RTC实时时钟原理+BKP

一.RTC实时时钟原理+BKP

• 探索者STM32F4开发板

   《STM32F4开发指南-库函数版本》-第20章  RTC实时时钟实验

• STM32F4xx官方资料：
  《STM32F4中文参考手册 》-第23章 实时时钟(RTC)

二.RTC实时时钟特征与原理

• RTC (Real Time Clock)：实时时钟
• RTC是个独立的BCD定时器/计数器。RTC 提供一个日历时钟，两个可编程闹钟中断，以及一个具有中断功能的周期性可编程唤醒标志。RTC还包含用于管理低功耗模式的自动唤醒单元。
• 两个32位寄存器包含二进码十进制格式(BCD)的秒，分钟，小时（12或24小时制），星期几，日期，月份和年份。此外，还可以提供二进制的亚秒值。
• 系统可以自动将月份的天数补偿为28，29（闰年），30,31天。并且还可以进行夏令时补偿。
• 其他32位寄存器还包含可编程的闹钟亚秒，秒，分钟，小时，星期几和日期。
• 此外，还可以使用数字校准功能对晶振精度的偏差进行补偿。
• 上电复位后，所有的RTC寄存器都会受到保护，以防止可能的非正常写访问。
• RTC模块和时钟配置是在后备区域，即在系统复位或者待机模式唤醒后RTC的设置和时间维持不变，只要后备区域供电正常，RTC将一直工作下去。但是在系统复位之后会自动禁止访问后备区域和RTC，以防止意外操作，所以在设置时间之前，要先取消后备区域写保护。

1.RTC特征

2.RTC工作原理框图

三.RTC原理

1.RTC时钟源

2.RTC BKP备份寄存器

提醒：一共有20个32位备份寄存器。常用来保存一些系统配置信息和相关标志位。

四.RTC常用寄存器

1.RTC相关常用寄存器

1. RTC时间寄存器(RTC_TR)
2. RTC日期寄存器(RTC_DR)
3. RTC亚秒寄存器（RTC_SSR)
4. RTC控制寄存器(RTC_CR)
5. RTC初始化和状态寄存器(RTC_ISR)
6. RTC预分频寄存器(RTC_PRER)
7. RTC唤醒定时器寄存器(RTC_WUTR)
8. RTC闹钟A寄存器（RTC_ALRMAR)
9. RTC闹钟A亚秒寄存器（RTC_ALRMASSR)
10. RTC闹钟B寄存器（ RTC_ALRMBR)
11. RTC闹钟B亚秒寄存器（RTC_ALRMBSSR)
12. RTC写保护寄存器（RTC_WPR)
13. RTC备份寄存器（RTC_BKPxR)
14. RTC时间戳时间寄存器(RTC_TSTR)
15. RTC时间戳日期寄存器(RTC_TSDR)
16. RTC时间戳亚秒寄存器(RTC_TSSSR)

2.RTC预分频寄存器(RTC_PRER)

3.RTC时间寄存器(RTC_TR)

4.RTC日期寄存器(RTC_DR)

5.RTC亚秒寄存器（RTC_SSR)

6.RTC控制寄存器(RTC_CR)

每个位的含义，看中文参考手册CR寄存器描述

7.RTC初始化和状态寄存器(RTC_ISR)

每个位的含义，看中文参考手册CR寄存器描述

8.RTC唤醒定时器寄存器(RTC_WUTR)

9.RTC闹钟A/B寄存器（RTC_ALRMAR/ RTC_ALRMBR)

闹钟A和B描述一致

10.RTC闹钟A/B亚秒寄存器（RTC_ALRMASSR/ RTC_ALRMBSSR)

闹钟A和B描述一致

11.RTC写保护寄存器（RTC_WPR)

五.RTC相关库函数

库函数所在文件： stm32f4xx_rtc.c / stm32f4xx_rtc.h

1.相关常用库函数

ErrorStatus RTC_Init(RTC_InitTypeDef* RTC_InitStruct);
ErrorStatus RTC_EnterInitMode(void);
void RTC_ExitInitMode(void);
ErrorStatus RTC_SetTime(uint32_t RTC_Format, RTC_TimeTypeDef* RTC_TimeStruct);
void RTC_GetTime(uint32_t RTC_Format, RTC_TimeTypeDef* RTC_TimeStruct);
uint32_t RTC_GetSubSecond(void);
ErrorStatus RTC_SetDate(uint32_t RTC_Format, RTC_DateTypeDef* RTC_DateStruct);
void RTC_GetDate(uint32_t RTC_Format, RTC_DateTypeDef* RTC_DateStruct);
void RTC_SetAlarm();
void RTC_GetAlarm();
ErrorStatus RTC_AlarmCmd(uint32_t RTC_Alarm, FunctionalState NewState);
void RTC_AlarmSubSecondConfig(uint32_t RTC_Alarm, uint32_t RTC_AlarmSubSecondValue, uint32_t RTC_AlarmSubSecondMask);
uint32_t RTC_GetAlarmSubSecond(uint32_t RTC_Alarm);

2.RTC时钟源和时钟操作函数

 void RCC_RTCCLKConfig(uint32_t  CLKSource)；//时钟源选择
 void RCC_RTCCLKCmd(FunctionalState NewState)//时钟使能

3.RTC初始化函数

ErrorStatus RTC_Init(RTC_InitTypeDef* RTC_InitStruct);
typedef struct
{ uint32_t RTC_HourFormat;   //小时格式：24/12
  uint32_t RTC_AsynchPrediv;  //异步分频 系数
  uint32_t RTC_SynchPrediv; //同步分频系数
}RTC_InitTypeDe
ErrorStatus RTC_Init(RTC_InitTypeDef* RTC_InitStruct);
typedef struct
{ uint32_t RTC_HourFormat;   //小时格式：24/12
  uint32_t RTC_AsynchPrediv;  //异步分频 系数
  uint32_t RTC_SynchPrediv; //同步分频系数
}RTC_InitTypeDe

4.RTC日历配置相关函数

 ErrorStatus RTC_SetTime(uint32_t RTC_Format, RTC_TimeTypeDef* RTC_TimeStruct);
 void RTC_GetTime(uint32_t RTC_Format, RTC_TimeTypeDef* RTC_TimeStruct);
 ErrorStatus RTC_SetDate(uint32_t RTC_Format, RTC_DateTypeDef* RTC_DateStruct);
 void RTC_GetDate(uint32_t RTC_Format, RTC_DateTypeDef* RTC_DateStruct);
 uint32_t RTC_GetSubSecond(void);

5.RTC闹钟相关函数

ErrorStatus RTC_AlarmCmd(uint32_t RTC_Alarm, FunctionalState NewState)
void RTC_SetAlarm(uint32_t RTC_Format, uint32_t RTC_Alarm,   
                                                          RTC_AlarmTypeDef* RTC_AlarmStruct);
void RTC_GetAlarm(uint32_t RTC_Format, uint32_t RTC_Alarm, 
                                                         RTC_AlarmTypeDef* RTC_AlarmStruct);
void RTC_AlarmSubSecondConfig(uint32_t RTC_Alarm, uint32_t RTC_AlarmSubSecondValue, 
                                                               uint32_t RTC_AlarmSubSecondMask) 
uint32_t RTC_GetAlarmSubSecond(uint32_t RTC_Alarm);

6.RTC周期唤醒相关函数

void RTC_WakeUpClockConfig(uint32_t RTC_WakeUpClock);
void RTC_SetWakeUpCounter(uint32_t RTC_WakeUpCounter);
uint32_t RTC_GetWakeUpCounter(void);
RTC_WakeUpCmd(DISABLE);//关闭WAKE UP

7.RTC 中断配置以及状态相关函数

void RTC_ITConfig(uint32_t RTC_IT, FunctionalState NewState);
FlagStatus RTC_GetFlagStatus(uint32_t RTC_FLAG);
void RTC_ClearFlag(uint32_t RTC_FLAG);
ITStatus RTC_GetITStatus(uint32_t RTC_IT);
void RTC_ClearITPendingBit(uint32_t RTC_IT);

8.RTC相关约束函数

 void RTC_WriteProtectionCmd(FunctionalState NewState);//取消写保护
 ErrorStatus RTC_EnterInitMode(void);//进入配置模式，RTC_ISR_INITF位设置为1
 void RTC_ExitInitMode(void)//退出初始化模式。

9.其他相关函数

uint32_t RTC_ReadBackupRegister(uint32_t RTC_BKP_DR)；
void RTC_WriteBackupRegister(uint32_t RTC_BKP_DR, uint32_t Data)
void RTC_ITConfig(uint32_t RTC_IT, FunctionalState NewState)；

六.配置一般步骤

1.RTC日历

1. 使能PWR时钟：RCC_APB1PeriphClockCmd();
2. 使能后备寄存器访问: PWR_BackupAccessCmd();
3. 配置RTC时钟源，使能RTC时钟：

​ RCC_RTCCLKConfig();
​ RCC_RTCCLKCmd();
​ 如果使用LSE，要打开LSE：RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);

1. 初始化RTC(同步/异步分频系数和时钟格式)：RTC_Init ();
2. 设置时间：RTC_SetTime ();
3. 设置日期：RTC_SetDate()；

2.RTC闹钟

1. RTC已经初始化好相关参数。
2. 关闭闹钟：RTC_AlarmCmd(RTC_Alarm_A,DISABLE);
3. 配置闹钟参数：RTC_SetAlarm();
4. 开启闹钟：RTC_AlarmCmd(RTC_Alarm_A,EABLE);

5. 开启配置闹钟中断：

    RTC_ITConfig();
    EXTI_Init();
    NVIC_Init();

6. 编写中断服务函数：RTC_Alarm_IRQHandler();

3.RTC周期性自动唤醒

1. RTC已经初始化好相关参数。
2. 关闭WakeUp：RTC_WakeUpCmd(DISABLE);
3. 配置WakeUp时钟分频系数/来源： RTC_WakeUpClockConfig();

4. 设置WakeUp自动装载寄存器：

       RTC_SetWakeUpCounter();

5. 使能WakeUp ： RTC_WakeUpCmd( ENABLE);

6. 开启配置闹钟中断：

       RTC_ITConfig();
       EXTI_Init();
       NVIC_Init();

7. 编写中断服务函数： RTC_WKUP_IRQHandler();