%400==0)return 1;
  80.             else return 0;
  81.         }else return 1;
  82.     }else return 0;
  83. }

  84. /*******************************************************************************
  85. * Function Name  : RTC_Set
  86. * Description    : Set Time.
  87. * Input          : Struct of _calendar_obj
  88. * Return         : 1:error
  89. *                  0:success
  90. *******************************************************************************/
  91. u8 RTC_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec)
  92. {
  93.     u16 t;
  94.     u32 seccount=0;
  95.     if(syear<1970||syear>2099)return 1;
  96.     for(t=1970;t<syear;t++) //把所有年份的秒钟相加
  97.     {
  98.         if(Is_Leap_Year(t))seccount+=31622400;//闰年的秒钟数
  99.         else seccount+=31536000;              //平年的秒钟数
  100.     }
  101.     smon-=1;
  102.     for(t=0;t<smon;t++) //把前面月份的秒钟数相加
  103.     {
  104.         seccount+=(u32)mon_table[t]*86400;//月份秒钟数相加
  105.         if(Is_Leap_Year(syear)&&t==1)seccount+=86400;//闰年2月份增加一天的秒钟数
  106.     }
  107.     seccount+=(u32)(sday-1)*86400;//把前面日期的秒钟数相加
  108.     seccount+=(u32)hour*3600;//小时秒钟数
  109.     seccount+=(u32)min*60;   //分钟秒钟数
  110.     seccount+=sec;//最后的秒钟加上去

  111.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); //使能PWR和BKP外设时钟
  112.     PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);    //使能RTC和后备寄存器访问
  113.     RTC_SetCounter(seccount);   //设置RTC计数器的值

  114.     RTC_WaitForLastTask();  //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成
  115.     return 0;
  116. }

  117. /*******************************************************************************
  118. * Function Name  : RTC_Alarm_Set
  119. * Description    : Set Alarm Time.
  120. * Input          : Struct of _calendar_obj
  121. * Return         : 1:error
  122. *                  0:success
  123. *******************************************************************************/
  124. u8 RTC_Alarm_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec)
  125. {
  126.     u16 t;
  127.     u32 seccount=0;
  128.     if(syear<1970||syear>2099)return 1;
  129.     for(t=1970;t<syear;t++)//把所有年份的秒钟相加
  130.     {
  131.         if(Is_Leap_Year(t))seccount+=31622400;//闰年的秒钟数
  132.         else seccount+=31536000;              //平年的秒钟数
  133.     }
  134.     smon-=1;
  135.     for(t=0;t<smon;t++)    //把前面月份的秒钟数相加
  136.     {
  137.         seccount+=(u32)mon_table[t]*86400;//月份秒钟数相加
  138.         if(Is_Leap_Year(syear)&&t==1)seccount+=86400;//闰年2月份增加一天的秒钟数
  139.     }
  140.     seccount+=(u32)(sday-1)*86400;//把前面日期的秒钟数相加
  141.     seccount+=(u32)hour*3600;//小时秒钟数
  142.     seccount+=(u32)min*60;   //分钟秒钟数
  143.     seccount+=sec;//最后的秒钟加上去
  144.     //设置时钟
  145.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);    //使能PWR和BKP外设时钟
  146.     PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);    //使能后备寄存器访问
  147.     //上面三步是必须的!

  148.     RTC_SetAlarm(seccount);

  149.     RTC_WaitForLastTask();  //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成

  150.     return 0;
  151. }

  152. /*******************************************************************************
  153. * Function Name  : RTC_Get
  154. * Description    : Get current time.
  155. * Input          : None
  156. * Return         : 1:error
  157. *                  0:success
  158. *******************************************************************************/
  159. u8 RTC_Get(void)
  160. {
  161.     static u16 daycnt=0;
  162.     u32 timecount=0;
  163.     u32 temp=0;
  164.     u16 temp1=0;
  165.     timecount=RTC_GetCounter();
  166.     temp=timecount/86400;//得到天数(秒钟数对应的)
  167.     if(daycnt!=temp)     //超过一天了
  168.     {
  169.         daycnt=temp;
  170.         temp1=1970;      //从1970年开始
  171.         while(temp>=365)
  172.         {
  173.             if(Is_Leap_Year(temp1))    //是闰年
  174.             {
  175.                 if(temp>=366)temp-=366;//闰年的秒钟数
  176.                 else {temp1++;break;}
  177.             }
  178.             else temp-=365;            //平年
  179.             temp1++;
  180.         }
  181.         calendar.w_year=temp1;//得到年份
  182.         temp1=0;
  183.         while(temp>=28)       //超过了一个月
  184.         {
  185.             if(Is_Leap_Year(calendar.w_year)&&temp1==1)          //当年是不是闰年/2月份
  186.             {
  187.                 if(temp>=29)temp-=29;//闰年的秒钟数
  188.                 else break;
  189.             }
  190.             else
  191.             {
  192.                 if(temp>=mon_table[temp1])temp-=mon_table[temp1];//平年
  193.                 else break;
  194.             }
  195.             temp1++;
  196.         }
  197.         calendar.w_month=temp1+1;   //得到月份
  198.         calendar.w_date=temp+1;     //得到日期
  199.     }
  200.     temp=timecount%86400;           //得到秒钟数
  201.     calendar.hour=temp/3600;        //小时
  202.     calendar.min=(temp%3600)/60;    //分钟
  203.     calendar.sec=(temp%3600)%60;    //秒钟
  204.     calendar.week=RTC_Get_Week(calendar.w_year,calendar.w_month,calendar.w_date);//获取星期
  205.     return 0;
  206. }

  207. /*******************************************************************************
  208. * Function Name  : RTC_Get_Week
  209. * Description    : Get the current day of the week.
  210. * Input          : year/month/day
  211. * Return         : week
  212. *******************************************************************************/
  213. u8 RTC_Get_Week(u16 year,u8 month,u8 day)
  214. {
  215.     u16 temp2;
  216.     u8 yearH,yearL;

  217.     yearH=year/100;
  218.     yearL=year%100;
  219.     if (yearH>19)yearL+=100;  // 如果为21世纪,年份数加100
  220.     // 所过闰年数只算1900年之后的
  221.     temp2=yearL+yearL/4;
  222.     temp2=temp2%7;
  223.     temp2=temp2+day+table_week[month-1];
  224.     if (yearL%4==0&&month<3)temp2--;
  225.     return(temp2%7);
  226. }

  227. /*******************************************************************************
  228. * Function Name  : RTC_IRQHandler
  229. * Description    : This function handles RTC Handler.
  230. * Input          : None
  231. * Return         : None
  232. *******************************************************************************/
  233. void RTC_IRQHandler(void)
  234. {
  235.     if (RTC_GetITStatus(RTC_IT_SEC) != RESET)  //秒钟中断
  236.     {
  237.      RTC_Get(); //更新时间
  238.     }
  239.     if(RTC_GetITStatus(RTC_IT_ALR)!= RESET)    //闹钟中断
  240.     {
  241.      RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_ALR);        //清除闹钟中断标志位
  242.      RTC_Get(); //更新时间
  243.     }

  244.     RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_SEC|RTC_IT_OW); //清除溢出中断和秒钟中断标志位
  245.     RTC_WaitForLastTask(); //等待RTC寄存器上的最后一次写入操作完成
  246. }

rtc.c文件主要是RTC配置,NVIC和闹钟初始化,时间设置和转换以及中断服务程序等,其主要配置步骤如下:
1、使能电源时钟和备份区域时钟;
2、取消备份区写保护,即使能后备寄存器访问;
3、复位备份区域,开启外部低速振荡器;
4、选择RTC时钟并使能;
5、设置RTC分频以及配置RTC时钟;
6、更新配置,设置RTC中断分组;
7、编写中断服务函数
通过以上步骤即可完成对RTC的配置,并通过中断服务函数完成时间更新,每秒钟配置一次。main.c文件
  1. int main(void)
  2. {
  3.     NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
  4.     Delay_Init();
  5.     USART_Printf_Init(115200);

  6.     printf("SystemClk:%d\r\n",SystemCoreClock);
  7.     printf("RTC Test\r\n");

  8.     RTC_Init();

  9.     while(1)
  10.     {
  11.         Delay_Ms(1000);
  12.         //printf("year/month/day/week/hour/min/sec:\r\n");
  13.         printf("%d-%d-%d  %d  %d:%d:%d\r\n",calendar.w_year,calendar.w_month,calendar.w_date,
  14.                                             calendar.week,calendar.hour,calendar.min,calendar.sec );
  15.     }
  16. }
main.c文件主要是相关函数初始化以及时间打印输出。

4、下载验证
将编译好的程序下载到开发板并复位,串口打印情况具体如下:
图片1.png





11、RTC.rar

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lmn2005 发表于 2023-4-26 17:28 | 显示全部楼层
383486448ee99729b0.png 打印出来的都是000, 请教:这是怎么回事?

lmn2005 发表于 2023-4-26 19:33 | 显示全部楼层
经查,RTC_Init返回为1,说明初始化时钟失败,晶振有问题,莫非板上的32.768晶振有问题?
febgxu 发表于 2023-6-10 11:37 | 显示全部楼层
RTC时钟 必须要用中断吗?              
claretttt 发表于 2023-6-10 12:19 | 显示全部楼层
RTC用内部时钟可以吗               
bestwell 发表于 2023-6-10 17:08 | 显示全部楼层
只有vbat供电行吗              
saservice 发表于 2023-6-13 22:44 | 显示全部楼层
CH32V103的RTC,能做毫秒计时吗
gygp 发表于 2023-6-13 22:53 | 显示全部楼层
拥有内置的实时时钟(RTC)。
lzmm 发表于 2023-6-13 23:03 | 显示全部楼层
RTC 使用晶振是不是有很严格的要求
uiint 发表于 2023-6-14 09:36 | 显示全部楼层
rtc外接纽扣电池电压多少              
sdCAD 发表于 2023-6-14 10:04 | 显示全部楼层
RTC可用于许多应用程序,例如数据日志记录、事件时间戳和闹钟功能。
qiufengsd 发表于 2023-6-14 11:12 | 显示全部楼层
RTC掉电后还继续计数吗?               
benjaminka 发表于 2023-6-14 11:32 | 显示全部楼层
在初始化时需要配置RTC时钟源,并设置RTC寄存器以启动RTC。然后可以通过读取RTC寄存器来获取当前时间。
maqianqu 发表于 2023-6-14 11:41 | 显示全部楼层
RTC_SetAlarm可设置的最大值为多少
saservice 发表于 2023-6-14 12:02 | 显示全部楼层
使用rtc怎么样设计rtc外围电路
mmbs 发表于 2023-6-14 12:49 | 显示全部楼层
RTC可用于在断电或复位后保持计时并提供精确的时间记录。
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