记录一下，方便以后翻阅~
主要内容
1） RTC特征与原理；
2） BKP备份寄存器特征与原理；
3） RTC常用寄存器+库函数介绍；
4） 相关实验代码解读。
实验内容：
因为没有买LCD屏，所以计划通过串口实时更新时间。系统运行后，串口调试助手实时显示当前时间，可通过USMART工具，修改当前时间和闹钟时间，闹钟触发后，蜂鸣器会叫1s时长。板子正常运行时，LED0和LED1交替闪烁。
官方资料：《STM32中文参考手册V10》第16章——实时时钟(RTC)和第5章——备份寄存器
1. RTC实时时钟特征与原理
1.1 RTC (Real Time Clock)称实时时钟。RTC是独立的定时器，RTC模块拥有一个连续计数的计数器，在相应的软件配置下，可以提供时钟日历的功能，修改计数器的值可以重新设置当前时间和日期；
1.2 RTC模块和时钟配置系统(RCC_BDCR寄存器)是在后备区域，即在系统复位或从待机模式唤醒后RTC的设置和时间维持不变。但是在系统复位后，会自动禁止访问后备寄存器和RTC，以防止对后备区域(BKP)的意外写操作。所以在要设置时间之前， 先要取消备份区域（BKP）写保护；
1.3 RTC特征如下图所示：
1.4 RTC工作原理框图
1.4.1 RTC预分频器，RTCCLK除以RTC_PRL的重装载值后，值为分频后的TR_CLK的值，一般情况下TR_CLK设1Hz；
1.4.2 RTC预分频器，RTC_DIV装载从RTC_PRL的重装载值，每个RTCCLK周期值减1，至0后会溢出；
1.4.3 待机时维持供电，RTC_CNT，每个TR_CLK周期加1，直至溢出，触发溢出中断；当RTC_ALR所设值等于RTC_CNT实时值时，触发闹钟中断；每个TR_CLK周期产生一次中断。
由原理框图可知RTC的组成：
APB1接口：用来和APB1总线相连。通过APB1接口可以访问RTC的相关寄存器（预分频值，计数器值，闹钟值）。
RTC核心：由一组可编程计数器组成，分两个主要模块：
1）第一个是RTC预分频模块，它可以编程产生最长1秒的RTC时间基TR_CLK。如果设置了秒中断允许位，可以产生秒中断；
2）第二个是32位的可编程计数器，可被初始化为当前时间。系统时间按TR_CLK周期累加并与存储在RTC_ALR寄存器中的可编程时间相比，当匹配时候如果设置了闹钟中断允许位，可以产生闹钟中断。
备注：RTC内核完全独立于APB1接口，软件通过APB1接口对RTC相关寄存器访问。但是相关寄存器只在RTC APB1时钟进行重新同步的RTC时钟的上升沿被更新。所以软件必须先等待寄存器同步标志位（RTC_CRL的RSF位）被硬件置1才读。
1.5 RTC时钟源（有三个时钟源可选，一般采用外部时钟）
2. BKP备份寄存器
2.1 备份寄存器是42个16位的寄存器，可用来存储84个字节数据；
2.2 它们处在备份区域，当VDD电源切断，仍然由VBAT（板子上的纽扣电池）维持供电；
2.3 当系统在待机模式下被唤醒，或者系统复位或者电源复位，它们也不会复位；
2.4 执行以下操作将使能对后备寄存器和RTC访问：
2.4.1 置寄存器RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN位，使能电源和后备时钟；
2.4.2 设置寄存器PWR_CR的DBP位，使能对RTC和后备寄存器的访问。
2.5 BKP备份寄存器常用来保存一些系统配置信息和相关标志位。
3. RTC常用寄存器
3.1 RTC控制寄存器 (RTC_CRH（高位）， RTC_CRL（低位）)；
3.1.1 修改CRH/CRL寄存器，必须先判断RSF位，确定已经同步；
3.1.2 修改CNT,ALR,PRL的时候，必须先配置CNF位进入配置模式，修改完之后，设置CNF位为0退出配置模式；
3.1.3 同时在对RTC相关寄存器写操作之前，必须判断上一次写操作已经结束，也就是判断RTOFF位是否置位。
3.2 RTC预分频装载寄存器 (RTC_PRLH， RTC_PRLL)；
3.3 RTC预分频余数寄存器 (RTC_DIVH， RTC_DIVL)；
3.4 RTC计数器寄存器 (RTC_CNTH， RTC_CNTL)；
3.5 RTC闹钟寄存器 (RTC_ALRH， RTC_ALRL)；
3.6 配置RTC寄存器
3.7 读RTC寄存器
4. RTC常用库函数
4.1 STM32提供的官方库函数文件名为：
stm32f10x_rtc.c 和stm32f10x_rtc.h;
4.2 具体库函数为：
void RTC_ITConfig(uint16_t RTC_IT, FunctionalStateNewState);void RTC_EnterConfigMode(void);void RTC_ExitConfigMode(void);uint32_t RTC_GetCounter(void);void RTC_SetCounter(uint32_t CounterValue);void RTC_SetPrescaler(uint32_t PrescalerValue);void RTC_SetAlarm(uint32_t AlarmValue);uint32_t RTC_GetDivider(void);void RTC_WaitForLastTask(void);void RTC_WaitForSynchro(void);FlagStatus RTC_GetFlagStatus(uint16_t RTC_FLAG);void RTC_ClearFlag(uint16_t RTC_FLAG);ITStatus RTC_GetITStatus(uint16_t RTC_IT);void RTC_ClearITPendingBit(uint16_t RTC_IT);
4.3 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
4.4 RTC配置函数（预分频，计数值）：
void RTC_SetPrescaler(uint32_t PrescalerValue); //预分频配置：PRLH/PRLLvoid RTC_SetCounter(uint32_t CounterValue);//设置计数器值：CNTH/CNTLvoid RTC_SetAlarm(uint32_t AlarmValue);//闹钟设置：ALRH/ALRL
4.5 RTC中断设置函数：
void RTC_ITConfig(uint16_t RTC_IT, FunctionalState NewState); //CRH
4.6 RTC允许配置和退出配置函数：
void RTC_EnterConfigMode(void); //允许RTC配置 : CRL位 CNFvoid RTC_ExitConfigMode(void);//退出配置模式 : CRL位 CNF
4.7 同步函数：
void RTC_WaitForLastTask(void); //等待上次操作完成：CRL位RTOFFvoid RTC_WaitForSynchro(void); //等待时钟同步：CRL位RSF
4.8 相关状态位获取清除函数：
FlagStatus RTC_GetFlagStatus(uint16_t RTC_FLAG);void RTC_ClearFlag(uint16_t RTC_FLAG);ITStatus RTC_GetITStatus(uint16_t RTC_IT);void RTC_ClearITPendingBit(uint16_t RTC_IT);
1.9 其他相关函数（BKP等）
PWR_BackupAccessCmd(); //BKP后备区域访问使能RCC_APB1PeriphClockCmd(); //使能PWR和BKP时钟 RCC_LSEConfig(); //开启LSE，RTC选择LSE作为时钟源 PWR_BackupAccessCmd(); //BKP后备区域访问使能 uint16_t BKP_ReadBackupRegister(uint16_t BKP_DR); //读BKP寄存器void BKP_WriteBackupRegister(uint16_t BKP_DR, uint16_t Data); //写BKP
5. RTC一般配置步骤
5.1 使能PWR和BKP时钟：
RCC_APB1PeriphClockCmd();
5.2 使能后备寄存器访问：
PWR_BackupAccessCmd();
5.3
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)；
5.4 设置RTC预分频系数：
RTC_SetPrescaler();
5.5 设置时间：
RTC_SetCounter();
5.6 开启相关中断（如果需要）：
RTC_ITConfig();
5.7 编写中断服务函数：
RTC_IRQHandler();
5.8 部分操作要等待写操作完成和同步。
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
6. 相关实验代码
6.1 rtc.h头文件代码
#ifndef __RTC_H#define __RTC_H#include "stm32f10x.h"//定义一个时间结构体//typedef struct {vu8 hour;//时vu8 min;//分vu8 sec;//秒vu16 w_year; //年vu8 w_month; //月vu8 w_date; //日vu8 week; //周 }_calendar_obj;extern _calendar_obj calendar;//日历结构体，已在rtc.c中申明了//extern u8 const mon_table[12];//月份日期数据表，常数void Disp_Time(u8 x,u8 y,u8 size); //在制定位置开始显示时间void Disp_Week(u8 x,u8 y,u8 size,u8 lang); //在指定位置显示星期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，返回1是，0不是u8 RTC_Alarm_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec); //闹钟设定u8 RTC_Get(void); //获取时间 u8 RTC_Get_Week(u16 year,u8 month,u8 day); //获取日期，返回0成功，其他失败u8 RTC_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec); //设置时间 #endif
6.2 rtc.c文件代码
#include "beep.h"#include "rtc.h" #include "sys.h"#include "delay.h"#include "usart.h"//时钟结构体//_calendar_obj calendar; 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 = 0; //先占优先级1位,从优先级3位NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //抢占优先级0位,从优先级4位NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能该通道中断NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); }//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=0;//*****第一步*****////电源控制PWR，当主电源VDD掉电后，通过VBAT脚为实时时钟(RTC)和备份寄存器(BKP)提供电源////使能PWR和BKP外设时钟// RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); //*****第二步*****// //使能后备寄存器访问，位带操作，实际对电源控制寄存器PWR_CR的第八位DBP写1，允许写入RTC和BKP// PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //读取BKP_DR1寄存器0~15位的值，判断是否与0x5050一致//if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0x5050) {//如果不一致，说明第一次配置，则进行如下操作// 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////备份域控制寄存器RCC_BDCR，位1，LSERDY为0时未就绪，为1时就绪//while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) == RESET&&temp<250){temp++;delay_ms(10);}if(temp>=250)return 1; //初始化时钟失败,晶振有问题，结束u8 RTC_Init(void)函数// //若temp＜250，则继续// //*****第三步*****// 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// //*****配置RTC寄存器开始*****// //*****第六步*****////RTC控制寄存器低位(RTC_CRL)，位5，RTOFF为0时仍在写操作，为1时写操作完成，该函数循环执行，直到RTOFF为1// RTC_WaitForLastTask(); //RTC控制寄存器低位(RTC_CRL)，位3，RSF为0时寄存器未同步，为1时寄存器同步，该函数循环执行，直到 RSF 为1////因为修改CRH/CRL寄存器，必须先判断RSF位，确定已经同步// RTC_WaitForSynchro(); RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC | RTC_IT_ALR, ENABLE);//对控制寄存器高位(RTC_CRH)操作，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// //*****第四步和第五步*****////RTC控制寄存器低位(RTC_CRL)，位4，CNF置1，进入配置模式//RTC_EnterConfigMode();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(,1,14,17,42,55); //设置时间，纯c语言代码// //RTC控制寄存器低位(RTC_CRL)，位4，CNF置0，退出配置模式//RTC_ExitConfigMode(); //写入BKP_DR1寄存器0~15位的值//BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0X5050);//向指定的后备寄存器中写入用户程序数据//}else //如果，不是第一次配置，系统继续计时//{RTC_WaitForSynchro(); //等待寄存器同步// RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC | RTC_IT_ALR, ENABLE); 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 0; //ok//} //*****第七步，编写中断服务函数*****////秒中断发生，更新时间，闹钟中断发生，更新时间并向串口发送时间//void RTC_IRQHandler(void){if(RTC_GetITStatus(RTC_IT_ALR)!= RESET) //判断闹钟中断是否发生//{//RTC控制寄存器低位(RTC_CRL)，位1，ALRF置0，清闹钟中断// RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_ALR); RTC_Get(); //更新时间// printf("闹钟时间:%d-%d-%d %d:%d:%d\n",calendar.w_year,calendar.w_month,calendar.w_date,calendar.hour,calendar.min,calendar.sec);BEEP=1;delay_ms(1000);BEEP=0;} if (RTC_GetITStatus(RTC_IT_SEC) != RESET) //判断秒钟中断是否发生//{RTC_Get(); printf("闹钟时间:%d-%d-%d %d:%d:%d\n",calendar.w_year,calendar.w_month,calendar.w_date,calendar.hour,calendar.min,calendar.sec); } RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_SEC|RTC_IT_OW); //清闹钟中断和溢出标志//RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对RTC寄存器的写操作完成// }//判断是否是闰年函数，能被4整除，但不能被100整除的年是闰年，能被400整除的年是闰年////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/平年 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%4==0)//判断是否能被4整除，能则继续；不能则不是闰年，且返回0//{if(year%100==0) //判断是否能被100整除,能则继续；不能则是闰年，且返回1// {if(year%400==0)return 1; //判断是否能被400整除，能则是闰年，且返回1；不能则不是闰年，且返回0// else return 0; }else return 1; }else return 0; } //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////并将值传至RTC计数器寄存器高位(RTC_CNTH)和RTC计数器寄存器低位(RTC_CNTL)中// //返回值:0,成功;其他:错误代码// //平年的月份日期表，闰年的话，就把28改29//const u8 mon_table[12]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};u8 RTC_Set(u16 syear,u8 smon,u8 sday,u8 hour,u8 min,u8 sec){u16 t;u32 seccount=0;if(syear<1970||syear>2099)return 1;//如果年份不在1970~2099年之内，则报错，函数停止//for(t=1970;t<syear;t++) //把所有年份的秒钟相加//{if(Is_Leap_Year(t))seccount+=31622400; //闰年的秒钟数//else seccount+=31536000;//平年的秒钟数，少一天//}smon-=1;for(t=0;t<smon;t++) //把前面月份的秒钟数相加//{seccount+=(u32)mon_table[t]*86400;//月份秒钟数相加//if(Is_Leap_Year(syear)&&t==1)seccount+=86400; //闰年2月份增加一天的秒钟数 // }seccount+=(u32)(sday-1)*86400;//把前面日期的秒钟数相加// seccount+=(u32)hour*3600;//小时秒钟数//seccount+=(u32)min*60; //分钟秒钟数//seccount+=sec;//最后的秒钟加上去////以上，已经把某年某月某日某时某分某秒的时间，用秒计数起来//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BKP访问//RTC_SetCounter(seccount); //设置RTC计数器的值//RTC_WaitForLastTask(); return 0;}//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：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=0;if(syear<1970||syear>2099)return 1; for(t=1970;t<syear;t++) //把所有年份的秒钟相加//{if(Is_Leap_Year(t))seccount+=31622400; //闰年的秒钟数//else seccount+=31536000; //平年的秒钟数//}smon-=1;for(t=0;t<smon;t++) //把前面月份的秒钟数相加//{seccount+=(u32)mon_table[t]*86400; //月份秒钟数相加//if(Is_Leap_Year(syear)&&t==1)seccount+=86400; //闰年2月份增加一天的秒钟数// }seccount+=(u32)(sday-1)*86400; //把前面日期的秒钟数相加//seccount+=(u32)hour*3600; //小时秒钟数//seccount+=(u32)min*60; //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RTC和BKP访问// RTC_SetAlarm(seccount); //设置RTC闹钟寄存器值//RTC_WaitForLastTask(); return 0;}//得到当前的时间，将秒转换成年月日时分秒////返回值:0,成功;其他:错误代码.//u8 RTC_Get(void){static u16 daycnt=0;u32 timecount=0; u32 temp=0;u16 temp1=0; timecount=RTC_GetCounter(); //获取16位RTC计数器寄存器高位RTC_CNTH和低位RTC_CNTL的值，返回32位数据//temp=timecount/86400; //得到天数//if(daycnt!=temp)//超过一天了{daycnt=temp;temp1=1970; //从1970年开始//while(temp>=365) //当temp≥365天时//{if(Is_Leap_Year(temp1))//闰年判断，闰年366天，平年365天//{if(temp>=366)temp-=366; //闰年，temp减366天//else break; //当年是闰年，且是365天时，跳出循环//}else temp-=365; //平年，temp减365天// temp1++; //平年，temp1加1年//} calendar.w_year=temp1; //得到年份temp1//temp1=0; //temp1至0，开始计算月份//while(temp>=28)//当28≤temp＜365天时//{//temp1从0至11分别对应1月到12月//if(Is_Leap_Year(calendar.w_year)&&temp1==1) //当是闰年，且为2月份时，执行下面语句//{if(temp>=29)temp-=29;else break; }else //平年，执行else//{if(temp>=mon_table[temp1])temp-=mon_table[temp1];else break;}temp1++; }calendar.w_month=temp1+1; //得到月份//calendar.w_date=temp+1;//得到日期// }temp=timecount%86400; //得到秒钟数//calendar.hour=temp/3600;//小时//calendar.min=(temp%3600)/60;//分钟// calendar.sec=(temp%3600)%60;//秒钟//calendar.week=RTC_Get_Week(calendar.w_year,calendar.w_month,calendar.w_date); //获取星期// return 0;} //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 const table_week[12]={0,3,3,6,1,4,6,2,5,0,3,5}; //月修正数据表?//u8 RTC_Get_Week(u16 year,u8 month,u8 day){u16 temp2;u8 yearH,yearL;yearH=year/100; yearL=year%100; //如果为21世纪,年份数加100// if (yearH>19)yearL+=100;//所过闰年数只算1900年之后的// temp2=yearL+yearL/4;temp2=temp2%7; temp2=temp2+day+table_week[month-1];if (yearL%4==0&&month<3)temp2--;return(temp2%7);}
6.3 main.c文件代码
#include "led.h"#include "beep.h"#include "rtc.h" #include "delay.h"#include "sys.h"#include "usart.h" #include "usmart.h" //主函数//int main(void){u8 t=0; delay_init(); //延时函数初始化// NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级//uart_init(115200); //串口初始化为115200//LED_Init();//LED端口初始化//BEEP_Init();BEEP=1;delay_ms(1000);BEEP=0;LED0=0; //LED0亮//usmart_dev.init(SystemCoreClock/1000000);//初始化USMART// RTC_Init();//RTC初始化// while(1){if(t!=calendar.sec){t=calendar.sec; //如果calendar.sec不更新，则t不更新//LED0=!LED0; //每次calendar.sec更新，LED0和LED1交替闪烁//LED1=!LED1;} delay_ms(10);} }
最后调试效果如下图所示
9. 旧知识点
1）复习如何新建工程模板，可参考STM32学习心得二：新建工程模板；
2）复习基于库函数的初始化函数的一般格式，可参考STM32学习心得三：GPIO实验-基于库函数；
3）复习寄存器地址，可参考STM32学习心得四：GPIO实验-基于寄存器；
4）复习位操作，可参考STM32学习心得五：GPIO实验-基于位操作；
5）复习寄存器地址名称映射，可参考STM32学习心得六：相关C语言学习及寄存器地址名称映射解读；
6）复习时钟系统框图，可参考STM32学习心得七：STM32时钟系统框图解读及相关函数；
7）复习延迟函数，可参考STM32学习心得九：Systick滴答定时器和延时函数解读；
8）复习ST-LINK仿真器的参数配置，可参考STM32学习心得十：在Keil MDK软件中配置ST-LINK仿真器；
9）复习ST-LINK调试方法，可参考STM32学习心得十一：ST-LINK调试原理+软硬件仿真调试方法；
10）复习如何对GPIO进行复用，可参考STM32学习心得十二：端口复用和重映射；
11）复习中断相关知识，可参考STM32学习心得十三：NVIC中断优先级管理；
12）复习串口通信相关知识，可参考STM32学习心得十四：串口通信相关知识及配置方法；
13）复习通用定时器基本原理，可参考STM32学习心得十八：通用定时器基本原理及相关实验代码解读；
14）复习USMART调试工具，可参考STM32学习心得二十：USMART调试组件实验。
