7.STM32F407ZGT6-RTC
参考：1.正点原子
媒介：
RTC及时时钟是很根本的外设，用来记载绝对时间。做个总结，到达：
1.学习RTC的原理和概念。
2.通过STM32CubeMX快速设置RTC。
27.1 RTC 时钟简介
STM32F407 的及时时钟（RTC）是一个独立的定时器。STM32 的 RTC 模块拥有一组一连计数的计数器，在相对应的软件设置下，可提供时钟日历的功能。修改计数器的值可以重新设置体系的当前时间和日期。
RTC 模块和时钟设置体系（RCC_BDCR 寄存器）是在后备地区，即在体系复位或从待机模式叫醒后 RTC 的设置和时间维持稳固，只要后备地区供电正常，那么 RTC 将可以不绝运行。
但是在体系复位后，会主动克制访问后备寄存器和 RTC，以防止对后备地区(BKP)的不测写利用。以是在要设置时间之前，先要取消备份地区（BKP）写掩护。
27.1.1 RTC 框图
下面先来学习 RTC 框图，通过学习 RTC 框图会有一个很好的团体把握，同时对之后的编程也会有一个清楚的思绪。RTC 的框图，如图 27.1.1 所示：
https://dis.qidao123.com/imgproxy/aHR0cHM6Ly9pLWJsb2cuY3NkbmltZy5jbi9kaXJlY3QvZTIxMzIxZTI5Yzc4NGFkNzkwNzkzMzMzMTBhOGZmZTUucG5n
我们把 RTC 框图分成以下几个部分解说：
① 时钟源
STM32F407 的 RTC 时钟源（RTCCLK）通逾期钟控制器，可以从 LSE 时钟、LSI 时钟以及 HSE 时钟三者中选择其一（通过设置 RCC_BDCR 寄存器选择）。一样平常我们选择 LSE，即外部 32.768KHz 晶振作为时钟源(RTCCLK)。外部晶振具有精度高的长处。LSI 是 STM32 芯片内部的低速 RC 振荡器，频率约 32 KHz，缺点是精度较低，以是一样平常不发起利用。比如当没有外部低速晶振（32.768KHz）的时间，分频后的 HSE 可以作为备选利用的时钟源。
② 预分频器
预分配器（RTC_PRER）分为 2 个部分：一个通过 RTC_PRER 寄存器的 PREDIV_A 位设置的 7 位异步预分频器。另一个通过 RTC_PRER 寄存器的 PREDIV_S 位设置的 15 位同步预分频器。
颠末 7 位异步预分频器出来的时钟 ck_apre 可作为 RTC_SSR 亚秒递减计数器（RTC_SSR）的时钟，ck_apre 时钟频率的盘算公式如下：
Fck_apre =Frtcclk ( PREDIV_A + 1)
当 RTC_SSR 寄存器递减到 0 的时间，会利用 PREDIV_S 的值重新装载 PREDIV_S。而PREDIV_S 一样平常为 255，如许，我们得到亚秒时间的精度是：1/256 秒，即 3.9ms 左右，有了这个亚秒寄存器 RTC_SSR，就可以得到更加准确的时间数据。
颠末 15 位同步预分频器出来的时钟 ck_spre 可以用于更新日历，也可以用作 16 位叫醒主动重载定时器的时基，ck_apre 时钟频率的盘算公式如下：
Fck_spre =Frtcclk(PREDIV_S + 1) ∗ ( PREDIV_A + 1)
PREDIV_A 和 PREDIV_S 分别为 RTC 的异步和同步分频器，利用两个预分频器时，我们保举设置 7 位异步预分频器（PREDIV_A）的值较大，以最大水平低沉功耗。比方：本实验我们的外部低速晶振的频率 32.768KHz 颠末 7 位异步预分频器后，再颠末 15 位同步预分频器，要得到 1Hz 频率的时钟用于更新日历。通过盘算知道，32.768KHz 的时钟要颠末 32768 分频，才气得到 1Hz 的 ck_spre。于是我们只须要设置： PREDIV_A=0X7F，即 128 分频；PREDIV_S=0XFF，即 256 分频，即可得到 1Hz 的 Fck_spre，PREDIV_A 的值我们也是往只管大的原则，以最大水平低沉功耗。
③ 时间和日期干系寄存器
该部分包罗三个影子寄存器，RTC_SSR（亚秒）、RTC_TR（时间）、RTC_DR（日期）。及时时钟一样平常表现为：时/分/秒/亚秒。RTC_TR 寄存器用于存储时/分/秒时间数据，可读可写（即可设置大概获取时间）。RTC_DR 寄存器用于存储日期数据，包罗年/月/日/星期，可读可写（即可设置大概获取日期）。RTC_SSR 寄存器用于存储亚秒级的时间，如许我们可以获取更加准确的时间数据。
这三个影子寄存器可以通过与 PCLK1（APB1 时钟）同步的影子寄存器来访问，这些时间和日期寄存器也可以直接访问，如许可克制等候同步的一连时间。
每隔 2 个 RTCCLK 周期，当前日历值便会复制到影子寄存器，并置位 RTC_ISR 寄存器的RSF 位。我们可以读取 RTC_TR 和 RTC_DR 来得到当前时间和日期信息，不外须要留意的是：
时间和日期都是以 BCD 码的格式存储的，读出来要转换一下，才可以得到十进制的数据。
④ 可编程闹钟
STM32F407 提供两个可编程闹钟：闹钟 A（ALARM_A）和闹钟 B（ALARM_B）。通过RTC_CR 寄存器的 ALRAE 和 ALRBE 位置 1 来使能闹钟。当亚秒、秒、分、小时、日期分别与闹钟寄存器 RTC_ALRMASSR/RTC_ALRMAR 和RTC_ALRMBSSR/RTC_ALRMBR 中的值匹配时，则可以产生闹钟（须要得当设置）。本章我们将利用闹钟 A 产生闹铃，即设置RTC_ALRMASSR 和 RTC_ALRMAR 即可。
⑤ 周期性主动叫醒
STM32F407 的 RTC 不带秒钟克制了，但是多了一个周期性主动叫醒功能。周期性叫醒功能，由一个 16 位可编程主动重载递减计数器（RTC_WUTR）天生，可用于周期性克制/叫醒。
我们可以通过 RTC_CR 寄存器中的 WUTE 位设置使能此叫醒功能。
叫醒定时器的时钟输入可以是：2、4、8 或 16 分频的 RTC 时钟(RTCCLK)，也可以是 ck_spre时钟（一样平常为 1Hz）。
当选择 RTCCLK(假定 LSE 是：32.768 kHz)作为输入时钟时，可设置的叫醒克制周期介于122us（由于 RTCCLK/2 时，RTC_WUTR 不能设置为 0）和 32 s 之间，分辨率最低为：61us。
当选择 ck_spre（1Hz）作为输入时钟时，可得到的叫醒时间为 1s 到 36h 左右，分辨率为 1秒。而且这个 1s~36h 的可编程时间范围分为两部分：
当 WUCKSEL=10 时为：1s 到 18h。
当 WUCKSEL=11 时约为：18h 到 36h。
在后一种情况下，会将 2^16 添加到 16 位计数器当前值（即扩展到 17 位，相称于最高位用WUCKSEL 取代）。
初始化完成后，定时器开始递减计数。在低功耗模式下使能叫醒功能时，递减计数保持有用。别的，当计数器计数到 0 时，RTC_ISR 寄存器的 WUTF 标记会置 1，而且叫醒寄存器会利用其重载值（RTC_WUTR 寄存器值）主动重载，之后必须用软件清零 WUTF 标记。
通过将 RTC_CR 寄存器中的 WUTIE 位置 1 来使能周期性叫醒克制时，可以使 STM32 退出低功耗模式。体系复位以及低功耗模式（就寝、停机和待机）对叫醒定时器没有任何影响，它仍然可以正常工作，故叫醒定时器，可以用于周期性叫醒 STM32。
27.1.2 RTC 寄存器
接下来，我们先容本实验我们要用到的 RTC 寄存器。
⚫ RTC 时间寄存器（RTC_TR）
RTC 时间寄存器形貌如图 27.1.2.1 所示：
https://dis.qidao123.com/imgproxy/aHR0cHM6Ly9pLWJsb2cuY3NkbmltZy5jbi9kaXJlY3QvYzBhYjY3MDA5MTcxNDViZmEyNTMxNjA0ZTE4ZDBkMzkucG5n
该寄存器是 RTC 的时间寄存器，可读可写，对该寄存器写，可以设置时间，对该寄存器读，可以获取当前的时间，别的该寄存器受到寄存器写掩护，通过 RTC 写掩护寄存器(RTC_WPR)设置，背面会解说到 RTC_WPR 寄存器。须要留意的是：本寄存器存储的数据都是 BCD 格式的，读取之后须要举行转换，方可得到十进制的时分秒等数据。
⚫ RTC 日期寄存器（RTC_DR）
RTC 日期寄存器形貌如图 27.1.2.2 所示：
https://dis.qidao123.com/imgproxy/aHR0cHM6Ly9pLWJsb2cuY3NkbmltZy5jbi9kaXJlY3QvY2I1M2YxODQ5ZDRkNGI2ZThjNDkwYzk5YTc2ZGU1MDQucG5n
该寄存器是 RTC 的日期寄存器，可读可写，对该寄存器写，可以设置日期，对该寄存器读，可以获取当前的日期，同样该寄存器也受到寄存器写掩护，存储的数据也都是 BCD 格式的。
⚫ RTC 控制寄存器（RTC_CR）
RTC 控制寄存器形貌如图 27.1.2.3 所示：
https://dis.qidao123.com/imgproxy/aHR0cHM6Ly9pLWJsb2cuY3NkbmltZy5jbi9kaXJlY3QvNTk5MDc2M2ViOTMwNDZlMGFmZGIxM2YzMDIyYzlkZDcucG5n
该寄存器重点先容几个要用到的位：WUTIE 是叫醒定时器克制使能位，ALRAIE 是闹钟 A克制使能位，本章用到这两个使能位，都设置为 1 即可。WUTE 和 ALRAE 分别是叫醒定时器和闹钟 A 使能位，同样都设置为 1，开启。FMT 为小时格式选择位，我们设置为 0，选择 24 小时制。WUCKSEL，用于叫醒时钟选择，这个前面已经有先容了，我们这里就不多说了。
⚫ RTC 亚秒寄存器（RTC_SSR）
RTC 亚秒寄存器形貌如图 27.1.2.4 所示：
https://dis.qidao123.com/imgproxy/aHR0cHM6Ly9pLWJsb2cuY3NkbmltZy5jbi9kaXJlY3QvMmUyZjNkYjkxMTIxNGIwNjg2YzYyZGU2ZjUzOTJjNDYucG5n
该寄存器可用于获取更加准确的 RTC 时间。不外，在本章没有用到，如果须要准确时间的地方，各人可以利用该寄存器。
⚫ RTC 初始化和状态寄存器（RTC_ISR）
RTC 初始化和状态寄存器形貌如图 27.1.2.5 所示：
https://dis.qidao123.com/imgproxy/aHR0cHM6Ly9pLWJsb2cuY3NkbmltZy5jbi9kaXJlY3QvZTNlZTYzZjlmMTAyNGEzYzkzNDNkODY5ZTM3YjY4ZmYucG5n
该寄存器中，WUTF、ALRBF 和 ALRAF，分别是叫醒定时器、闹钟 B 和闹钟 A 的克制标记位，当对应变乱产生时，这些标记位被置 1，如果设置了克制，则会进入克制服务函数，这些位通过软件写 0 扫除。
INIT 为初始化模式控制位，要初始化 RTC 时，必须先设置 INIT=1。
INITF 为初始化标记位，当设置 INIT 为 1 以后，要等候 INITF 为 1，才可以更新时间、日期和预分频寄存器等。
RSF 位为寄存器同步标记，仅在该位为 1 时，表现日历影子寄存器已同步，可以准确读取RTC_TR/RTC_TR 寄存器的值了。
WUTWF、ALRBWF 和 ALRAWF 分别是叫醒定时器、闹钟 B 和闹钟 A 的写标记，只有在这些位为 1 的时间，才可以更新对应的内容。比如：要设置闹钟 A 的 ALRMAR 和 ALRMASSR，则必须先等候 ALRAWF 为 1，才可以设置。
⚫ RTC 预分频寄存器（RTC_PRER）
RTC 预分频寄存器形貌如图 27.1.2.6 所示：
https://dis.qidao123.com/imgproxy/aHR0cHM6Ly9pLWJsb2cuY3NkbmltZy5jbi9kaXJlY3QvYTUzOTViMzJmNGU4NDZkNTg1ZjFmM2M5OTk3ZGIwMDcucG5n
该寄存器用于 RTC 的分频，我们在之前也有讲过，这里就不多说了。该寄存器的设置，必须在初始化模式（INITF=1）下，才可以举行。
⚫ RTC 叫醒寄存器（RTC_WUTR）
RTC 叫醒寄存器形貌如图 27.1.2.7 所示：
https://dis.qidao123.com/imgproxy/aHR0cHM6Ly9pLWJsb2cuY3NkbmltZy5jbi9kaXJlY3QvMTZiNjFlZmFmNDUyNDY1MzkwNTUxNGVmYzNiY2E3NjEucG5n
该寄存器用于设置主动叫醒重装载值，可用于设置叫醒周期。该寄存器的设置，必须等候RTC_ISR 的 WUTWF 为 1 才可以举行。
⚫ RTC 闹钟 A 寄存器（RTC_ALRMAR）
RTC 闹钟 A 寄存器形貌如图 27.1.2.8 所示：
https://dis.qidao123.com/imgproxy/aHR0cHM6Ly9pLWJsb2cuY3NkbmltZy5jbi9kaXJlY3QvNjBhMDQ2ZDZjZDQxNDBkYmEwNjViODBhZGFiNWU1NzEucG5n
该寄存器用于设置闹铃 A，当 WDSEL 选择 1 时，利用星期制闹铃，本章我们选择星期制闹铃。该寄存器的设置，必须等候 RTC_ISR 的 ALRAWF 为 1 才可以举行。别的，尚有RTC_ALRMASSR 寄存器，该寄存器我们这里就不再先容了，各人参考手册。
⚫ RTC 写掩护寄存器（RTC_WPR）
RTC 写掩护寄存器：RTC_WPR，该寄存器比力简朴，低八位有用。上电后，全部 RTC 寄存器都受到写掩护（RTC_ISR、RTC_TAFCR 和 RTC_BKPxR 除外），必须依次写入：0xCA、0x53 两关键字到 RTC_WPR 寄存器，才可以解锁。写一个错误的关键字将再次激活 RTC 的寄存器写掩护。
⚫ RTC 备份寄存器（RTC_BKPxR）
RTC 备份寄存器形貌如图 27.1.2.9 所示：
https://dis.qidao123.com/imgproxy/aHR0cHM6Ly9pLWJsb2cuY3NkbmltZy5jbi9kaXJlY3QvODdmMjkwMjdhZDk3NDRjM2I0NjFkMjk5YTY2YWIxMjEucG5n
该寄存器组统共有 32 个，每个寄存器是 32 位的，可以存储 128 个字节的用户数据，这些寄存器在备份域中实现，可在 VDD 电源关闭时通过 VBAT 保持上电状态。备份寄存器不会在体系复位或电源复位时复位，也不会在 MCU 从待机模式叫醒时复位。
复位后，对 RTC 和 RTC 备份寄存器的写访问被克制，实验以下利用可以使能 RTC 及 RTC备份寄存器的写访问：
1）电源控制寄存器(PWR_CR)的 DBP 位来使能 RTC 及 RTC 备份寄存器的访问。
2）往 RTC_WPR 写入 0xCA、0x53 解锁序列（先写 0xCA，再写 0x53）。
我们可以用 BKP 来存储一些告急的数据，相称于一个 EEPROM，不外这个 EEPROM 并不是真正的 EEPROM，而是须要电池来维持它的数据。
⚫ 备份地区控制（RCC_BDCR）
备份地区控制寄存器形貌如图 27.1.2.10 所示：
https://dis.qidao123.com/imgproxy/aHR0cHM6Ly9pLWJsb2cuY3NkbmltZy5jbi9kaXJlY3QvMzRmMTY5YTFkNzQ4NDU4MWJlMWZmNDhjY2I0YWE5YzIucG5n
RTC 的时钟源选择及使能设置都是通过这个寄存器来实现的，以是我们在 RTC 利用之前先要通过这个寄存器选择 RTC 的时钟源，然后才气开始其他的利用。
27.2 硬件操持
1. 例程功能
本实验通过串口输出 RTC 时间，并可以通过串口 设置 RTC 时间，从而调治时间。
2. 硬件资源
1）串口 1(PA9/PA10 毗连在板载 USB 转串口芯片 CH340 上面)
2）RTC(及时时钟)
3. 原理图
RTC 属于 STM32F407 内部资源，通过软件设置好就可以了。不外 RTC 不能断电，否则数据就丢失了，我们如果想让时间在断电后还可以继续走，那么必须确保开发板的电池有电。
27.3 步调操持
27.3.1 RTC 的 HAL 库驱动
RTC 在 HAL 库中的驱动代码在 stm32f4xx_hal_rtc.c 文件（及其头文件）中。下面先容几个告急的 RTC 函数，其他没有先容的请看源码。
1. HAL_RTC_Init 函数
RTC 的初始化函数，其声明如下：
HAL_StatusTypeDef HAL_RTC_Init(RTC_HandleTypeDef *hrtc);
⚫ 函数形貌：
用于初始化 RTC。
⚫ 函数形参：
形参 1 是 RTC_HandleTypeDef 结构体范例指针变量，其界说如下：
typedef struct
{
RTC_TypeDef *Instance; /* 寄存器基地址 */
RTC_InitTypeDef Init; /* RTC 配置结构体 */
HAL_LockTypeDef Lock; /* RTC 锁定对象 */
__IO HAL_RTCStateTypeDef State; /* RTC 设备访问状态 */
}RTC_HandleTypeDef;
1）Instance：指向 RTC 寄存器基所在。
2）Init：是真正的 RTC 初始化结构体，其结构体范例 RTC_InitTypeDef 界说如下：
typedef struct
{
uint32_t HourFormat; /* 小时格式 */
uint32_t AsynchPrediv; /* 异步预分频系数 */
uint32_t SynchPrediv; /* 同步预分频系数 */
uint32_t OutPut; /* 选择连接到 RTC_ALARM 输出的标志 */
uint32_t OutPutPolarity; /* 设置 RTC_ALARM 的输出极性 */
uint32_t OutPutType; /* 设置 RTC_ALARM 的输出类型为开漏输出还是推挽输出 */
}RTC_InitTypeDef;
HourFormat : 用来设置小时格式，可以是 12 小时制大概 24 小时制，这两个选项的宏界说分别为 RTC_HOURFORMAT_12 和 RTC_HOURFORMAT_24。
AsynchPrediv: 用来设置 RTC 的异步预分频系数，也就是设置 RTC_PRER 寄存器的PREDIV_A 干系位，由于异步预分频
免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！更多信息从访问主页：qidao123.com:ToB企服之家，中国第一个企服评测及商务社交产业平台。
页:
[1]