STM32-BKP备份寄存器&RTC及时时钟
一、原理Unix：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/7d9cce023ca64de08a1fb7e98aac8045.png
一些体系是利用32bit有符号数存储，现实范围为-2,147,483,648到2,147,483,647即https://latex.csdn.net/eq?2%5E%7B31%7D-1~https://latex.csdn.net/eq?-2%5E%7B31%7D
经过计算int32数据会在2038年1月19日溢出，可以看到转换的为北京时间。
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/19d363e475be4cf0bba9ebd246939506.pnghttps://i-blog.csdnimg.cn/direct/e478c0da13944356a85d1af7ecf653f6.png
STM32的时间戳为无符号时间戳。
我们需要把秒计数器的时间通过计算得到秒技术其对应的时间，然后根据时区举行偏移（思量到品平年闰年，大月小月闰月等）。
可以根据c语言官方函数直接计算：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/d9f54c7a11a84faea9f5a232e9970d9b.png
UTC、GMThttps://i-blog.csdnimg.cn/direct/b9582caf7c6f4760b85d2f03f542ea06.png
GMT是之前的时间尺度，UTC是计算了偏移量的现行尺度。中国一样寻常利用GMT+8/UTC+8。Unix时间戳没有闰秒，即和谐世界时间的功能，所以大概秒数会偏差。
时间戳和日期举行转换（数据类型）：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/3e776c5aa888425f941560d4a9ed3276.png
time_t现实上是int64类型，用来存储秒计数值
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/587106b9cef647ef93dac6eb829dddf5.png
tm类型为界说日期的布局体：struct tm
其中year为从1900年的第几年（最小应该为70）；mon月份从0开始；wday表现周几；yday表现每年的第几天；isdst是否利用夏令时，1表现用，0不用，-1表现不知道。
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/61687199391a45b9b2ad1ed1e03595c7.png
夏令时为在炎天的某段时间将时间提前一个小时。https://i-blog.csdnimg.cn/direct/a5fcd53e3fc443ca98dcffdd6889e775.png
现实利用：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/320b77953f5244daae2c8c23ce203358.png
mktime函数原理，通过输入的年代日时分秒计算，其他参数会主动计算回填，可以通过此函数主动计算星期。
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/dd74882d706f4ebba5a0e37e68d14b05.png
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/93379bb9fc314867a66c8ce61ccfe79c.png
strftime函数参数(char *c,size_length,const *char,const struct tm*),其中const *char为格式字符串。函数利用为，将const struct tm*的内容通过const *char格式化字符存入长度为size_length的数组char *c中。https://i-blog.csdnimg.cn/direct/915a3d7ddb9842bf807646c720a82de3.png
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/27e930a1a2cb4ab6b8c358d412f651bb.png 其他函数：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/96ff300dc112459fbab56c7b3b42b5d7.png
二、 STM32的BKP备份寄存器&RTC及时时钟
1、BKP原理：
BKP寄存器数据需要VBT保持供电来举行掉电不丢失，现实利用方式和Flash类似。手册建议VBT无外部供电时接到VDD并上100nf的滤波电容。
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/21697bed8c084ade9d3e22f4e3cedc19.png
TAMPER在STM32F103C8T6中在PC13。可以外接上拉电阻和开关接地，做掩护措施，接收到低电平清除寄存器内容。主电源断电后，侵入检测仍然有效。RTC校准时钟可以对RTC时钟举行校准。存储RTC时钟校准寄存器可以配合RTC校准时钟对RTC举行校准。
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/a96f79e1ab0a47dd9a8eb0db88b1fe56.png
2、BKP的基本布局：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/3ef4909e32e34c63a8f02a345ad10ef9.png
3、STM32的RTC外设
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/b7a209b701c64988a938a64bbe7f0f58.png
STM32的RTC类似DS1302外置及时时钟。RTC输入时钟具有20bit的分配器，即可分配1-https://latex.csdn.net/eq?2%5E%7B20%7D-1的分频。
RTC框图：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/1797b0d5430c4b26a9601b5258817d0a.png
灰色部门为VBT断电供电部门选择RTC时钟-RTCCLK提供时钟-RTC_DIV（余数寄存器，自减）计数溢出后产生TR_CLK，并且通过RTC_PRL（重装载寄存器）举行重装载（预分频器原理）-通过TR_CLK的RTC_CNT举行计数(为无符号32bit)，
[*]RTC_CNT的计满溢出中断为RTC_Overflow。
[*]其中RTC_ALR为闹钟，和RTC_CNT一样的uint32寄存器，当RTC_ALR和RTC_CNT计数相同，会产生RTC_Alarm信号，前去中断体系（或唤醒芯片，退出睡眠模式，WKUP-PA0引脚也可以唤醒设备）。
[*]RTC_Sencond中断来自TR_CLK的秒计数。
[*]中断选项中，IE末端的是中断使能，F末端的是中断标志位。
晶振选择：
一样寻常可以选择三个时钟源。根据STM32RTC时钟树可以看到，包罗2高速、2低俗、2内部、2外部共4个晶振作为晶振源，具体可见定时器文章。高速时钟一样寻常为内部运行和主要外设利用，低速时钟一样寻常供RTC、看门狗等利用。可以看到LSE OSC指向RTCCLK。且RTC有三个泉源时钟。
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/78272cb696da40909d058a55f7740d3d.pnghttps://i-blog.csdnimg.cn/direct/6ae654be25cb4176b3882aa82f8112c0.png
32.768=https://latex.csdn.net/eq?2%5E%7B15%7D可直接经过分频1Hz。硬件电路计数器也方便举行计数溢出得到频率信号。一样寻常利用LSE。
4、RTC基本布局
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/3ffedb7fa1c94dd8bfc67c69db20614f.png
5、电路
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/8958461500c540bcb9f1bcd2ed7c1bd2.png
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/6ae19476af1b4a27bc2cce14567a34c3.png
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/52dfa02a6dbf4d1e95effb3f8f2123f0.png
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/f4c91b0eb89f420e84d87dbeef01871f.png
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/0aaea7567eec4f5ea57c47cfd3213ef5.png CR2032纽扣电池，印制面为正极。
6、操作注意事项
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/3932beba354f405e9046f0b020bd8601.png
[*] PWR是电源管理
[*] 第二点寄存器同步操作的原因：因为PCLK1（APB1总线时钟，36MHz）在主电源掉电时会停止。为了包管RTC掉电不丢失，RTC都是在RTCCLK（32.768Hz）同步下变动的。所以用APB1总线读取RTC寄存器内容，存在时钟不同步问题。时钟不同步会导致读取到错误数据。所以在APB总线刚开启时要举行时钟同步。
[*]RTC_CRL为时钟设置使能标志位，利用时需要先设置。库函数主动举行了设置。
[*]RTC的RTOFF为等待结束标志位。等待即可，当RTOFF=1才可写入。主要还是因为时钟频率不一样，不能立刻更新。
三、步伐实例
问题1：VBT供电导致STM32体系供电指示灯和OLED下电后还会有一些微弱表现。
问题2：有些芯片RTC晶振不起振。会导致步伐卡死在晶振等待起振的地方。
1、写入BKP备份寄存器和从备份寄存器读出，表现到OLED。
将STM32断电、VBT不断电，STM32上电查看BKP数据是否掉电保存。（保存数据）
将VBT断电、STM32断电，然后STM32在上电查看BKP数据是否掉电保存。（不保存数据）
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/ea00cb3136ff47f4b5e88b0dc0707e52.pnghttps://i-blog.csdnimg.cn/direct/743332a15499472f9643aa82c5fe95ae.png
main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
uint16_t Data={0x01,0x02,0x03,0x04};//写入的数据
uint16_t GetData;//BKP读出的数据
int main(void){
OLED_Init();
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);//开启PWR时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP,ENABLE);//开启BKP时钟
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);//开启RTC和BKP的访问使能
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1,Data);//数据写入，在做STM32下电测试时，写入代码注释
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR2,Data);
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR3,Data);
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR4,Data);
OLED_ShowString(1,1,"BKP:");
GetData = BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1);//数据读出
GetData = BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR2);
GetData = BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR3);
GetData = BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR4);
OLED_ShowHexNum(2,1,GetData,2);
OLED_ShowHexNum(2,4,GetData,2);
OLED_ShowHexNum(2,7,GetData,2);
OLED_ShowHexNum(2,10,GetData,2);
while(1){
Delay_ms(200);
}
return 0;
}
2、RTC时钟
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/b6940c083edd4b398c51f469c08a57d7.png
时间表现，如果VBT供电，那么STM32复位或下电RTC时钟不会丢失（RTC和BKP都可通过VBT供电）。
main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "MyRTC.h"
#include "time.h"
Unixdate GetTime;
time_t CNT;
time_t DIVData;
int main(void){
OLED_Init();
MyRTC_Init();
OLED_ShowString(1,1,"Date: --");
OLED_ShowString(2,1,"Time:::");
OLED_ShowString(3,1,"CNT :");
OLED_ShowString(4,1,"DIV :");
while(1){
GetTime = GetNowTime();//获取RTC内的时间
CNT = GetCounter();
DIVData = GetDIV();
OLED_ShowNum(1,6,GetTime.years,4);
OLED_ShowNum(1,11,GetTime.months,2);
OLED_ShowNum(1,14,GetTime.day,2);
OLED_ShowNum(2,6,GetTime.hours,2);
OLED_ShowNum(2,9,GetTime.minutes,2);
OLED_ShowNum(2,12,GetTime.second,2);
OLED_ShowNum(3,6,CNT,10);
OLED_ShowNum(4,6,DIVData,10);
}
return 0;
}
MyRTC.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "time.h"
#include "MyRTC.h"
Unixdate SetTime;
void MyRTC_Init(void){
//时钟配置
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP,ENABLE);
//使能RTC和BKP访问
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
//开启LSE/LSI，并等待启动完成
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);
while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY)!=SET);
// RCC_LSICmd(ENABLE);//备用配置LSI为内部时钟，并启动
// while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY)!=SET);//等待启动完成
//使用BKP来判断是否断电，若断电则进行初始化，相当于用BKP做了一个标志位
if(BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1)!=0xA5A5){
//选择LSE为时钟源，并使能时钟
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);
// RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSI);//备用选择LSI作为时钟源
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
//等待时钟同步，等待RTC上一次操作完成
RTC_WaitForSynchro();
RTC_WaitForLastTask();
//配置预分频器,LSE=32768Hz,分频32768后为1Hz，LSI=40000Hz
RTC_SetPrescaler(32768-1);//函数内置写CNF=1/=0进入了配置模式/退出配置模式，只有配置模式可以写入寄存器
// RTC_SetPrescaler(40000-1);//备用使用LSI作为时钟源
RTC_WaitForLastTask();
Time_Init(&SetTime);
SetNowTime(SetTime);
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1,0xA5A5);
}else{//若BKP不断电则不初始化
//等待时钟同步，等待RTC上一次操作完成
RTC_WaitForSynchro();
RTC_WaitForLastTask();
}
}
/**
* @brief 获取当前CNT
* @param
* @arg
* @param
* @arg
* @retval None
*/
uint32_t GetCounter(void){
return RTC_GetCounter();
}
/**
* @brief 获取当前余数值计数值
* @param
* @arg
* @param
* @arg
* @retval None
*/
uint32_t GetDIV(void){
return RTC_GetDivider();
}
/**
* @brief 设置当前时间
* @param输入为Unixdate自定义日期类型
* @arg
* @param
* @arg
* @retval None
*/
void SetNowTime(Unixdate UnixdataStructure){
struct tm NowTime;
time_t count;
NowTime.tm_min = UnixdataStructure.minutes;
NowTime.tm_hour = UnixdataStructure.hours;
NowTime.tm_mday = UnixdataStructure.day;
NowTime.tm_mon = UnixdataStructure.months;
NowTime.tm_year = UnixdataStructure.years;
NowTime.tm_sec = UnixdataStructure.second;
count = mktime(&NowTime)-8*60*60;//设置时间到RTC，输入东八区时间，偏移到0时区
RTC_SetCounter(count);
RTC_WaitForLastTask();//等待完成
}
/**
* @brief 获取RTC当前时间
* @param
* @arg
* @param
* @arg
* @retval 返回当前RTC对应的日期时间
*/
Unixdate GetNowTime(void){
struct tm NowTime;
Unixdate UnixdataStructure;
time_t count;
count = RTC_GetCounter()+8*60*60;//获取当前计数，偏移到东八区（STM32默认函数为0区时间）
RTC_WaitForLastTask();//等待完成
NowTime = *localtime(&count);//根据计数值换算成日期时间，将值传给NowTime
UnixdataStructure.years = NowTime.tm_year+1900;
UnixdataStructure.months = NowTime.tm_mon+1;
UnixdataStructure.day = NowTime.tm_mday;
UnixdataStructure.hours = NowTime.tm_hour;
UnixdataStructure.minutes = NowTime.tm_min;
UnixdataStructure.second = NowTime.tm_sec;
return UnixdataStructure;
}
/**
* @brief 日期变量初始化
* @param输入为日期变量结构体地址，直接对其进行改变
* @arg
* @param
* @arg
* @retval None
*/
void Time_Init(Unixdate *UnixdataStructure){
UnixdataStructure->years = 2025-1900;
UnixdataStructure->months = 1-1;
UnixdataStructure->day = 3;
UnixdataStructure->hours = 23;
UnixdataStructure->minutes = 59;
UnixdataStructure->second = 56;
}
MyRTC.h
#ifndef __MYRTC_H
#define __MYRTC_H
#include "stm32f10x.h" // Device header
//#pragma pack(n)可修改编译器字节对齐数
typedef struct{
uint8_t second;//(0-60)s
uint8_t minutes;//(0-59)min
uint8_t hours;//(0-23)h
uint8_t months;//月(1-12)
uint8_t day;//月中第几天(1-31)
uint16_t years;//年
}Unixdate;
void MyRTC_Init(void);
uint32_t GetCounter(void);
uint32_t GetDIV(void);
Unixdate GetNowTime(void);
void Time_Init(Unixdate *UnixdataStructure);
void SetNowTime(Unixdate UnixdataStructure);
#endif
其他
数据范围原理：
int32范围为https://latex.csdn.net/eq?-2%5E%7B31%7D~https://latex.csdn.net/eq?2%5E%7B31%7D-1，数据在计算机中为补码存储，
即int32范围:
在最大值环境下，符号位为 0，别的 31 位均为 1
0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
在最小值环境下，符号位为 1，别的 31 位全为 0
1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
最高位表现符号位，1为负，第32bit为https://latex.csdn.net/eq?2%5E%7B31%7D，如上，所以正数可以到达https://latex.csdn.net/eq?2%5E%7B31%7D-1,负数可以到达https://latex.csdn.net/eq?-2%5E%7B31%7D。
[*]最大值：(2^{31} - 1 = 2147483647)
[*]最小值：(-2^{31} = -2147483648)
同理int16范围为2^15-1 ~ -2^15 (32767~-32768)
int8_t范围为2^7-1 ~ -2^7 (127~-128)
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