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 |
| 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。
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "rtc.h" _calendar_obj calendar;//时钟结构体 static void RTC_NVIC_Config(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = RTC_IRQn; //RTC全局中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = ; //先占优先级1位,从优先级3位
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = ; //先占优先级0位,从优先级4位
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能该通道中断
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器
} //实时时钟配置
//初始化RTC时钟,同时检测时钟是否工作正常
//BKP->DR1用于保存是否第一次配置的设置
//返回0:正常
//其他:错误代码 u8 RTC_Init(void)
{
//检查是不是第一次配置时钟
u8 temp=;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); //使能PWR和BKP外设时钟
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //使能后备寄存器访问
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
{
BKP_DeInit(); //复位备份区域
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON); //设置外部低速晶振(LSE),使用外设低速晶振
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) == RESET&&temp<) //检查指定的RCC标志位设置与否,等待低速晶振就绪
{
temp++;
delay_ms();
}
if(temp>=)return ;//初始化时钟失败,晶振有问题
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE); //设置RTC时钟(RTCCLK),选择LSE作为RTC时钟
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE); //使能RTC时钟
RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成
RTC_WaitForSynchro(); //等待RTC寄存器同步
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_EnterConfigMode();/// 允许配置
RTC_SetPrescaler(); //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(,,,,,); //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
}
else//系统继续计时
{ 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();//RCT中断分组设置
RTC_Get();//更新时间
return ; //ok }
//RTC时钟中断
//每秒触发一次
//extern u16 tcnt;
void RTC_IRQHandler(void)
{
// if (RTC_GetITStatus(RTC_IT_SEC) != RESET)//秒钟中断
// {
// RTC_Get();//更新时间
// }
// if(RTC_GetITStatus(RTC_IT_ALR)!= RESET)//闹钟中断
// {
// RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_ALR); //清闹钟中断
// RTC_Get(); //更新时间
// //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
//
// }
RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_SEC|RTC_IT_OW); //清闹钟中断
RTC_WaitForLastTask();
} //判断是否是闰年函数
//月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
//闰年 31 29 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31
//非闰年 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31
//输入:年份
//输出:该年份是不是闰年.1,是.0,不是
u8 Is_Leap_Year(u16 year)
{
if(year%==) //必须能被4整除
{
if(year%==)
{
if(year%==)return ;//如果以00结尾,还要能被400整除
else return ;
}else return ;
}else return ;
} //设置时钟
//把输入的时钟转换为秒钟
//以1970年1月1日为基准
//1970~2099年为合法年份
//返回值:0,成功;其他:错误代码.
//月份数据表
const u8 table_week[]={,,,,,,,,,,,}; //月修正数据表
const u8 mon_table[]={,,,,,,,,,,,};//平年的月份日期表 u8 RTC_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec)
{
u16 t;
u32 seccount=;
if(syear<||syear>)return ;
for(t=;t<syear;t++) //把所有年份的秒钟相加
{
if(Is_Leap_Year(t))seccount+=;//闰年的秒钟数
else seccount+=; //平年的秒钟数
}
smon-=;
for(t=;t<smon;t++) //把前面月份的秒钟数相加
{
seccount+=(u32)mon_table[t]*;//月份秒钟数相加
if(Is_Leap_Year(syear)&&t==)seccount+=;//闰年2月份增加一天的秒钟数
}
seccount+=(u32)(sday-)*;//把前面日期的秒钟数相加
seccount+=(u32)hour*;//小时秒钟数
seccount+=(u32)min*; //分钟秒钟数
seccount+=sec;//最后的秒钟加上去 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); //使能PWR和BKP外设时钟
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //使能RTC和后备寄存器访问
RTC_SetCounter(seccount); //设置RTC计数器的值 RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成
return ;
} //初始化闹钟
//以1970年1月1日为基准
//1970~2099年为合法年份
//syear,smon,sday,hour,min,sec：闹钟的年月日时分秒
//返回值:0,成功;其他:错误代码.
u8 RTC_Alarm_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec)
{
u16 t;
u32 seccount=;
if(syear<||syear>)return ;
for(t=;t<syear;t++) //把所有年份的秒钟相加
{
if(Is_Leap_Year(t))seccount+=;//闰年的秒钟数
else seccount+=; //平年的秒钟数
}
smon-=;
for(t=;t<smon;t++) //把前面月份的秒钟数相加
{
seccount+=(u32)mon_table[t]*;//月份秒钟数相加
if(Is_Leap_Year(syear)&&t==)seccount+=;//闰年2月份增加一天的秒钟数
}
seccount+=(u32)(sday-)*;//把前面日期的秒钟数相加
seccount+=(u32)hour*;//小时秒钟数
seccount+=(u32)min*; //分钟秒钟数
seccount+=sec;//最后的秒钟加上去
//设置时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); //使能PWR和BKP外设时钟
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //使能后备寄存器访问
//上面三步是必须的! RTC_SetAlarm(seccount); RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成 return ;
} //得到当前的时间
//返回值:0,成功;其他:错误代码.
u8 RTC_Get(void)
{
static u16 daycnt=;
u32 timecount=;
u32 temp=;
u16 temp1=;
timecount=RTC_GetCounter();
temp=timecount/; //得到天数(秒钟数对应的)
if(daycnt!=temp)//超过一天了
{
daycnt=temp;
temp1=; //从1970年开始
while(temp>=)
{
if(Is_Leap_Year(temp1))//是闰年
{
if(temp>=)temp-=;//闰年的秒钟数
else {temp1++;break;}
}
else temp-=; //平年
temp1++;
}
calendar.w_year=temp1;//得到年份
temp1=;
while(temp>=)//超过了一个月
{
if(Is_Leap_Year(calendar.w_year)&&temp1==)//当年是不是闰年/2月份
{
if(temp>=)temp-=;//闰年的秒钟数
else break;
}
else
{
if(temp>=mon_table[temp1])temp-=mon_table[temp1];//平年
else break;
}
temp1++;
}
calendar.w_month=temp1+; //得到月份
calendar.w_date=temp+; //得到日期
}
temp=timecount%; //得到秒钟数
calendar.hour=temp/; //小时
calendar.min=(temp%)/; //分钟
calendar.sec=(temp%)%; //秒钟
calendar.week=RTC_Get_Week(calendar.w_year,calendar.w_month,calendar.w_date);//获取星期
calendar.msec=(-RTC_GetDivider())* /;
return ;
} //获得现在是星期几
//功能描述:输入公历日期得到星期(只允许1901-2099年)
//输入参数：公历年月日
//返回值：星期号
u8 RTC_Get_Week(u16 year,u8 month,u8 day)
{
u16 temp2;
u8 yearH,yearL; yearH=year/; yearL=year%;
// 如果为21世纪,年份数加100
if (yearH>)yearL+=;
// 所过闰年数只算1900年之后的
temp2=yearL+yearL/;
temp2=temp2%;
temp2=temp2+day+table_week[month-];
if (yearL%==&&month<)temp2--;
return(temp2%);
}
rtc.c
#include "sys.h" //时间结构体
typedef struct
{
vu8 hour;//vu8
vu8 min;
vu8 sec;
vu16 msec; //公历日月年周
vu16 w_year;
vu8 w_month;
vu8 w_date;
vu8 week;
}_calendar_obj; extern _calendar_obj calendar; //日历结构体
extern u8 const mon_table[]; //月份日期数据表 u8 RTC_Init(void); //初始化RTC,返回0,失败;1,成功;
u8 Is_Leap_Year(u16 year);//平年,闰年判断 //u8 RTC_Alarm_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec);
u8 RTC_Get(void); //更新时间
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);//设置时间
rtc.h
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。时间基准设置为1970年1月1日0时0分0秒，后续的时间都以这个为基准进行计算。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
//时间结构体
typedef struct
{
vu8 hour;//vu8
vu8 min;
vu8 sec;
vu16 msec; //公历日月年周
vu16 w_year;
vu8 w_month;
vu8 w_date;
vu8 week;
}_calendar_obj;
获取毫秒时间
calendar.msec=(-RTC_GetDivider())*/;
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(); //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(,,,,,); //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
}