STM32的BKP与RTC简介

只看该作者 · 2024-2-29 20:05

芯片的供电引脚

引脚表橙色的是芯片的供电引脚，其中VSS/VDD是芯片内部数字部分的供电，VSSA/VDDA是芯片内部模拟部分的供电，这4组以VDD开头的供电都是系统的主电源，正常使用时，全部都要接3.3V的电源上，VBAT是备用电池的引脚，如果要使用STM32的BKP和RTC，这个引脚就必须接备用电池，用来维持BKP和RTC主电源掉电后的供电，VBAT只有一根电源正，接的时候GND要与VDD共地。如果没有外部电池，参考手册建议VBAT引脚接到VDD并接一个100nf的滤波电容。

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BKP简介
1、BKP（Backup Registers）备份寄存器

2、BKP可用于存储用户应用程序数据。当VDD（2.0~3.6V）电源被切断，他们仍然由VBAT（1.8~3.6V）维持供电。当系统在待机模式下被唤醒，或系统复位或电源复位时，他们也不会被复位。当VDD和VBAT都没电时，BKP就会清空数据，因为BKP本质是RAM存储器，没有掉电不丢失的特性。

3、TAMPER引脚产生的侵入事件将所有备份寄存器内容清除(TAMPER引脚产生上升沿/下降沿就清空数据)，注意PC13、TAMPER引脚、RTC输出在一个引脚上，只能分时复用

4、RTC引脚输出RTC校准时钟、RTC闹钟脉冲或者秒脉冲

5、存储RTC时钟校准寄存器(可配合上面输出RTC校准时钟的功能对RTC时钟进行校准)

6、用户数据存储容量：20字节（中容量和小容量）/ 84字节（大容量和互联型）

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BKP的基本结构

上图中的橙色部分位于后备区域，BKP和RTC都位于后备区域。后备区域供电的特性:当VDD主电源掉电时，切换至VBAT供电，当VDD上电时，供电由主电源VDD提供，这样可以节省VBAT备用电池的电量。

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RTC简介
1、RTC（Real Time Clock）实时时钟

2、RTC是一个独立的定时器，可为系统提供时钟和日历的功能

3、RTC和时钟配置系统处于后备区域，系统复位时数据不清零，VDD（2.0~3.6V）断电后可借助VBAT（1.8~3.6V）供电继续走时

4、32位的可编程计数器，可对应Unix时间戳的秒计数器

5、20位的可编程预分频器，可适配不同频率的输入时钟

6、可选择三种RTC时钟源：

HSE时钟除以128（通常为8MHz/128）

LSE振荡器时钟（通常为32.768KHz）

LSI振荡器时钟（40KHz）

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RTC的时钟大多是32.768kHz的原因
32.768kHz==32768Hz

32768=2^15，经过一个15位分频器的自然溢出，就可以得到1Hz的频率。

自然溢出：设计一个15位的计数器，该计数器没有计数目标，直接从0记到最大值32767，记满后自然溢出，这个信号就是1Hz的。没有计数目标，也不需要比较，可以简化电路设计。

只看该作者 · 2024-2-29 20:07

RTC的框图

1、框图分为4个部分，上面是APB1总线读写部分(RTC是APB1总线上的设备)，左边是核心的分频，计数计时部分，右边是中断输出使能和NVIC部分，下边是与PWR有关的部分(RTC的闹钟可以唤醒设备，退出待机状态)，图中灰色部分在主电源VDD掉电后，可由VBAT维持供电，继续工作。

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2、RTCCLK是RTC的时钟源选择，共有3中选择。

RTC_PRL寄存器的值是n就是n+1倍分频，比如n=6就是7分频。(n就是计数目标）

RTC_DIV计数器是一个自减计数器，来一个脉冲计数器减1，计数值减至0后再来一个脉冲溢出时由PRL重装载设定值。比如：DIV可以保持初始值为0，首次来一个脉冲，计数值溢出重载为32767，之后来一个脉冲减1，一直减至0，再来一个脉冲计数值重载，反复循环，详细看下图。两个秒脉冲的间隔就是32768个RTCCLK单位时间间隔。

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3、当RTC_CNT和RTC_ALR的值相等时，这时就会产生RTC_Alarm信号，一路通向中断，可以在中断中执行一些操作，另一路通向待机部分，可以让单片机退出待机模式(WK_UP也可以使设备退出待机模式)。右边3个中断分别是秒中断，溢出中断和闹钟中断。F结尾的是中断标志位，IE结尾的是中断使能。

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RTC操作注意事项
1、执行以下操作将使能对BKP和RTC的访问：

设置RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN，使能PWR和BKP时钟

设置PWR_CR的DBP，使能对BKP和RTC的访问

2、若在读取RTC寄存器时，RTC的APB1接口曾经处于禁止状态，则软件首先必须等待RTC_CRL寄存器中的RSF位（寄存器同步标志）被硬件置1。(为保证RTC掉电继续工作，RTC的寄存器由RTCCLK驱动。故用APB1总线访问RTC寄存器时，有时钟不同步的问题(一个36M，一个大约32k)，只有在RTCCLK来一个上升沿RTC寄存器的值才能同步到APB1总线上，等待RSF标志位置1后，实质上就是等待RTC寄存器的值同步到APB1总线上，再由APB1总线获取RTC的值)

3、必须设置RTC_CRL寄存器中的CNF位，使RTC进入配置模式后，才能写入RTC_PRL、RTC_CNT、RTC_ALR寄存器(使用库函数时，自动加上了该操作)

4、对RTC任何寄存器的写操作，都必须在前一次写操作结束后进行。可以通过查询RTC_CR寄存器中的RTOFF状态位，判断RTC寄存器是否处于更新中。仅当RTOFF状态位是1时，才可以写入RTC寄存器。(实质上还是由于时钟不同步的原因)