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CH32L103 RTC应用

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L-MCU|  楼主 | 2024-6-25 14:19 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
ar, se, TI, tc, RTC
本帖最后由 L-MCU 于 2024-6-25 14:38 编辑

1、实时时钟(RTC)
关于CH32L103 RTC具体介绍,可看CH32L103应用手册。
关于RTC的预分频系数,最高可设置为2的20次方,但一般根据所用RTC时钟源设置。如LSE频率为32.768KHz,设置预分频器重装值寄存器(RTC_PSCRL)值为0x7FFF,则RTC就1s计数一次。寄存器具体介绍如下。
关于RTC的时钟源,可选为LSE或LSI或HSE128分频,如下图。一般选择LSE或LSI。
关于RTC的复位,其中预分频,预分频重装值,主计数器和闹钟,只能通过后备域的复位信号复位,而RTC控制寄存器由系统复位或电源复位控制。


2、RTC应用
CH32L103 EVT提供了RTC日历例程,程序中,使用TIM1进行RTC校准,TIM定时器设置1us计数一次,重装载值设置为65535,即65536us进一次中断,进一次更新中断计数加1。RTC秒中断中,对TIM计数器的值进行判断,理论上1s=1000000us,将TIM计数器的值与1000000进行比较,根据这之间的差值进行校准。具体的校准函数可参考RTC例程。
RTC例程配置使用LSE作为时钟源,此外还可以配置LSI或HSE/128作为时钟源,注意使用HSE/128作为时钟源时,要配置时钟控制寄存器(RCC_CTLR)使能开启HSE振荡器,可以使用HSE配置系统主频。
下代码为在RTC日历例程基础上修改的可配置使用LSI或HSE/128作为RTC时钟源,完整代码可见附件例程。
/********************************** (C) COPYRIGHT *******************************
* File Name          : main.c
* Author             : WCH
* Version            : V1.0.0
* Date               : 2024/02/21
* Description        : Main program body.
*********************************************************************************
* Copyright (c) 2021 Nanjing Qinheng Microelectronics Co., Ltd.
* Attention: This software (modified or not) and binary are used for
* microcontroller manufactured by Nanjing Qinheng Microelectronics.
*******************************************************************************/


/**
* @note
* The code initializes the TIM1 timer and the RTC module, and then performs calibration on the RTC
* based on a calibration value.
*
* this code block is checking if the `CalibrationVal` is less than 1000000. If it is, it
* calculates the `FastSecPer30days` value by subtracting `CalibrationVal` from 1000000 and then
* multiplying it by the number of seconds in 30 days (3600 seconds * 24 hours * 30 days) divided
* by 1000000. This `FastSecPer30days` value is then passed to the `RTC_Calibration` function for
* further processing.
*/
#include "debug.h"

#define  RTC_LSE        1
#define  RTC_LSI        2
#define  RTC_HSE_128    3

#define  Mode     RTC_HSE_128

/* Global define */
#define PPM_PER_STEP 0.9536743 // 10^6/2^20.
#define PPM_PER_SEC 0.3858025  // 10^6/(30d*24h*3600s).
/* Global Variable */
volatile uint8_t CalibrationFlag = 0;
volatile uint32_t CalibrationTIMCir = 0, CalibrationVal = 0;

typedef struct
{
    vu8 hour;
    vu8 min;
    vu8 sec;

    vu16 w_year;
    vu8 w_month;
    vu8 w_date;
    vu8 week;
} _calendar_obj;

_calendar_obj calendar;

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

/* Exported_Functions */
u8 RTC_Init(void);
u8 Is_Leap_Year(u16 year);
u8 RTC_Alarm_Set(u16 syear, u8 smon, u8 sday, u8 hour, u8 min, u8 sec);
u8 RTC_Get(void);
u8 RTC_Get_Week(u16 year, u8 month, u8 day);
u8 RTC_Set(u16 syear, u8 smon, u8 sday, u8 hour, u8 min, u8 sec);

volatile uint8_t Calibration_STA = 0;

void RTC_IRQHandler(void) __attribute__((interrupt("WCH-Interrupt-fast")));
void TIM1_UP_IRQHandler(void) __attribute__((interrupt("WCH-Interrupt-fast")));
/*********************************************************************
* @fn      RTC_IRQHandler
*
* [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]   This function handles RTC Handler.
*
* [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url]  none
*/
void RTC_IRQHandler(void)
{
    if (CalibrationFlag)
    {
        if (RTC_GetITStatus(RTC_IT_SEC) != RESET) /* Seconds interrupt */
        {
            RTC_Get();
        }
        if (RTC_GetITStatus(RTC_IT_ALR) != RESET) /* Alarm clock interrupt */
        {
            RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_ALR);
            RTC_Get();
        }
        printf("year/month/day/week/hour/min/sec:\r\n");
        printf("%d-%d-%d  %d  %d:%d:%d\r\n", calendar.w_year, calendar.w_month, calendar.w_date,
               calendar.week, calendar.hour, calendar.min, calendar.sec);
    }
    else
    {
        if (RTC_GetITStatus(RTC_IT_SEC) != RESET)
        {
            if (Calibration_STA == 0)
            {
                CalibrationTIMCir = 0;
                TIM1->CNT = 0;
                TIM1->CTLR1 |= TIM_CEN;
                Calibration_STA = 1;
            }
            else if (Calibration_STA == 1)
            {

                TIM1->CTLR1 &= ~TIM_CEN;
                CalibrationVal = TIM1->CNT + CalibrationTIMCir * 65536;
                CalibrationVal < 1000000 ? printf("Calibration val = %ld\n", 1000000 - CalibrationVal) : printf("Calibration val = %ld\n", CalibrationVal - 1000000);
                ;

                TIM1->CNT = 0;
                Calibration_STA = 0;
                CalibrationFlag = 1;
            }
        }
    }
    RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_SEC | RTC_IT_OW);
    RTC_WaitForLastTask();
}

void TIM1_UP_IRQHandler()
{
    if (!CalibrationFlag)
        CalibrationTIMCir += 1;
    TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_Update);
}


/*********************************************************************
* @fn      TIM1_OutCompare_Init
*
* @brief   Initializes TIM1 output compare.
*
* @param   arr - the period value.
*          psc - the prescaler value.
*          ccp - the pulse value.
*
* @return  none
*/
void TIM1_Base_Init(u16 arr, u16 psc)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure = {0};
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure = {0};

    RCC_PB2PeriphClockCmd(RCC_PB2Periph_TIM1, ENABLE);

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseInitStructure);

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_UP_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    TIM_ITConfig(TIM1, TIM_IT_Update, ENABLE);
    TIM1->CNT = 0;
}

/*********************************************************************
* @fn      RTC_NVIC_Config
*
* @brief   Initializes RTC Int.
*
* @return  none
*/
static void RTC_NVIC_Config(void)
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure = {0};
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = RTC_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

/*********************************************************************
* @fn      RTC_Init
*
* @brief   Initializes RTC collection.
*
* @return  1 - Init Fail
*          0 - Init Success
*/
u8 RTC_Init(void)
{
    u8 temp = 0;
    RCC_PB1PeriphClockCmd(RCC_PB1Periph_PWR | RCC_PB1Periph_BKP, ENABLE);
    PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);

    /* Is it the first configuration */
    if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA1A1)//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
    {
        BKP_DeInit();


#if(Mode==RTC_LSE)
        RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);
        while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) == RESET && temp < 250)
        {
            temp++;
            Delay_Ms(20);
        }
        if (temp >= 250)
            return 1;
        RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);
#elif(Mode==RTC_LSI)
        RCC_LSICmd(ENABLE);
        while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY) == RESET && temp < 250)
        {
            temp++;
            Delay_Ms(20);
        }
        if (temp >= 250)
            return 1;
        RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSI);
#elif(Mode==RTC_HSE_128)
        RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_HSE_Div128);
#endif


        RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
        RTC_WaitForLastTask();
        RTC_WaitForSynchro();
        RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE);
        RTC_WaitForLastTask();
        RTC_EnterConfigMode();
        /*Deliberately speeding up the clock*/
#if(Mode==RTC_HSE_128)
        RTC_SetPrescaler(62500);
#elif(Mode==RTC_LSE||Mode==RTC_LSI)
        RTC_SetPrescaler(32766);
#endif

        RTC_WaitForLastTask();
        RTC_Set(2019, 10, 8, 13, 58, 55); /* Setup Time */
        RTC_ExitConfigMode();
        BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0XA1A1);
    }
    else
    {
        RTC_WaitForSynchro(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成
        RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE); //使能RTC秒中断
        RTC_WaitForLastTask();//等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成
    }

    RTC_NVIC_Config();
    RTC_Get();

    return 0;
}

/*********************************************************************
* @fn      Is_Leap_Year
*
* @brief   Judging whether it is a leap year.
*
* @param   year
*
* @return  1 - Yes
*          0 - No
*/
u8 Is_Leap_Year(u16 year)
{
    if (year % 4 == 0)
    {
        if (year % 100 == 0)
        {
            if (year % 400 == 0)
                return 1;
            else
                return 0;
        }
        else
            return 1;
    }
    else
        return 0;
}

/*********************************************************************
* @fn      RTC_Set
*
* @brief   Set Time.
*
* @param   Struct of _calendar_obj
*
* @return  1 - error
*          0 - success
*/
u8 RTC_Set(u16 syear, u8 smon, u8 sday, u8 hour, u8 min, u8 sec)
{
    u16 t;
    u32 seccount = 0;
    if (syear < 1970 || syear > 2099)
        return 1;
    for (t = 1970; t < syear; t++)
    {
        if (Is_Leap_Year(t))
            seccount += 31622400;
        else
            seccount += 31536000;
    }
    smon -= 1;
    for (t = 0; t < smon; t++)
    {
        seccount += (u32)mon_table[t] * 86400;
        if (Is_Leap_Year(syear) && t == 1)
            seccount += 86400;
    }
    seccount += (u32)(sday - 1) * 86400;
    seccount += (u32)hour * 3600;
    seccount += (u32)min * 60;
    seccount += sec;

    RCC_PB1PeriphClockCmd(RCC_PB1Periph_PWR | RCC_PB1Periph_BKP, ENABLE);
    PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
    RTC_SetCounter(seccount);
    RTC_WaitForLastTask();
    return 0;
}

/*********************************************************************
* @fn      RTC_Alarm_Set
*
* @brief   Set Alarm Time.
*
* @param   Struct of _calendar_obj
*
* @return  1 - error
*          0 - success
*/
u8 RTC_Alarm_Set(u16 syear, u8 smon, u8 sday, u8 hour, u8 min, u8 sec)
{
    u16 t;
    u32 seccount = 0;
    if (syear < 1970 || syear > 2099)
        return 1;
    for (t = 1970; t < syear; t++)
    {
        if (Is_Leap_Year(t))
            seccount += 31622400;
        else
            seccount += 31536000;
    }
    smon -= 1;
    for (t = 0; t < smon; t++)
    {
        seccount += (u32)mon_table[t] * 86400;
        if (Is_Leap_Year(syear) && t == 1)
            seccount += 86400;
    }
    seccount += (u32)(sday - 1) * 86400;
    seccount += (u32)hour * 3600;
    seccount += (u32)min * 60;
    seccount += sec;

    RCC_PB1PeriphClockCmd(RCC_PB1Periph_PWR | RCC_PB1Periph_BKP, ENABLE);
    PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
    RTC_SetAlarm(seccount);
    RTC_WaitForLastTask();

    return 0;
}

/*********************************************************************
* @fn      RTC_Get
*
* @brief   Get current time.
*
* @return  1 - error
*          0 - success
*/
u8 RTC_Get(void)
{
    static u16 daycnt = 0;
    u32 timecount = 0;
    u32 temp = 0;
    u16 temp1 = 0;
    timecount = RTC_GetCounter();
    temp = timecount / 86400;
    if (daycnt != temp)
    {
        daycnt = temp;
        temp1 = 1970;
        while (temp >= 365)
        {
            if (Is_Leap_Year(temp1))
            {
                if (temp >= 366)
                    temp -= 366;
                else
                {
                    temp1++;
                    break;
                }
            }
            else
                temp -= 365;
            temp1++;
        }
        calendar.w_year = temp1;
        temp1 = 0;
        while (temp >= 28)
        {
            if (Is_Leap_Year(calendar.w_year) && temp1 == 1)
            {
                if (temp >= 29)
                    temp -= 29;
                else
                    break;
            }
            else
            {
                if (temp >= mon_table[temp1])
                    temp -= mon_table[temp1];
                else
                    break;
            }
            temp1++;
        }
        calendar.w_month = temp1 + 1;
        calendar.w_date = temp + 1;
    }
    temp = timecount % 86400;
    calendar.hour = temp / 3600;
    calendar.min = (temp % 3600) / 60;
    calendar.sec = (temp % 3600) % 60;
    calendar.week = RTC_Get_Week(calendar.w_year, calendar.w_month, calendar.w_date);
    return 0;
}

/*********************************************************************
* @fn      RTC_Get_Week
*
* @brief   Get the current day of the week.
*
* @param   year/month/day
*
* @return  week
*/
u8 RTC_Get_Week(u16 year, u8 month, u8 day)
{
    u16 temp2;
    u8 yearH, yearL;

    yearH = year / 100;
    yearL = year % 100;
    if (yearH > 19)
        yearL += 100;
    temp2 = yearL + yearL / 4;
    temp2 = temp2 % 7;
    temp2 = temp2 + day + table_week[month - 1];
    if (yearL % 4 == 0 && month < 3)
        temp2--;
    return (temp2 % 7);
}

/*********************************************************************
* @fn      RTC_Calibration
*
* @brief   The function `RTC_Calibration` calculates a calibration step value based on a given fast seconds per
*        30 days value.
*
* @param   FastSecPer30days The `FastSecPer30days` parameter represents the number of fast seconds in a
*        30-day period. This value is used to calculate the calibration step for the RTC (Real-Time Clock)
*        based on the deviation from the ideal timekeeping.
*
* @return  none
*/
void RTC_Calibration(uint16_t FastSecPer30days)
{
    float Deviation = 0.0;
    u8 CalibStep = 0;

    Deviation = FastSecPer30days * PPM_PER_SEC;
    Deviation /= PPM_PER_STEP;
    CalibStep = (u8)Deviation;
    if (Deviation >= (CalibStep + 0.5))
        CalibStep += 1;
    if (CalibStep > 127)
        CalibStep = 127;

    BKP_SetRTCCalibrationValue(CalibStep);
    printf("Calibration cab: %d\n", CalibStep);
}

/*********************************************************************
* @fn      main
*
* @brief   Main program.
*
* @return  none
*/
int main(void)
{
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
    SystemCoreClockUpdate();
    Delay_Init();

    USART_Printf_Init(115200);
    printf("SystemClk:%d\r\n", SystemCoreClock);
    printf("ChipID:%08x\r\n", DBGMCU_GetCHIPID());
    printf("RTC Calibration Test\r\n");
    /* The code is initializing the TIM1 timer and the RTC (Real-Time Clock) module. */
    TIM1_Base_Init(65535, SystemCoreClock / 1000000 - 1);
    RTC_Init();

    while (CalibrationFlag == 0)
        ;
   
    printf("1CalibrationVal:%d\r\n", CalibrationVal);
    if (CalibrationVal < 1000000)
    {
        printf("CalibrationVal:%d\r\n", CalibrationVal);
        uint16_t FastSecPer30days = (1000000 - CalibrationVal)*3600*24*30/1000000;
        printf("FastSecPer30days:%d\r\n", FastSecPer30days);
        RTC_Calibration(FastSecPer30days);
    }
    while (1)
    {
        Delay_Ms(100);
    }
}
注意EVT例程在MCU复位后时间会重置,重新从初始化配置时间开始运行,若不想MCU复位之后时间重置,可进行如下操作:在RTC初始化时,会有一个对后备数据寄存器的写入,后备数据寄存器可在VDD掉电后靠VBAT电源保存数据。可在RTC初始化时候加一个对后备数据寄存器读出数据的判断。若读出数据与写入数据一致,则时间不重置,继续RTC计数,若不一致,则重置重新开始计数。具体代码见上,如下图为RTC继续计数打印结果:

  

CH32L103 RTC.zip

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