OS：Windows 64
Development kit：MDK5.14
IDE：UV4
MCU：STM32F103C8T6
1、RTC时钟简介
STM32 的实时时钟（RTC）是一个独立的定时器，在相应软件配置下，可提供时钟日历的功能。 详细资料请参考ALIENTEK的官方文档——《STM32F1开发指南（精英版-库函数版）》，以下为博主摘录要点：
- RTC 模块和时钟配置系统(RCC_BDCR 寄存器)在后备区域 ，系统复位后，会自动禁止访问后备寄存器和 RTC ，所以在要设置时间之前， 先要取消备份区域（BKP）的写保护
- RTC 内核完全独立于 RTC APB1 接口，而软件是通过 APB1 接口访问 RTC 的预分频值、计数器值和闹钟值，因此需要等待时钟同步，寄存器同步标志位（RSF）会硬件置1
- RTC相关寄存器包括：控制寄存器（CRH、CRL）、预分频装载寄存器（PRLH、PRLL）、预分频器余数寄存器（DIVH、DIVL）、计数寄存器（CNTH、CNTL）、闹钟寄存器（ALRH、ALRL）
- STM32备份寄存器，存RTC校验值和一些重要参数，最大字节84，可由VBAT供电
- 计数器时钟频率：RTCCLK频率/(预分频装载寄存器值+1)
2、软硬件设计
由于RTC是STM32芯片自带的时钟资源，所以自主开发的时候只需要在设计时加上晶振电路和纽扣电池即可。编程时在HARDWARE文件夹新建 rtc.c、rtc.h 文件。
3、时钟配置与函数编写
为了使用RTC时钟，需要进行配置和时间获取，基本上按照例程来写就可以了。为避免零散，我将附上完整代码。函数说明如下：
| RTC_Init（void） | 配置时钟 |
| RTC_NVIC_Config（void） | 中断分组 |
| RTC_IRQHandler(void) | 秒中断处理 |
| RTC_Set（u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec） | 设置时间基准 |
| RTC_Alarm_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec) | 闹钟设置 |
| RTC_Get(void) | 获取时钟 |
| RTC_Get_Week(u16 year,u8 month,u8 day) | 星期计算 |
| Is_Leap_Year(u16 year) | 闰年判断 |
事实上，以上函数并不都要，闹钟没有用到的话就不要，秒中断也可以不作处理，看项目需求。
1 #include "sys.h" 2 #include "delay.h" 3 #include "rtc.h" 4 5 _calendar_obj calendar;//时钟结构体 6 7 static void RTC_NVIC_Config(void) 8 { 9 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 10 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = RTC_IRQn; //RTC全局中断 11 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //先占优先级1位,从优先级3位 12 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //先占优先级0位,从优先级4位 13 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能该通道中断 14 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器 15 } 16 17 //实时时钟配置 18 //初始化RTC时钟,同时检测时钟是否工作正常 19 //BKP->DR1用于保存是否第一次配置的设置 20 //返回0:正常 21 //其他:错误代码 22 23 u8 RTC_Init(void) 24 { 25 //检查是不是第一次配置时钟 26 u8 temp=0; 27 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); //使能PWR和BKP外设时钟 28 PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //使能后备寄存器访问 29 if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0x5051) //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 30 { 31 BKP_DeInit(); //复位备份区域 32 RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON); //设置外部低速晶振(LSE),使用外设低速晶振 33 while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) == RESET&&temp<250) //检查指定的RCC标志位设置与否,等待低速晶振就绪 34 { 35 temp++; 36 delay_ms(10); 37 } 38 if(temp>=250)return 1;//初始化时钟失败,晶振有问题 39 RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE); //设置RTC时钟(RTCCLK),选择LSE作为RTC时钟 40 RCC_RTCCLKCmd(ENABLE); //使能RTC时钟 41 RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成 42 RTC_WaitForSynchro(); //等待RTC寄存器同步 43 RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE); //使能RTC秒中断 44 RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成 45 RTC_EnterConfigMode();/// 允许配置 46 RTC_SetPrescaler(32767); //设置RTC预分频的值 47 RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成 48 RTC_Set(2018,4,2,17,37,00); //设置时间 49 RTC_ExitConfigMode(); //退出配置模式 50 BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0X5051); //向指定的后备寄存器中写入用户程序数据 51 } 52 else//系统继续计时 53 { 54 55 RTC_WaitForSynchro(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成 56 RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE); //使能RTC秒中断 57 RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成 58 } 59 RTC_NVIC_Config();//RCT中断分组设置 60 RTC_Get();//更新时间 61 return 0; //ok 62 63 } 64 //RTC时钟中断 65 //每秒触发一次 66 //extern u16 tcnt; 67 void RTC_IRQHandler(void) 68 { 69 // if (RTC_GetITStatus(RTC_IT_SEC) != RESET)//秒钟中断 70 // { 71 // RTC_Get();//更新时间 72 // } 73 // if(RTC_GetITStatus(RTC_IT_ALR)!= RESET)//闹钟中断 74 // { 75 // RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_ALR); //清闹钟中断 76 // RTC_Get(); //更新时间 77 // //printf("Alarm Time:%d-%d-%d %d:%d:%d\n",calendar.w_year,calendar.w_month,calendar.w_date,calendar.hour,calendar.min,calendar.sec);//输出闹铃时间 78 // 79 // } 80 RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_SEC|RTC_IT_OW); //清闹钟中断 81 RTC_WaitForLastTask(); 82 } 83 84 85 //判断是否是闰年函数 86 //月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 87 //闰年 31 29 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 88 //非闰年 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 89 //输入:年份 90 //输出:该年份是不是闰年.1,是.0,不是 91 u8 Is_Leap_Year(u16 year) 92 { 93 if(year%4==0) //必须能被4整除 94 { 95 if(year%100==0) 96 { 97 if(year%400==0)return 1;//如果以00结尾,还要能被400整除 98 else return 0; 99 }else return 1; 100 }else return 0; 101 } 102 103 104 //设置时钟 105 //把输入的时钟转换为秒钟 106 //以1970年1月1日为基准 107 //1970~2099年为合法年份 108 //返回值:0,成功;其他:错误代码. 109 //月份数据表 110 const u8 table_week[12]={0,3,3,6,1,4,6,2,5,0,3,5}; //月修正数据表 111 const u8 mon_table[12]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};//平年的月份日期表 112 113 u8 RTC_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec) 114 { 115 u16 t; 116 u32 seccount=0; 117 if(syear<1970||syear>2099)return 1; 118 for(t=1970;t<syear;t++) //把所有年份的秒钟相加 119 { 120 if(Is_Leap_Year(t))seccount+=31622400;//闰年的秒钟数 121 else seccount+=31536000; //平年的秒钟数 122 } 123 smon-=1; 124 for(t=0;t<smon;t++) //把前面月份的秒钟数相加 125 { 126 seccount+=(u32)mon_table[t]*86400;//月份秒钟数相加 127 if(Is_Leap_Year(syear)&&t==1)seccount+=86400;//闰年2月份增加一天的秒钟数 128 } 129 seccount+=(u32)(sday-1)*86400;//把前面日期的秒钟数相加 130 seccount+=(u32)hour*3600;//小时秒钟数 131 seccount+=(u32)min*60; //分钟秒钟数 132 seccount+=sec;//最后的秒钟加上去 133 134 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); //使能PWR和BKP外设时钟 135 PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //使能RTC和后备寄存器访问 136 RTC_SetCounter(seccount); //设置RTC计数器的值 137 138 RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成 139 return 0; 140 } 141 142 //初始化闹钟 143 //以1970年1月1日为基准 144 //1970~2099年为合法年份 145 //syear,smon,sday,hour,min,sec：闹钟的年月日时分秒 146 //返回值:0,成功;其他:错误代码. 147 u8 RTC_Alarm_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec) 148 { 149 u16 t; 150 u32 seccount=0; 151 if(syear<1970||syear>2099)return 1; 152 for(t=1970;t<syear;t++) //把所有年份的秒钟相加 153 { 154 if(Is_Leap_Year(t))seccount+=31622400;//闰年的秒钟数 155 else seccount+=31536000; //平年的秒钟数 156 } 157 smon-=1; 158 for(t=0;t<smon;t++) //把前面月份的秒钟数相加 159 { 160 seccount+=(u32)mon_table[t]*86400;//月份秒钟数相加 161 if(Is_Leap_Year(syear)&&t==1)seccount+=86400;//闰年2月份增加一天的秒钟数 162 } 163 seccount+=(u32)(sday-1)*86400;//把前面日期的秒钟数相加 164 seccount+=(u32)hour*3600;//小时秒钟数 165 seccount+=(u32)min*60; //分钟秒钟数 166 seccount+=sec;//最后的秒钟加上去 167 //设置时钟 168 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); //使能PWR和BKP外设时钟 169 PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //使能后备寄存器访问 170 //上面三步是必须的! 171 172 RTC_SetAlarm(seccount); 173 174 RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成 175 176 return 0; 177 } 178 179 180 //得到当前的时间 181 //返回值:0,成功;其他:错误代码. 182 u8 RTC_Get(void) 183 { 184 static u16 daycnt=0; 185 u32 timecount=0; 186 u32 temp=0; 187 u16 temp1=0; 188 timecount=RTC_GetCounter(); 189 temp=timecount/86400; //得到天数(秒钟数对应的) 190 if(daycnt!=temp)//超过一天了 191 { 192 daycnt=temp; 193 temp1=1970; //从1970年开始 194 while(temp>=365) 195 { 196 if(Is_Leap_Year(temp1))//是闰年 197 { 198 if(temp>=366)temp-=366;//闰年的秒钟数 199 else {temp1++;break;} 200 } 201 else temp-=365; //平年 202 temp1++; 203 } 204 calendar.w_year=temp1;//得到年份 205 temp1=0; 206 while(temp>=28)//超过了一个月 207 { 208 if(Is_Leap_Year(calendar.w_year)&&temp1==1)//当年是不是闰年/2月份 209 { 210 if(temp>=29)temp-=29;//闰年的秒钟数 211 else break; 212 } 213 else 214 { 215 if(temp>=mon_table[temp1])temp-=mon_table[temp1];//平年 216 else break; 217 } 218 temp1++; 219 } 220 calendar.w_month=temp1+1; //得到月份 221 calendar.w_date=temp+1; //得到日期 222 } 223 temp=timecount%86400; //得到秒钟数 224 calendar.hour=temp/3600; //小时 225 calendar.min=(temp%3600)/60; //分钟 226 calendar.sec=(temp%3600)%60; //秒钟 227 calendar.week=RTC_Get_Week(calendar.w_year,calendar.w_month,calendar.w_date);//获取星期 228 calendar.msec=(32767-RTC_GetDivider())* 1000/32767; 229 return 0; 230 } 231 232 233 //获得现在是星期几 234 //功能描述:输入公历日期得到星期(只允许1901-2099年) 235 //输入参数：公历年月日 236 //返回值：星期号 237 u8 RTC_Get_Week(u16 year,u8 month,u8 day) 238 { 239 u16 temp2; 240 u8 yearH,yearL; 241 242 yearH=year/100; yearL=year%100; 243 // 如果为21世纪,年份数加100 244 if (yearH>19)yearL+=100; 245 // 所过闰年数只算1900年之后的 246 temp2=yearL+yearL/4; 247 temp2=temp2%7; 248 temp2=temp2+day+table_week[month-1]; 249 if (yearL%4==0&&month<3)temp2--; 250 return(temp2%7); 251 }
1 #include "sys.h" 2 3 //时间结构体 4 typedef struct 5 { 6 vu8 hour;//vu8 7 vu8 min; 8 vu8 sec; 9 vu16 msec; 10 11 //公历日月年周 12 vu16 w_year; 13 vu8 w_month; 14 vu8 w_date; 15 vu8 week; 16 }_calendar_obj; 17 18 extern _calendar_obj calendar; //日历结构体 19 extern u8 const mon_table[12]; //月份日期数据表 20 21 u8 RTC_Init(void); //初始化RTC,返回0,失败;1,成功; 22 u8 Is_Leap_Year(u16 year);//平年,闰年判断 23 24 //u8 RTC_Alarm_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec); 25 u8 RTC_Get(void); //更新时间 26 u8 RTC_Get_Week(u16 year,u8 month,u8 day); 27 u8 RTC_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec);//设置时间
4、秒钟计时原理
使用外部32.768KHz的晶振作为时钟的输入频率，设置预分频装载寄存器的值为32767，根据计算公式，刚好可以得到1秒的计数频率。RTC计数器是32位的，理论上可以记录136年左右的时间。（注意不必在秒中断里更新时间）
5、毫秒计时原理
如果要获取到毫秒级的时钟怎么办？在我的项目中就有这样的要求。事实上，获取毫秒时钟也非常简单。
查阅开发指南，RTC预分频器余数寄存器（RTC_DIVH、RTC_DIVL），这两个寄存器的作用就是用来获得比秒钟更为准确的时钟。 该寄存器的值自减的，用于保存还需要多少时钟周期获得一个秒信号。在一次秒钟更新后，由硬件重新装载。这两个寄存器和 RTC 预分频装载寄存器位数是一样的。也就是说，如果预分频装载寄存器的值为32767，那么余数寄存器就会在每一次秒更新时由硬件重新装载为32767，然后向下计数，计数到0表示一秒，也即1000ms。
因此，我们在时钟结构体中添加msec成员
1 //时间结构体 2 typedef struct 3 { 4 vu8 hour;//vu8 5 vu8 min; 6 vu8 sec; 7 vu16 msec; 8 9 //公历日月年周 10 vu16 w_year; 11 vu8 w_month; 12 vu8 w_date; 13 vu8 week; 14 }_calendar_obj;
获取毫秒时间
1 calendar.msec=(32767-RTC_GetDivider())*1000/32767;
6、修改时间
如果RTC时钟在使用的过程中不准了（我遇到的情况大概是掉电跑了2个月，重新测试的时候差了2分钟左右），可以重新校准时钟。我们在备份区域 BKP_DR1 中写入 0X5051 ，下次开机（或复位）的时候，先读取 BKP_DR1 的值，然后判断是否是 0X5051来决定是不是要配置。 如果要修改时间，请将0x5051改为其它数据，修改RTC_Set函数实参，再重新烧写一下程序即可。
if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0x5051) { ... RTC_EnterConfigMode();/// 允许配置 RTC_SetPrescaler(32767); //设置RTC预分频的值 RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成 RTC_Set(2018,4,2,17,37,00); //设置时间 RTC_ExitConfigMode(); //退出配置模式 BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0X5051); //向指定的后备寄存器中写入用户程序数据 }
