STM32CubeMX RTC实时时钟

1万 · 2024-9-9 11:35

一、什么是 RTC？
RTC，即实时时钟，是一个独立于主系统时钟的计时器模块。它的主要功能是保持当前时间和日期，即使在系统断电的情况下，只要有备用电源供电，RTC 也能继续工作。RTC 模块通过一个连续计数的计数器来记录时间，提供年、月、日、小时、分钟和秒的计时功能。

RTC 的工作原理
RTC 的核心是一个32位的计数器，支持二进码十进数（BCD）格式，能够记录秒、分钟、小时（支持 12 小时或 24 小时制）、星期几、日期、月份和年份。此外，RTC 还能够处理月份的天数，包括闰年。为了提供更高的精度，RTC 还可以记录亚秒值。系统可以通过修改 RTC 的计数器来设置当前时间。

低功耗和独立运行
RTC 模块的一个显著特点是低功耗运行。在主系统掉电后，只要备用电源（通常是电池或超级电容）仍在供电，RTC 就能继续计时。这使得 RTC 成为实现低功耗应用的理想选择，例如在待机模式下的定时唤醒功能。

RTC 在 STM32 中的实现
STM32 微控制器内置了 RTC 模块，通常通过低速外部晶振（LSE，32.768 kHz）驱动，提供高精度的时间信息。RTC 模块的时钟源可以通过多种方式配置，包括 HSE 分频时钟、LSI 振荡器时钟和 LSE 振荡器时钟。

RTC 的配置
在 STM32 中配置 RTC 通常通过 ST 提供的 CubeMX 工具来完成。配置步骤包括：

选择时钟源：通常选择 LSE 作为时钟源，因为其稳定性和低功耗特性。

设置时间和日期：初始化 RTC 的时间和日期寄存器，选择 12 小时或 24 小时制。

配置中断：RTC 提供三种可屏蔽中断：闹钟中断、秒中断和溢出中断。可以根据应用需求进行配置。

启用备用电源：确保在系统掉电时，RTC 模块仍能通过备用电源保持运行。

RTC 的应用
RTC 在嵌入式系统中有广泛的应用，包括：

定时唤醒：在低功耗应用中，RTC 可以配置为定时唤醒系统执行任务。
时间戳记录：RTC 提供的精确时间戳在数据记录和日志管理中非常有用。
时间同步：多个系统之间的时间同步可以通过 RTC 实现，确保事件的顺序性和一致性。
二、CubeMX配置
SYS 打开调试

RCC配置选择外部高速低速晶振

RTC配置

Activate Clock Source 激活时钟源
Activate calendar激活日历
RTC_OUT： Not RTC_OUT
Tamper：
第一个是是否使能 tamper（PC13）引脚上输出校正的秒脉冲时钟，

第二个： RTC入侵检测校验功能

RTC校验功能，使能侵入检测功能。RTC时钟经64分频输出到侵入检测引脚TAMPER上
当 TAMPER引脚上的信号从 0变成1或者从 1变成 0(取决于备份控制寄存器BKP_CR的 TPAL位)，会产生一个侵入检测事件。侵入检测事件将所有数据备份寄存器内容清除。

RTC全局中断RTC_IRQHandler()
闹钟中断函数RTCAlarm_IRQHandler()

日期时间配置

使能串口3选择异步通信

配置时钟树

生成工程

三、Keil代码
main.c

串口重定向

#include "stdio.h"

int fputc(int ch,FILE *f)
{
HAL_UART_Transmit(&huart3,(uint8_t*)&ch,1,0xFFFF);
return ch;
}
定义结构体获取日期和时间

RTC_DateTypeDef GetData;  //获取日期结构体

RTC_TimeTypeDef GetTime; //获取时间结构体
while循环打印

   /* 获取当前实时时间 */
   HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &GetTime, RTC_FORMAT_BIN);
   /* 获取当前实时日期 */
   HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &GetData, RTC_FORMAT_BIN);

   /* 显示日期格式 : yy/mm/dd */
   printf("%02d/%02d/%02d\r\n",2000 + GetData.Year, GetData.Month, GetData.Date);
   /* 显示时间格式 : hh:mm:ss */
   printf("%02d:%02d:%02d\r\n",GetTime.Hours, GetTime.Minutes, GetTime.Seconds);

   printf("\r\n");

   HAL_Delay(100);//100ms
效果

其他函数

1. 设置系统时间

HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_SetTime(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_TimeTypeDef *sTime, uint32_t Format)
功能: 设置 RTC 的当前时间。
参数:
hrtc: RTC 句柄，指向 RTC 的结构体，用于管理 RTC 的操作。
sTime: 要设置的时间结构体，包含时、分、秒等时间信息。
Format: 时间格式，可以是二进制 (RTC_FORMAT_BIN) 或 BCD 码 (RTC_FORMAT_BCD)。
返回值: HAL_StatusTypeDef 表示操作的结果，通常是 HAL_OK 表示成功。
2. 读取系统时间

HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_GetTime(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_TimeTypeDef *sTime, uint32_t Format)
功能: 获取 RTC 的当前时间。
参数:
hrtc: RTC 句柄。
sTime: 存储当前时间的结构体。
Format: 时间格式，可以是 RTC_FORMAT_BIN 或 RTC_FORMAT_BCD。
返回值: HAL_StatusTypeDef 表示操作的结果，通常是 HAL_OK 表示成功。
3. 设置系统日期

HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_SetDate(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_DateTypeDef *sDate, uint32_t Format)
功能: 设置 RTC 的当前日期。
参数:
hrtc: RTC 句柄。
sDate: 要设置的日期结构体，包含年、月、日等日期信息。
Format: 日期格式，可以是 RTC_FORMAT_BIN 或 RTC_FORMAT_BCD。
返回值: HAL_StatusTypeDef 表示操作的结果，通常是 HAL_OK 表示成功。
4. 读取系统日期

HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_GetDate(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_DateTypeDef *sDate, uint32_t Format)
功能: 获取 RTC 的当前日期。
参数:
hrtc: RTC 句柄。
sDate: 存储当前日期的结构体。
Format: 日期格式，可以是 RTC_FORMAT_BIN 或 RTC_FORMAT_BCD。
返回值: HAL_StatusTypeDef 表示操作的结果，通常是 HAL_OK 表示成功。
5. 启动报警功能

HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_SetAlarm(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_AlarmTypeDef *sAlarm, uint32_t Format)
功能: 设置 RTC 闹钟的时间。
参数:
hrtc: RTC 句柄。
sAlarm: 要设置的闹钟结构体，包含闹钟时间、日期等信息。
Format: 闹钟时间格式，可以是 RTC_FORMAT_BIN 或 RTC_FORMAT_BCD。
返回值: HAL_StatusTypeDef 表示操作的结果，通常是 HAL_OK 表示成功。
6. 设置报警中断

HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_SetAlarm_IT(RTC_HandleTypeDef *hrtc, RTC_AlarmTypeDef *sAlarm, uint32_t Format)
功能: 设置 RTC 闹钟并启用中断。当闹钟时间到达时，会触发中断。
参数:
hrtc: RTC 句柄。
sAlarm: 要设置的闹钟结构体。
Format: 闹钟格式，可以是 RTC_FORMAT_BIN 或 RTC_FORMAT_BCD。
返回值: HAL_StatusTypeDef 表示操作的结果，通常是 HAL_OK 表示成功。
7. 闹钟时间回调函数

__weak void HAL_RTC_AlarmAEventCallback(RTC_HandleTypeDef *hrtc)
功能: 当闹钟 A 事件发生时调用的回调函数，用户可以在此函数中处理闹钟事件。这是一个弱定义函数，用户可以重写它来实现自定义行为。
参数:
hrtc: RTC 句柄。
8. 写入后备存储器

void HAL_RTCEx_BKUPWrite(RTC_HandleTypeDef *hrtc, uint32_t BackupRegister, uint32_t Data)
功能: 向 RTC 的后备寄存器写入数据。后备寄存器在系统断电后，如果有备用电池供电，可以保持数据。
参数:
hrtc: RTC 句柄。
BackupRegister: 要写入的后备寄存器编号。
Data: 要写入的数据。
9. 读取后备存储器

uint32_t HAL_RTCEx_BKUPRead(RTC_HandleTypeDef *hrtc, uint32_t BackupRegister)
功能: 从 RTC 的后备寄存器读取数据。
参数:
hrtc: RTC 句柄。
BackupRegister: 要读取的后备寄存器编号。
返回值: 返回读取的数据。
例程：

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